严寒地区被动房热泵空调机组冬季性能测试与分析

由于被动房围护结构具有良好的保温隔热性能，而严寒地区冬季时间长，室内外温差大、比焓差大，因此新风系统能耗在供暖空调系统总能耗中占比较大。本文对严寒地区某被动房的新风系统冬季运行参数进行了测试，对空气源热泵机组在严寒地区的运行效果进行了分析。结果表明：实际运行时，当室内人员较少时，该机组送风温度、送风量均能满足设计标准和舒适度的要求；热泵机组随室外空气温度的降低出现制热量不足的情况，当室外空气温度升高到-7℃时，该机组的性能系数达到了1.87,高于标准下限值要求。建议该机组在室外空气温度高于-7℃时工作。     

低环境温度空气源热泵在寒冷地区的供暖效果

结合实际工程,对低环境温度空气源热泵在寒冷地区的供暖效果进行实测分析。供暖初期典型日,室外温度范围为-5～0℃,热泵机组出水温度平稳,平均出水温度为41.2℃。供暖中期典型日,室外温度比较低(变化范围为-11.4～-3.9℃),热泵机组出水温度仅随室外温度的降低出现了小幅下降,平均出水温度为37.1℃,总体保持平稳。符合GB 50736—2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》第5.4.1条的规定(热水地面辐射供暖系统供水温度宜采用35～45℃,不应大于60℃)。供暖中期的热泵机组制热性能系数低于供暖初期。在供暖初期,热泵机组平均制热性能系数超过3.0。在供暖中期,热泵机组平均制热性能系数接近3.0。室外空气温度是低环境温度空气源热泵性能的主要影响因素之一,低环境温度空气源热泵性能满足寒冷地区供暖要求。     

严寒地区某绿色建筑土壤源热泵系统运行性能分析

随着建筑节能观念的推广和热泵技术的不断发展,越来越多的建筑使用热泵作为建筑的冷热源。但是随着热泵的长时间运行,热泵装机容量与建筑实际运行不匹配、机组性能逐年下降等问题逐渐的显现出来。通过对严寒地区某绿色建筑土壤源热泵系统冬、夏两季工况的持续监测,研究了该系统的夏季与冬季运行特性。利用多种影响因素与机组性能系数的相关性分析发现,首先,无论夏季还是冬季,用户侧供回水温差和部分负荷率对机组的性能系数均有较大程度的影响;其次,地源侧供回水温度对冬季机组性能系数也有较大影响。该绿色建筑夏季与冬季土壤源热泵运行情况稳定;夏季与冬季热不平衡为31.7%;夏季与冬季部分负荷率均在0.7以上,机组处于高效运行区间;建筑夏、冬季在过量供冷、供热方面的节能潜力分别为25.4%和19.4%。     

低温空气源热泵的发展现状与关键技术指标

空气源热泵由于其低温适应性不高,导致机组制热效率下降,而在北方严寒和寒冷地区发展受到限制。通过对国内外学者在提高空气源热泵低温条件下运行性能所作的研究进行梳理和总结,可从压缩机性能和除霜技术两方面着手改善空气源热泵性能;归纳了在低温环境下提高压缩机性能和除霜控制方法及除霜技术;详细总结了热泵运行性能系数指标、结除霜指标和低温适应性三方面关键技术对空气源热泵运行性能的影响。     

严寒地区PV/T-空气源热泵集成供热系统研究

严寒地区太阳能光伏光热(PV/T)技术应用于空气源热泵供暖系统,能实现低温环境下空气源热泵高效制热,最大限度提高可再生能源利用率。研究分析了空气源热泵供暖系统在严寒地区使用的局限性和普遍存在的问题;根据太阳辐射传热机理和空气传热介质的特点,研制出PV/T-空气源热泵集成供热系统,空气源热泵机组即使在室外空气温度-20℃时,其理论COP值也能达到5.37,提高了严寒地区空气源热泵的制热效率,为今后严寒地区供暖模式提供了一种新的思路。     

