直膨式太阳能热泵热水器及其热经济性分析

介绍了直膨式太阳能辅助热泵热水器(DX-SAHPWH)的基本结构和工作原理.计算了直膨式太阳能辅助热泵热水器、空气源热泵热水器、太阳能热水器、电热水器和燃气热水器的运行能耗.分析了直膨式太阳能辅助热泵热水器的市场潜力、经济性以及社会效益.几种热水器比较结果表明,直膨式太阳能辅助热泵热水器能耗最小,运行费仅为电热水器的1/3,燃气热水器的1/2,空气源热泵热水器的415;与电热水器相比,使用直膨式太阳能辅助热泵热水器,户均年运行费可减少约1500元,2年左右即可回收额外的初投资.直膨式太阳能辅助热泵热水器与空气源热泵热水器的市场价格相当.由于其节能、环保、安全等,自身优势明显,预期该热水器应用前景广阔.     

直膨式太阳能热泵系统的数学建模及验证

文章建立了直膨式太阳能热泵系统的数学模型,其中包括有盖板的平板太阳能集热蒸发器数学模型、压缩机数学模型、冷凝器数学模型以及膨胀阀数学模型,并从两种角度对该数学模型进行求解,同时建立了实验平台,以实验数据来验证模型的正确性。结果表明,实验计算所得COP为6.18、集热效率η为0.65,模型的两种求解所得COP分别为7.11和6.95、集热效率η分别为0.71和0.68,将模型求解结果与实验计算结果进行对比,同时考虑理论与实际所允许的差距,可得该文建立的模型是正确的。     

直膨式太阳能热泵热水器热力性能分析及优化设计

针对"直膨式太阳能热泵热水器"750W实验样机(系统A)进行了过渡季节运行工况下的实验研究,根据实验数据计算出系统供热性能系数、太阳集热效率和各主要部件的有效能损失系数以及系统的有效能效率等热力学指标,对各部件可加以完善的潜力做了量化分析,为整套系统的进一步优化设计提供参考。根据分析结果,研制了小型化400W实验样机(系统B)并加以实验验证。通过对比分析发现,两套系统各主要部件的有效能损失以压缩机(其有效能损失系数,系统A为40%,系统B为34%)和太阳集热/蒸发器(其有效能损失系数,系统A为21%,系统B为37%)为最大,然后依次是冷凝器(其有效能损失系数,系统A为11%,系统B为8%)和热力膨胀阀(其有效能损失系数,系统A和系统B均为5%)。因此,压缩机的合理选配、集热器的优化设计是提高太阳能热泵热水器性能的关键。     

基于仿真与实验的直膨式太阳能热泵热水器变频策略

介绍了直膨式太阳能热泵热水器的工作原理,针对该系统建立了集中参数法的仿真数学模型,并对该模型进行了典型气候条件下的实验验证.分析表明,仿真结果与实验实测值吻合较好.进而利用该模型得出了系统性能随气象条件而变的数据库,据此制定出直膨式太阳能热泵热水器全年高效安全运行的变频策略.     

直膨式太阳能热泵系统的模型仿真

考虑了集热器中制冷剂压降的存在,利用平衡均相理论建立了太阳能集热/蒸发器的两相流模型,同时建立了压缩机、冷凝器的数学模型.从理论上分析了集热器中制冷剂的压降、集热器的类型、集热面积、太阳能辐照度、环境温度、压缩机容积以及冷凝温度等因素对直膨式太阳能热泵系统热工性能的影响,并在此基础上给出了改善系统性能的建议.     

直膨式太阳能热泵集热蒸发器设计参数敏感性分析

对直膨式太阳能热泵热水系统建立数学模型,利用实验数据验证此模型的可靠性,并在此基础上,采用敏感性分析法分析集热蒸发器设计参数对系统性能的影响,同时引入敏感性系数作为评价指标,确定集热蒸发器的关键设计参数.研究显示:集热蒸发器面积对制热性能系数与热水加热功率的影响最显著,对它们的敏感性系数分别为0.201和0.223.最...     

真空管直膨式太阳能热泵系统性能分析

该文将真空管集热器与直膨式太阳能热泵结合,提出一种真空管直膨式太阳能热泵系统。实验研究典型工况下太阳辐照度、循环水温度对系统性能的影响,并探讨压缩机变频条件下系统的动态性能。结果表明,提高太阳辐照度、降低循环水温度有利于提高系统性能,在太阳辐照度为850 W/m2,循环水温度为55℃时系统取得最大COP,为5.36。压缩机频率为42 Hz的系统COP为4.08,较45、47、50 Hz分别提高1.23%、8.5%、13.6%。     

直膨式太阳能热泵系统性能分析及优化

直膨式太阳能热泵利用少量电能将太阳能的低品位能量转移至高品位,具有清洁、高效的优点,目前正成为节能领域的研究热点,近年来取得了飞速发展.国内外众多学者作了相关研究并取得了一定的成果.概述了直膨式太阳能热泵在国内外的研究进展,总结了内部参数和外部参数等方面对直膨式太阳能热泵系统性能的影响.针对不同的影响因素,给出了多种提高直膨式太阳能热泵系统性能的策略,以期对直膨式太阳能热泵的发展有一定的促进作用.     

