太阳能-地源热泵系统运行特性的试验研究

在已建成的太阳能-地热能综合利用多功能热泵试验系统上进行了太阳能-地源热泵系统联合与交替供暖运行特性的试验测试,结果表明:联合运行模式不仅可以提高日间系统运行效率,且U型埋管可作为热源缓冲体自动储存日间富余太阳能,以改善夜间运行效率,联合运行测试期内太阳能与地热能热源的承担比例为43.3%:50.2%;交替运行模式可以在充分利用太阳能的前提下有效恢复埋管周围土壤温度,从而可提高太阳能与地热能的综合利用效率;整个供暖测试期内,地源热泵与日间太阳能热泵的平均COP分别为2.37、2.72,对应的太阳能-地源热泵系统联合运行模式、昼夜交替运行模式及太阳能-U型埋管补热交替运行模式的平均COP分别为2.69、2.65及2.56.     

夏热冬暖地区太阳能-空气源热泵复合热水系统试验研究

构建了一种并联式太阳能-空气源热泵复合热水系统,利用此系统对夏热冬暖的广州地区冬季热辐照强度高、中、低3种工况进行试验测试。针对低层建筑用户热水需求,模拟用户热水使用情况进行分时段放热水试验研究。试验结果表明:在用户热水实际需求的条件下,空气源热泵需提供的热量要大于太阳能系统所提供的热量,尤其在太阳能辐照度较低或者无太阳辐照时。3种工况下的太阳能日保证率分别为28.22%、11.2%、0,热泵机组日平均COP分别为5.17,5.48,5.1,复合系统平均COP分别为6.47,5.9,5.03。系统能在不同工况下充分耦合各种工作模式,高效、稳定地在冬季满足热水需求,而在太阳能热辐射情况下,复合系统COP较热泵COP显著提高。     

严寒地区太阳能辅助土壤源热泵系统运行策略优化

针对严寒地区建筑供能能耗大,土壤源热泵系统连年取热造成的土壤热失衡问题,以太阳能辅助土壤源热泵系统为研究对象,提出常规、多模式切换地埋管分区运行策略并对其按季度进行划分,在各季度期间设置不同的温控参数,研究不同运行策略的设置对太阳能辅助土壤源热泵系统性能的影响规律,从而得出相对最优运行策略。判优参数包括供暖保证率、机组COP、换热器取热量、土壤温度及运行费用。结果表明：与常规运行策略相比,多模式切换地埋管分区运行策略的供暖保证率100%、机组COP提升14.42%、换热器取热量减少35.3%、十年后土温升高1.13 ℃、年运行费用减少618元。     

地埋管地源热泵系统冬季运行试验研究

介绍了地源热泵试验装置及测试装置的建设过程与冬季运行试验.分析了冬季地源热泵试验的有关数据.得到热泵运行前后土壤不同深度温度,地下5m以下土壤初始温度基本稳定在15.5～17.5℃,启动2h后地下50m土壤温度由运行前的17.2℃下降为12℃左右.地下土壤温度的恢复比开机运行时温度降低速度要慢.进出地下埋管的水温分别为6～8℃和9～11℃,温差一般为2～5.5℃.热泵供水温度为43～48℃,回水温度一般在39～43℃之间.温差一般为2～4℃.单位管长换热量在25～45W/m之间.机组平均COP为4.0,系统平均COP为2.3.     

