北方农村中小学供暖方案选择

分析农村中小学供暖现状,提出几种适用于北方农村中小学的太阳能与辅助热源一体化供暖系统形式.以济南农村某小学为例,对太阳能与碳晶电热板复合供暖系统、太阳能与空气源热泵复合供暖系统、太阳能与地源热泵复合供暖系统及太阳能与沼气燃气锅炉复合供暖系统4种供暖方案的能耗、系统造价和系统运行费用进行研究.研究结果表明:对于该小学来说,太阳能与空气源热泵复合供暖系统长期运行较经济.     

高原地区空气源热泵及辅助热源复合系统能耗研究

高原地区空气源热泵系统供暖时应考虑设置辅助热源进行补充,常用的辅助热源包括太阳能集热器、电加热器、燃气锅炉供暖等。文章采用负荷频率法,对高原地区空气源热泵供暖系统,及采用不同辅助热源供暖的复合式系统等4种供暖方案的能耗和热源利用效率进行了对比研究,结果表明:采用空气源热泵+太阳能集热器供暖能耗明显小于其他方案,又充分利用可再生能源,为最优化运行方案;采用单纯空气源热泵机组供暖受到室外低温的影响,设备性能显著下降;采用空气源热泵+燃气锅炉供暖,节电但不节能,一次能源利用率较低,节能效益亦低;采用空气源热泵+电加热器供暖,二次能源利用率低,节能效益亦低。     

增加蓄热装置的空气源热泵-太阳能互补供暖系统优化研究

针对低温工况下多能互补供暖系统的工作性能和经济性较差等问题,文章设计了太阳能-蓄热空气源热泵互补供暖系统,该系统在传统太阳能-空气源热泵互补供暖系统的基础上增加了蓄热装置,提高了空气源热泵入口的空气温度。文章基于TRNSYS软件构建了太阳能-蓄热空气源热泵互补供暖系统的仿真模型,并分析了空气源热泵制热能效比的变化,对比了入口处有、无蓄热装置时太阳能-蓄热空气源热泵互补供暖系统的热性能和经济性。分析结果表明:在增设蓄热装置后,空气源热泵的平均制热能效比提高了34.87%;在供暖期内,系统的平均代价火用效率提高了3.24%,总能耗减少了2×10~7kJ,费用年值与太阳能保证率之比ACSF减少了3.3元;系统中各部件的火用效率均有所提高,空气源热泵工作性能的改善最为显著,火用效率提高了4.63%。     

太阳能与空气源热泵联合供暖系统容量匹配及运行优化

针对川西藏区民居使用太阳能与空气源热泵联合供暖问题进行系统容量匹配及运行优化研究。建立太阳能与空气源热泵并联供暖系统的容量匹配及运行优化模型,以系统生命周期成本最小为优化目标,以集热器面积、热泵容量、水箱容积、热泵启停温度、热泵启停温差为优化变量,采用遗传算法进行同步优化计算。以甘孜地区为计算案例进行优化计算,结果表明:单一运行优化节能效果显著,与设计方法相比,运行费可节省19.0%,系统COP提高24.3%,热泵平均COP提高10.7%;在系统20 a寿命周期内,同步优化方法下总投资最低,与设计方法、单一运行优化和单一容量匹配相比,其总投资分别降低19.1%、11.4%和15.6%。甘孜地区并联供暖系统应以热泵为主,推荐太阳能保证率为16%,给出了优化匹配容量及运行控制策略。     

超低能耗农村住宅多能耦合供暖系统构建及运行研究

以辽宁朝阳某超低能耗农村住宅为典型建筑,对其负荷特性进行模拟分析,构建1套适用于超低能耗农村住宅的多能耦合供暖系统,介绍系统的构建形式和控制方式,模拟分析系统的运行情况。多能耦合供暖系统白天主要以太阳能收集热量作为供暖热源,夜间以空气作为热源。通过系统模拟得出,多能耦合供暖系统在冬季能够满足超低能耗农村住宅的供暖需求,提升太阳能单独运行时间,减少空气源热泵的使用时间,对太阳能进行充分利用,为后续超低能耗建筑在农村的推广与普及以及相应的系统构建优化提供参考。     

基于粒子群算法的空气源热泵供暖系统运行优化研究北大核心CSCD

为研究空气源热泵供暖系统节能运行控制策略,文章基于空气源热泵机组及循环水泵的运行特性,建立了空气源热泵供暖系统运行模型,通过TRNSYS建立目标建筑供暖系统仿真模拟及寻优平台,采用粒子群算法对热泵出水温度、水泵频率这对相互耦合的变量进行寻优,在保证室内热舒适的前提下,以供暖系统整体能耗最低为目标,得到在不同环境参数时的系统最佳运行参数。通过实例模拟结果表明:与原有运行策略相比,系统采用优化后的参数运行可减少10.6%的能源消耗,系统综合能效比(COP)提高9.0%。该优化控制策略可有效提高系统性能,降低能源消耗。     

