浅谈太阳能-空气双热源热泵中央热水系统

本文针对新提出的一项技术一太阳能一空气双热源热泵中央热水系统进行了介绍,这项技术是在原有的太阳能技术的基础上研究出来的热水和热泵复合系统。该系统的主要热能是来自太阳能直射以及在空气中储存的太阳能,以较少的电能进行辅助驱动双热源热泵。该系统能够在任何气候环境下,经济的、节能的、全方位的满足人类对热水的需求。     

PV/T太阳能热泵系统的性能研究

提出一种新型的太阳能热泵系统——PV/T-SAHP系统，该系统具有光电/光热综合利用的功能；建立了PV/T-SAHP系统的动态模型，对该系统的运行特性进行了数值模拟。结果显示，PV/T-SAHP系统的电效率和热效率较传统的太阳能系统和热泵系统都有明显提高，运行能耗较普通热泵大幅度降低；系统PV/T蒸发器的面积、管间距、倾角等参数的变化对电效率和热性能会产生比较大的影响，是系统优化设计的关键因素。     

太阳能-空气复合热源热泵系统仿真分析

为保证复合热源热泵系统在复杂工况下的稳定运行和进一步优化系统各组件之间合理、高效的能量匹配,本文设计并搭建了基于微热管阵列的太阳能-空气复合热源热泵系统,采用集中参数法建立系统数学模型,分别从系统的发电效率、集热效率、制热功率和性能系数(COP)4个方面基于实验数据进行模型验证与分析,利用控制变量法研究了太阳辐照度和环境温度等参数对热泵系统在光伏/光热-水&空气源热泵运行模式下系统性能的影响,并对其运行特性进行综合评价。结果表明：所建数学模型具有较好的准确性,模拟值与实验值的相对误差均在±15%之间。光伏/光热-水&空气源热泵系统运行模式下发电效率和集热效率均值分别为13.91%和41.14%,COP均值为2.29。此外,当辐照度和环境温度分别以500 W/m²和15℃为单一变量时,系统COP分别提升21.0%和29.8%。     

复合型光伏光热一体化（PVT）热泵系统热电性能研究

因地制宜推广太阳能、空气热能等可再生能源分布式多能互补应用的新型供热模式,对建筑节能减排具有重要意义。提出一种复合型太阳能光伏光热（PVT）热泵系统,将PVT蒸发器与风冷式蒸发器有机结合,利用热泵对非连续的太阳能进行补偿,同时利用太阳能提高热泵蒸发温度,改善系统热力性能。对该PVT热泵冬季热电性能进行实验测试,并利用EES热力学软件分析不同参数对系统性能的影响。结果表明,在制冷剂流量为0.015kg/s,太阳辐射照度、室外空气温度和冷凝温度分别在100～500W/m2、-5～15℃和55～65℃之间变化时,该热泵相比于风冷式热泵可提高蒸发温度-2.7～7.1℃,同时光伏板发电量26.5～183.6W,可节约系统耗电量-26.7～288.6W,热泵系统性能系数（COP）提高-0.6%～38.8%,太阳辐射较强时热电联产效果显著。     

太阳能、双效热回收热泵系统在医院热水系统改造中的应用

国内医院热水系统主要使用锅炉作为热源,但随着国内对能源需求不断增大,"油荒"以及"煤荒"的出现,迫使利用和开发再生能源势在必行。本文主要介绍太阳能集热板、双效热回收热泵系统在医院热水系统节能改造的应用。     

家用直膨式太阳能热泵热水系统试验研究

搭建家用直膨式太阳能热泵热水系统试验台,测试分析太阳辐照度、水箱设定温度、集热蒸发器面积等对系统性能的影响。研究发现:在太阳辐照度由780 W/m~2提高到900 W/m~2时,系统平均COP可提高8%左右;该系统相比于同工况下常规空气源热泵热水系统平均COP提高33.2%左右;水箱设定温度每提高5℃,系统平均COP降低12%左右,建议控制水箱温度在50～55℃;综合考虑系统经济性、加热时间及系统性能,建议将采用容积为150 L水箱的直膨式太阳能热泵热水系统的集热蒸发器面积控制在2.0～2.6 m~2。     