供暖室外计算温度下空气源热泵容量选型研究

给出了制热量衰减系数和结霜损失系数计算式，对制热工况下的空气源热泵模型进行了修正。以严寒和寒冷地区11个典型城市为例，探讨了基于供暖室外计算温度选型的空气源热泵供暖时，室外环境温度和结霜对热量供需平衡关系、供暖室内最低温度及不保证天数的影响。结果表明，室外环境温度过低和结霜会导致空气源热泵制热量低于建筑热负荷，从而导致建筑室内温度偏低，不保证天数延长，而且结霜对基于供暖室外计算温度选型的空气源热泵供暖效果的影响更显著。建议在基于供暖室外计算温度选型容量的基础上乘以一个修正系数，严寒B区和C区修正系数分别取1.00和1.05,寒冷地区取1.15～1.30。     

空气源热泵系统在胶东地区的使用效果实测

对山东省胶东地区7个空气源热泵系统进行了运行性能测试。通过对关键参数的测量,计算得到机组与系统的性能参数。实测结果表明,对于大部分项目,设计负荷过大,实测机组性能系数和额定性能系数均存在一定的差距,部分项目实测系统性能系数与机组性能系数的差异较大,水泵实际效率与额定效率存在差距,部分项目的输配系数明显偏低。分析了空气源热泵系统运行的典型问题,包括停机机组旁通流量带来的热损失占比大、热源与末端不匹配,输配系统效率较低、机组控制不佳4个方面。     

严寒地区生态节能实验楼土壤源热泵供暖系统的实例研究

土壤源热泵长期运行过程中由于季节冷热负荷的不平衡性,会产生地下温度场失衡的问题,热泵机组的制热性能系数降低,甚至无法满足严寒地区的供热需求,这一问题在严寒地区更为明显,尤其表现在土壤源热泵只负责冬季供暖,夏季不运行的情况。以生态节能实验楼的能源系统为研究对象,通过对系统整个供暖季的连续实测和数据采集,分析土壤源热泵系统的运行特性,探究实例建筑中土壤源热泵系统的实际供暖效果及其存在的问题,利用SPSS软件对六种因素进行相关性分析,辨识出影响系统运行效果的关键因素,并给出优化建议。结果表明,随着用户侧进出水温差增大,系统的供热量增加,主机COP和系统EER均有不同程度的提高,提升了5%～22%。典型日机组供热量的不达标率仅占16.7%,机组供热量在工作时间均满足供热需求,说明机组的制热能力较好。取热量是对机组性能及室内温度影响最大的因素。     

严寒地区某绿色建筑双源热泵系统运行性能分析及优化建议

绿色建筑可再生能源系统应用广泛,实际效果却存在不匹配的问题。本文针对严寒地区某绿色建筑双源(地源、空气源)热泵系统一个供冷季和两个连续供暖季的不同运行模式进行实测,重点分析了采暖季不同运行模式下热泵系统能效比,对该双源热泵系统的性能匹配度做出评价。分析结果表明,当2017年空气源热泵未启动时,系统供热量相比2016年下降了40%,机组COP降低了22%,系统COP下降了27%。并且系统运行实测值相较于设计值的匹配度,低于2016年供暖季采用双源热泵系统运行时的匹配度。     

株洲地区热源塔热泵冬季供暖实测及分析

本文通过对株洲市某实际工程所采用的热源塔热泵系统进行测试分析,探索其在特定室外气象参数下的热湿交换效果及热源塔热泵在株洲地区是否适用。实测分析得出该热泵机组的主机冬季制热性能系数COP为3.61~5.19,系统冬季制热综合性能系数SEER为1.84~2.66。在空气干球温度为12~14℃时,热泵机组高效运行同时热源塔的换热效率高达67%~74%,具有良好的换热性能。     