太阳能—土壤源热泵联合供暖系统的运行模式研究

建立太阳能—土壤源热泵联合供暖系统的一体化模型,通过与实验数据对比,所建模型与实验数据吻合较好。以大连地区的气候条件为基础,分别对联合供暖系统在不同的串联运行模式和同一并联运行模式下不同分流比例的运行工况进行模拟。结果表明,并联运行模式下分流比例为0.8时,太阳能—土壤源热泵联合供暖系统的地温恢复和系统节能效果较好。     

农村住宅多能源互补供暖节能技术

北方农村住宅中热效率低的分散式采暖方式,污染严重。提出在北方农村采用太阳能、空气源热泵及生物质能耦合多能源互补供暖系统。应用TRNSYS软件,以西安地区典型农村住宅为例,对太阳能-空气源热泵-生物质能多能源互补供热系统进行模拟。模拟结果表明:多能源互补供暖系统中,在整个采暖期太阳能贡献率为42.18%,其余负荷可由空气源热泵和生物质能进行补充。     

空气源热泵在东北地区实测与优化方案研究

在东北地区搭建了空气源热泵测试系统,对其运行效果进行评价,针对其运行过程中存在的问题进行优化。利用TRNSYS软件搭建了空气源热泵耦合太阳能系统,对比分析了2个系统的运行特性,并对空气源热泵耦合太阳能系统经济性和节能减排性进行评价。研究结果表明,空气源热泵耦合太阳能系统COP为2.02,相比于空气源热泵测试期间1.77提升14%,能耗减少20%。空气源热泵耦合太阳能系统相比于空气源热泵系统节能率为20%,减少排放CO2332.5 kg,减少排放SO22.7 kg,减少排放粉尘1.4 kg;初投资增加5 300元,投资回收期为6.4 a。     

基于动态热负荷的太阳能——地源热泵运行模式研究

建立了太阳能-地源热泵系统一体化模型,以大连地区气候条件为基础,计算了供暖季某天内房间热负荷的逐时值.在动态热负荷基础上,对联合供暖系统在不同串联运行模式和并联运行模式不同分流比的运行工况进行了模拟计算,将模拟结果与实脸数据对比,两者吻合较好.结果表明:房间热负荷的变化可影响热泵机组COP.联合运行模式在地温的恢复和系...     

非成像聚光太阳能集热器供暖应用研究

基于非成像聚光集热器的太阳能供暖系统相比于传统的供暖系统具有突出的优势,非成像聚光集热器集三种常见集热器(平板型、真空管、聚光集热器)优点于一身。文中详细介绍了非成像聚光太阳能集热器的运行原理及特点,并对其性能进行了测试分析,该集热器的时间常数为450 s,最大瞬时效率为59. 31%。同时结合典型的工程应用案例对非成像聚光太阳能集热器+电辅热及非成像聚光太阳能集热器+空气源热泵供热系统分别进行了分析和总结。     

基于模糊层次分析法的太阳能-空气源热泵复合供暖系统多目标优化

为减小太阳能空气源热泵供暖系统的综合成本和碳排放量,提高热泵运行效率及太阳能使用率,提出一种基于模糊层次分析法的多目标优化设计方法。采用TRNSYS,搭建复合供暖系统仿真模型,通过参数化分析选出7个系统参数作为优化变量,提出复合供暖系统综合评价指标,运用模糊层次分析法确定每个因素的权重并定义综合目标函数并通过正交试验法得到最终优化方案。通过仿真试验对比复合供暖系统优化前后的运行性能,验证了该优化方法的有效性。     

北京农村住宅清洁冷热源方式经济性和环保性分析

以北京某农宅为研究对象,介绍了4种清洁冷热源方式,即:空气源热泵辅助太阳能蓄能系统、空气源热泵蓄能系统、单一空气源热泵系统、燃气壁挂炉供暖系统+分体空调制冷。在峰谷电价和阶梯平价这2种电价模式下,采用费用年值法对这4种冷热源方式进行了经济性分析,并研究了4种方式对环境保护方面的影响,结果表明:对于所选建筑实例,在峰谷电价差和阶梯电价这2种模式下,空气源热泵辅助太阳能蓄能系统费用年值都是最低,且向环境排放的污染物量最少,经济性和环保性都是较优,在峰谷电价差模式下经济性更具优势,空气源热泵辅助太阳能蓄能系统方式对于农宅是一种较好的冷热源方式。     

太阳能-土壤源热泵相变蓄热供暖系统运行模式

介绍了太阳能-土壤源热泵相变蓄热供暖系统;详细阐述了系统的各个运行模式;确定了模式间的转换条件.选取了供暖期间具有代表性的数据,分析了系统在不同供暖时期、典型天气的运行模式及运行效果.系统采用了太阳能和土壤热能的复合热源,增加了运行的灵活性,提高了运行性能系数.     