两级冷凝热泵热水系统的实验研究

空气源热泵热水器运行在高温工作区时,压缩机功率及压缩机排气温度往往偏高,这不仅给机组的安全稳定性带来了隐患,同时系统的效率也会明显下降。针对这一问题,文中提出了一种两级冷凝热泵热水系统以及相应的控制方式,并进行了实验。实验结果表明,与传统的热泵热水器相比,这一系统不仅能提高供水温度,而且能让热泵热水机组在高温工作区的冷凝温度相对较低,从而在提高供水温度的同时,有效的降低了机组最高压缩机功率以及最高压缩机排气温度,系统运行安全、可靠、高效。     

R417a在热泵热水系统中替代R22的实验研究

在热泵热水系统中,对新混合工质R417a进行了理论制冷循环分析和灌注式替代R22的循环性能对比试验研究,结果表明混合工质R417a的制热量稍低于R22,但性能系数COP、压缩机排气温度和功耗等循环性能指标均优于R22,实验过程中R417a工质性能稳定,运行正常,不需更换润滑油。     

太阳能-空气能双源直膨式热泵系统夏季冷热电性能研究

本文设计了一种基于微热管阵列的太阳能-空气能双源集热蒸发(冷凝)器及双源直膨式热泵系统,该系统可有效降低光伏组件温度提升光伏发电效率,同时可实现制热和制冷功能,是一种多能互补可满足多种用能需求的新型建筑供能系统形式。搭建了太阳能-空气能双源直膨式热泵系统实验台,并对系统在夏季典型工况下的发电、供冷与提供生活热水性能进行实验测试与分析,结果表明,双源直膨式热泵系统制热运行时,PV/T组件工作对光伏组件起到了显著降温作用,相比于热泵不运行工况,组件光电功率提高56.43%,光电效率提升53.15%;双源直膨式热泵系统将180 L水由20℃加热至50℃的制热过程,系统平均制热COP为4.59,集热功率为3.20 kW,总发电量为1.43 kW·h,总耗电量为1.36 kW·h;由12℃冷却至7℃的制冷过程,系统平均EER为2.29。     

不同气候区太阳能-空气源热泵热水系统运行性能评价

本文采用非稳态制热实验方法测试空气源热泵在典型工况下的能效系数,测试不同日照强度下太阳能平板集热器的热效率,分析户用太阳能-空气源热泵热水系统在3～5人典型住宅用户热水负荷下的运行性能;选取不同气候区的代表城市,结合典型年气象数据,评价该系统在不同地区的太阳能贡献率和热水系统全年能效系数(APF)。得出:寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖和温和地区热泵机组单独运行时系统APF_h分别为3.03、3.34、3.79、3.28;4个地区太阳能年贡献率分别为29.82%、32.07%、29.58%、38.62%,太阳能-空气源热泵组合系统APF_s分别可达3.67、4.06、4.39、4.45。     

集成相变储热材料的光伏/热复合系统性能分析

将相变材料(phase change material,PCM)与光伏/热(photovoltaic/thermal,PV/T)模块集成,可通过提高冷却能力改善光伏面板的发电效率,同时利用PCM存储热能并合理利用。在2种集成相变储热材料的PV/T模块设计基础上,采用数值模拟方法进行性能分析,并与传统PV/T装置进行比较。从能量和(火用)2方面对集成系统的整体性能进行分析,并研究冷却工质流量的影响。结果表明,将相变储热材料与PV/T模块集成可显著提高系统的整体性能。其中集成2种相变储热材料的PV/T系统的日总能量效率和总(火用)效率最高,分别为67.65%和12.86%,每日可提供的能量最高可达3 603.2 W·h/m²。随着冷却工质体积流量的增加,总能量效率略有提高,但总(火用)效率显著下降。     