低温太阳能热水辅助空气源热泵系统制热系数实验分析

空气源热泵在冬季运行工况中,由于系统蒸发温度低,导致系统制热效率下降。为解决这一问题,本实验尝试对空气源热泵系统进行改造,添加了低温太阳能热水辅助系统,并对该系统运行工况进行了测试。同时,通过对比分析低温太阳能辅助系统和空气源热泵系统的循环工质温度、压力和能耗,我们不但得出影响热泵机组冬季性能的主要因素,而且得到了该系统最优集热温度和热泵工质循环温度的变化规律,并且也从理论上对空气源热泵和低温太阳能热水辅助空气源热泵的压缩比和COP值进行分析,给出了影响压缩比和COP值的关键参数,以及指出如何提高热泵机组COP值的方法。最后提出了如何提高机组制热性能的关键性措施,为以后的实际应用和研究提供了参考。     

严寒地区空气-地源热泵耦合系统性能研究

提出一种结合相变蓄热地板的空气-地源热泵系统,为严寒地区机场辅助用房提供室内环境保障,满足供热、供冷和供生活热水的需求,采用数值模拟的方法研究其供暖期性能。相变蓄热地板能够对室内温度起到较好的调节作用,当室外温度为-25~-5℃时,有相变蓄热地板的室内温度在16.9~19.3℃范围内波动,满足人体舒适度的要求,对比无相变蓄热地板的室内温度,有相变蓄热地板的室内温差减小44%左右。室外温度对空气源热泵制热性能系数影响较大,制热性能系数随着室外温度降低而降低。在室外温度为-15℃时,空气源热泵的制热性能系数在2.3以上。随着室外温度降低,地源热泵的制热性能系数增加,室外温度低于-25℃时,地源热泵制热性能系数能够保持在4.4以上。供回水温差对地源热泵的制热性能系数影响较大,对空气源热泵的制热性能系数影响较小。当空气源热泵和地源热泵的启停切换温度为室外日平均温度-15℃时,整个供暖期热泵系统的平均制热性能系数最高达到4.2,最低为2.4,平均值为3.28。在保证土壤热平衡的前提下,通过调整空气源热泵和地源热泵的运行时间,优化了系统经济性和节能性。     

集中式电驱动水-水热泵机组制热工况运行能效实测分析

介绍了我国寒冷地区某城市地源、污水源以及海水源热泵等15个集中式水-水热泵供热系统中22台热泵机组制热工况的现场实测情况。结果表明,大部分热泵机组实际运行制热性能系数低于额定值。总结了热泵机组实际运行过程中的典型问题:换热器结垢降低换热性能;热泵机组负荷率过低;用户侧供水温度过高。     

北京某农村住宅空气源热泵辅助太阳能供暖系统的运行性能

某农村住宅安装了空气源热泵辅助太阳能供暖系统。针对2014—2015年度供暖季系统的制热量、耗电量等性能参数进行了测试。结果表明,室内日平均温度为19.6℃,热泵机组日平均COP为4.29,供暖系统日均综合能效比为3.52,日均太阳能贡献率为4.87%。该供暖系统的热泵机组具有较好的运行性能,但太阳能贡献率偏低,整个供暖系统仍有进一步优化的空间。     

基于补气增焓技术的复合空气源热泵系统实验性能研究

针对空气源热泵在寒冷地区制热效果不佳的现象,搭建了“太阳能-空气集热器+补气增焓空气源热泵”复合热泵系统,选取哈尔滨某地区冬季典型气象日进行实验,测试复合热泵系统的制热性能,并通过实验进一步探究复合热泵系统的运行特性。实验结果表明：复合热泵系统受太阳辐射强度影响较大,在冬季典型气象日的实验中,系统制热量与COP最大值均出现在辐射强度最大的时刻,与常规补气增焓系统相比,制热量与COP最多增加24.9%和12.53%。当室外温度为-12℃、太阳能-空气集热器出口热风温度为40℃时,复合热泵系统COP最多提升11.1%,复合热泵系统制热性能最好。该复合热泵系统在低温环境下运行效果好,在寒冷地区具有广泛的应用市场。     