电动汽车热泵系统串并联余热回收试验研究

电动汽车热泵系统在低温环境存在制热量不足的问题,一种可行的改善方式是回收电动汽车的废热来提升热泵系统的制热量。本文通过试验手段,搭建了以R134a为工质的电动汽车热泵系统试验台,在环境温度-7 ℃、余热回收量为1.0 kW情况下,研究了热泵系统在串并联余热回收模式运行时的性能。通过改变压缩机转速,对比了2种余热回收模式的运行特性、制热能力及制热效率。研究结果表明:并联余热回收模式制热能力优于串联余热回收模式,最大可增加0.96 kW,且2种模式制热量均超过3.0 kW;并联余热回收模式功耗大于串联余热回收模式,最大可多0.63 kW;并联余热回收模式的COP略低于串联余热回收模式,但2种模式COP均大于1.5。根据2种模式特性的试验观察,本文提出一种节能高效的余热回收控制策略。     

复合热泵热水系统运行特性的分析研究

针对某高校洗浴中心热水系统工程,提出一种带回收洗浴污水余热的污水源和空气源复合热泵热水系统,将洗浴污水余热回收利用且系统运行能效高。本文从空气源热泵热水系统单独运行和空气源热泵与污水源热泵组成的复合热泵热水系统运行两方面出发,通过对机组出水温度、系统制热量、COP等数据分析,研究热泵热水系统的运行特性。结果表明,在复合热泵热水系统运行模式下,污水源热泵机组串联运行的效果优于并联运行;复合热泵热水系统的运行能效比单独空气源热泵热水系统的运行能效提高约19%;污水余热回收的热量占总制热量的35.8%。     

基于TRNSYS的严寒地区太阳能和地源热泵联合应用技术研究

基于对TRNSYS软件进行数值模拟,在严寒地区对太阳能和地源热泵联合应用技术的可行性和参数优选等问题进行研究。结果表明,在严寒地区采用太阳能和地源热泵联合供热采暖系统是可行的,采用并联型源侧补热模式的效率相对较高,建议选用平板式集热器,并联型源侧补热系统的全年COP随集热器面积的增大,非线性提高到一定值之后,COP趋于稳定。     

太阳能空气源复合多功能热泵系统的试验研究

构建了一种多功能直膨式太阳能与空气源复合的热泵系统。在常州的冬季及春季分别对试验样机的运行特性进行研究。试验结果表明:系统在冷暖联供的工况下,即同时产生生活热水和冷冻水,整个过程平均COP为6.0;在冬季,太阳辐射强度为354 W/m~2时,系统制生活热水平均COP为4.32;模拟系统供暖,即将循环水从40℃加热至45℃时,测试结果中最低COP为5.07。在春季,太阳辐射强度为856 W/m~2时,系统制生活热水平均COP为5.78。夏季时,系统同时生产冷热水用于生活热水和供冷的需求;冬季时,由于太阳能的辐射,提高了系统的蒸发温度,热泵的性能因此得到提升。     

双源复合热泵供暖系统的试验研究

为降低建筑能耗和提升可再生能源的利用率,建立了双源复合热泵供暖系统的试验装置。通过试验,分析了采暖季不同天气工况下系统的运行情况。结果表明:系统运行连续、稳定,系统能够满足不同天气情况的建筑供暖需求;晴天测试日太阳能热泵供暖运行性能系数平均COP值为4.3,测试日空气源热泵供暖性能系数平均COP值为2.2,双源复合热泵供暖系统与单空气源热泵供暖相比具有明显的节能优势。     

闭式冷却塔-土壤源热泵系统夏季工况试验研究

为探究闭式冷却塔-土壤源热泵系统在不同控制策略下土壤温升与COP的变化情况,对其进行试验分析。试验结果表明:通过白天冷却塔-GCHP联合运行夜间关闭冷却塔(模式1)、白天冷却塔-GCHP联合运行夜间关闭热泵机组(模式2)和控制源侧流量的配比(模式3)与GCHP单独运行试验对比发现加入冷却塔能显著阻止COP下降,且连续制冷优于间歇制冷。模式3改善效果最佳,机组COP最大增幅为30%,最小减幅为17%;系统COP最大增幅为25%,最小减幅为16%。在土壤温升方面,3种模式均能减缓土壤周围温度的增加。在埋深30 m处,模式2效果最佳,土壤温升降低了24%;在埋深45 m和60 m处,模式3效果最佳,土壤温升降低了31%,对于上海夏季炎热需长期供冷地区,模式3为最优控制策略。