多联式热泵驱动热管复合供热装置的实验研究

本文提出多联式热泵驱动热管的新型供热循环方式。该方式的特征是采用空气源热泵直接驱动串联式热管散热器供热。为验证该供热方式可行性,本文基于额定功率为2.5 k W的压缩机和9台热管散热器搭建了实验台,在不同工况下进行测试。测试结果表明:新型供热装置启动速度较快,当室外温度为-10℃时,系统运行36 min时,热管散热器表面温度即可达到45℃。热管散热器温度均匀性好,除1#、9#散热器存在过冷、过热现象外,其余散热器之间温差约为1℃。同时系统传热温差小,并能在除霜工况下正常运行。     

太阳能、空气源热泵热水系统性能优化实验研究

将已实用化的非直膨式太阳能、空气源热泵热水器作为被测对象,测试其基础性能,以对其全年实际性能进行分析。然后设计拟定出3种性能优化方案,对提出方案进行可行性分析并在冬季条件下进行多组实验,以观测所能达到的优化程度。最后提出一种优化方案的综合运行策略,并通过模拟全年不同温度、气候环境计算出该优化方案的综合运行效果,复合系统全年累计电能消耗减少达45.8%。     

空气源热泵直接式加热与循环式加热方式的比较

空气源热泵热水机组高效节能、安全环保,广泛用于机关、学校、工矿企业、住宅小区、医院、各种娱乐场所等。直热式和循环式热泵,由于加热方式不同,从而导致其能效比、经济性的差异。这两种机组的性能及其实际工程上的优劣性一直是目前人们关注的话题。     

基于再生水源热泵的城市污水处理厂冷热联供系统

城市污水处理厂高耗能限制其运转及发展,基于能耗分析提出了污水处理厂资源能源综合利用技术路线。再生水源热泵回收污水厂外排水低温余热,将其提升后满足污泥高温消化等需热工艺;被吸取热量后低温水用于建筑制冷,形成再生水源热泵冷热联供系统。研究了冷热联供系统工况,以系统联合负荷收益性能系数为指标,提出夏季工况下联供系统最优制冷量即热泵蒸发侧吸热量,分析了蒸发温度对制冷效率影响。整体能流分析表明,再生水源热泵冷热联供系统可降低城市污水厂污泥厌氧消化处理工艺和建筑制冷供暖能耗,夏季和冬季工况节能率分别可达30%、40%。     

地埋管地源热泵地源侧水系统的能耗分析

通过建立模型分析了集中泵和分散泵水系统在满负荷和部分负荷下的能耗。研究结果表明:满负荷时,分散泵水系统能耗要比集中泵式少,集中-分散泵式和分散泵式能耗相等;部分负荷时,集中泵的能耗也高于分散泵的。从投资和运行的角度对两种形式的水系统的选择提出了建议。     

地下水式水源热泵机组兑水型测试系统的探讨和分析

论述了地下水式水源热泵机组兑水型测试系统的测试方法及系统组成;对系统特点和使用中的不确定度评定进行了讨论。该测试系统为水源热泵机组的研究开发提供了一个设计合理、测试准确稳定而又节能的测试平台。     

三用型水源热泵系统的设计实例

旅馆、酒店和会所,夏季需要制冷,冬季需要供热,全年需要生活热水,采用水源热泵系统,对部分机组的冷凝温度加以调整,该系统一机三用,夏季制冷、冬季取暖,一年四季制备生活热水,夏季制冷的同时制备生活热水,即免费制备热水,该系统比常规水源热泵系统更加节能;以大连长兴岛高尔夫球场会所空调、采暖、生活热水三用型水源热泵系统为例,根据空调、采暖、生活热水负荷,配备了三台水源热泵机组,分析了空调、采暖、生活热水三用型水源热泵工作原理;夏季空调制冷,制备生活热水,COP值达到5.72,过渡季制备生活热水、冬季空调采暖和制备生活热水的COP值达到3.75,有较大的节能效益。