寒冷地区空气源热泵耦合太阳能集热器系统供暖季运行能效评价

近年来寒冷地区空气源热泵热水器使用逐渐增多,多能联合分户供暖系统陆续出现。目前热泵热水器产品的能效采用瞬时COP表示,寒冷地区供暖季环境温度波动较大,空气源热泵系统在变工况下运行时难以用瞬时COP来表示其实际的运行能效。试验以空气源热泵与太阳能集热器耦合系统为测试平台,分别测试分析空气源热泵热水器单独供暖和空气源热泵耦合太阳能集热器系统在寒冷地区供暖工况下的制热情况。结合整个供暖季气象数据和建筑供暖负荷,计算得出供暖工况下单空气源热泵热水器运行季节能效系数SPFh为2.48,空气源热泵耦合太阳能集热器运行季节能效系数SPFs为2.70,太阳能集热器使系统供暖季节运行能效提高了8.9%。     

武汉地区地源热泵系统能效及效益分析

对武汉地区的地源热泵系统进行了测试,讨论了不同类型热泵机组的性能系数、系统能效比及节能效益、环境效益和经济效益。研究得出:武汉地区热泵系统制冷工况下的实际平均能效比为3.39,比能效限值高13.0%;制热工况下的实际平均能效比为3.29,比能效限值高26.5%;地下水地源热泵系统的机组实际平均性能系数与系统实际平均能效比均高于地埋管地源热泵系统;与地埋管地源热泵系统相比,地下水地源热泵系统有更好的节能效益、环境效益和经济效益。     

一种太阳能辅助空气源热泵设备研究

介绍了一种太阳能辅助空气源热泵设备。该设备通过渗透型空气集热器预热蒸发器侧空气,不仅可以提高热泵的能效,也可以扩大热泵的适应地域的范围。本研究采用计算机软件模拟方法研究了典型气候区室外温度对空气源热泵制热性能的影响,并现场实际测试了太阳能集热系统对室外温度的提升能力和室外温度提升前后热泵的能效系数增量,模拟计算和实际测试结果互相印证。设备对进入蒸发器的空气进行预热,经计算和实际测试证实,设备能够有效提升空气源热泵的能效达23.4%以上。设备可在成熟的空气源热泵基础上直接进行简单改装,初投资低,操作简单;设备蒸发器侧空气温度每提高1℃,机组COP增量约为0.068,效益显著。设备在当前北方地区大力推行空气源热泵供热的背景下,具有显著的应用推广价值。     

基于洁净手术部排风的空气源热泵及性能研究

医院洁净手术部净化空调系统一班制的运行方式适合采用空气源热泵.洁净手术部排风平均温度22℃,以排风作为热源既可改善热泵机组的运行条件,又可以提高制热性能系数,具有发展前景.     

严寒地区地源热泵供热系统运行优化研究

地源热泵供热系统在运行控制方案上的优化,是建筑节能降耗的重要途径。以沈阳市ST办公楼地源热泵系统为研究对象,实地调研获取能源系统运行参数,归纳地源热泵的运行特性,锁定实际建筑中地源热泵系统供热现存问题,利用遗传算法寻求地源热泵系统最优运行控制参数。利用TRNSYS模拟能源系统运行,通过比较系统原有的改变机组负载率的控制方案与优化后最优运行控制参数方案的系统耗电量和性能系数,预测最佳控制方案下地源热泵系统的优化效果。结果表明：在最优运行控制方案下,地源热泵系统性能显著提升,系统耗电量降低14.5%,系统性能系数（COP）提升23.8%,热泵机组耗电量降低15.1%,地源热泵系统运行更加高效节能。