基于TRNSYS的北方农村地区多能源互补系统优化设计

长期以来,我国北方严寒地区农宅的采暖方式普遍存在热效率低、污染严重等问题.本文以石家庄西北部山区典型农村住宅为研究对象,综合考虑太阳能储能、生物质能及空气源热泵,提出了一种适用于农村散户的多能互补供暖系统,基于TRNSYS/GenOpt软件对供暖系统进行数值研究,并以年运行费用为优化目标,对系统运行控制逻辑进行优化设计...     

严寒地区太阳能-地源热泵与热网互补供暖运行方式研究

文章研究了严寒地区由太阳能-地源热泵与热网组成的互补供暖系统,在串联和并联两种运行方式下的性能情况。文章构建了两种运行方式下互补供暖系统的仿真模型,对该系统各部件进行了选型设计,对系统性能进行了仿真模拟并进行了经济性分析。结果表明:串联运行方式下互补供暖系统中地埋管换热器与土壤之间的最大换热效率比并联运行方式高19.8%,且串联运行方式下二者之间的换热总量要比并联运行方式高出9.44%;两种运行方式下埋管进出口水温均有下降;运行5 a后,并联运行方式下互补供暖系统的运行费用较串联运行方式下互补供暖系统略高,但从系统供暖能效及土壤温度的受扰动情况来看,并联式系统比串联式系统更具优势。     

太阳能与复叠式高温空气源热泵联合供热系统应用

设计一套太阳能与空气源热泵联合供热系统，出水温度为80～90℃。通过对太阳能集热器和空气源热泵产品性能进行比较，选择集热效率高的中温型太阳能集热器和双级压缩复叠式空气源热泵，并对两种热源并联的供热系统进行详细的控制逻辑设计。以泰国CPC太阳能热水项目为例，对供热系统的稳定运行情况和节能效果进行验证。项目地辐照资源好，联合供热系统运行稳定、效果良好。     

增强型地热系统结合热泵供暖系统研究

针对寒冷地区采用地源热泵供暖造成土壤冷负荷堆积的问题,文章提出一种增强型地热系统结合热泵的新型供暖系统作为解决方案。首先,介绍了该系统的组成及运行原理;然后,基于沈阳某场地的地质资料建立模型,进行水力压裂及产能分析,探讨了该系统各项指标的变化情况;最后,与传统地源热泵和太阳能-地源热泵进行了经济对比。结果表明:该系统可解决土壤冷负荷堆积问题,且可保持恒定供热量;投资回报年限较短;可节省大量空间和土地面积。     

建筑节能新方向:太阳能光伏-地源热泵系统

减少我国冬季采暖所造成的大气污染,降低供暖系统的能耗,节约能源一直是建筑节能追求的目标.目前太阳能光伏发电已经成为人类利用太阳能的最主要方式之一,地源热泵已被作为一项旨在解决建筑冷热源问题的新技术,日渐受到人们的重视.将光伏转换与热泵循环有机结合在一起,从而形成了太阳能光伏-地源热泵系统.该系统提高了光电转换和光热吸收效率,光电/光热综合利用,极大地提高了单位面积太阳辐照的利用效率,同时可提高热泵系统在寒冷地区运行的适用性;利用光电效应把太阳能中高能带区域的光能直接转化成电能,可大大提高太阳能的可用能效率;在增加能量储存装置和逆变器的条件下,可以使系统脱离公用电网运行,从而增加了系统的适用性和灵活性;与普通的空气源热泵相比,太阳能地源热泵具有较高的热性能,具有一机多用的功效;与建筑物相结合的太阳能热泵系统,可以增加建筑物的隔热效果,起到减少建筑物冷暖负荷的作用,同时可极大地减少环境污染.     

晋北地区村镇住宅建筑供暖系统优化及经济性研究

以晋北地区某村镇住宅建筑为例，对太阳能与电锅炉供暖系统进行设计方案优化及经济性研究。根据晋北地区气候特征，分析村镇住宅建筑负荷特性；采用模拟研究方法，分别对太阳能系统供暖、电锅炉系统供暖以及太阳能与电锅炉耦合系统供暖进行建筑能耗模拟；针对面积为60 m²、100 m²、200 m²村镇住宅建筑，考虑不同热源承担的建筑负荷比例、供热系统初投资及运行费用，优化不同面积村镇建筑的供暖模式以及不同热源承担的负荷占比。结果显示：太阳能系统初期投资高，电锅炉系统运行费用高。长期运行时，太阳能供暖系统的经济性优于电锅炉供暖系统。太阳能供暖系统与电锅炉供暖系统单独运行时，太阳能供暖系统不能很好地满足供暖条件，而电锅炉供暖系统运行费用较高；太阳能+电锅炉供暖系统的太阳能和电锅炉的供暖占比分别为50%时，前期投资和系统运行费用比较经济。