辐照强度对直膨式太阳能热泵性能影响的研究

文章搭建了直膨式太阳能热泵热水系统实验装置,研究了辐照强度对直膨式太阳能热泵性能的影响。结果表明,在环境温度及冷凝温度不变的情况下,蒸发温度及性能系数(COP)值随着辐照强度的增大而升高,且辐照强度增加200 W/m2,蒸发温度升高3~5℃,COP值升高0.8~1.2;得热效率随着辐照强度的增大而降低,其降低速率随着辐照强度的增大而逐渐减小。     

直膨式太阳能热泵运行特性的实验研究

对直接膨胀式太阳能热泵热水系统进行了实验研究,实验期间,太阳能辐照度变化范围为143.12~664.6 W/m2,分别采用三种不同结构的集热器和蒸发器,得出系统COP为2.49~3.47,表明该系统在各种天气情况下均能够可靠地生产45℃的生活热水,热性能稳定,可以全天候地提供生活热水且具有节能效果;同时选取双集热器的两组数据,分析了太阳辐照度对热泵系统运行的影响。     

并联式太阳热泵热水器中热泵子系统性能研究

对太阳热泵热水器中的热泵子系统建立了相应的数学模型,并对热泵子系统的循环性能进行了研究。研究表明,循环水量对热泵子系统的性能系数、压缩机功耗、加热时间以及保温水箱的实际终了加热温度有较大的影响。     

热泵辅助太阳能中央热水系统年运行特性研究

提出采用热泵来取代传统的电加热器,构成热泵辅助太阳能中央热水系统,可有效地降低能源消耗.结合2005年西安地区气象数据,建立了合适的数学模型,并用现有的试验数据对模型进行了校准,通过模型模拟了该年热泵辅助和电辅助太阳能中央热水系统的性能系数,输入功耗,出水温度等运行参数,并对两者进行了对比.     

PERFORMANCE OF A HEAT PUMP USING DIRECT EXPANSION SOLAR COLLECTORS

Theoretical and experimental studies were made on the thermal performance of a heat pump that used a bare flat-plate collector as the evaporator. The analysis used empirical equations to express the electric power consumption of the compressor and coefficient of performance (COP), as functions of temperature of evaporation at the evaporator and that of the heat transfer medium (water) at the inlet of the condenser. The experimental heat pump had a compressor with a rated capacity of 350 W and collectors with the total area of 3.24 m². Around noon in winter the evaporator temperature was found to be about 17°C higher than the ambient air temperature of 8°C, and a COP of about 5.3 was obtained when the water temperature at the condenser inlet was 40°C. These measured evaporation temperatures and COPs were in good agreement with those predicted by the analysis. According to the analysis, the total area of the collectors in the experiment was appropriate for the heat pump system. Also, the 1-mm thickness of the collector's copper plate used in the experiment could be 0.5 mm with little reduction of COP. The pitch of the tube soldered to the copper plate for the refrigerant flow was 100 mm in the experiment, but the COP would only be reduced by about 4% if the pitch were changed to 190 mm.     

对太阳能热泵PV蒸发器的理论研究及基于分布参数法的数值模拟

从制冷系统热动力学的理论出发,对太阳能热泵PV蒸发器建立了相应的二维模型,并对太阳辐射强度、环境温度以及结构参数等对运行状况的影响进行了数值模拟研究。结果表明,该模型能有效的预测蒸发器内的运行工况,也可作为部件及系统优化设计的依据。     

间接膨胀式太阳能多功能热泵单独制热水性能实验研究

简要介绍了间接膨胀式太阳能多功能热泵(IESA-MDHP)系统的功能模式.在冷凝侧采用强制循环和自然循环两种运行模式,对系统在冬季工况下利用中低温水源单独制热水性能进行实验测试.实验结果表明,在两种运行模式下热泵COPhp、系统COPsys及(火用)性能系数COPEX都明显高于空气源热泵热水器系统.实验同时对不同初始水温下IESA-MDHP系统单独制热水性能进行对比,发现初始水温对热泵COPhp、系统COPsys影响不大,而对(火用)性能系数COPEX影响较明显.     

基于动态分布参数模型的光伏太阳能热泵系统的数值模拟

采用分布参数法,根据平衡均相流理论,建立了光伏太阳能热泵(PV-SAHP)系统的动态分布参数模型.通过数值模拟对系统在动态工况下的光电光热性能进行研究.研究结果显示PV-SAHP系统具备优越的光电光热性能,系统的COP为3.1-5.8,全天的平均值为4.8,明显高于普通的风冷热泵;系统光电转换效率为12.38%-13.31%;系统全天的平均光电功率为375W,相当于系统平均功耗(474.8W)的79%.对模拟结果进行对比分析后发现系统光电光热性能主要由太阳辐照强度所决定,并受环境温度的影响.     

太阳能热泵气化LNG系统的性能研究

针对液化天然气(liquefied natural gas,LNG)空温式气化器(ambient air vaporizer,AAV)在运行中表面堆霜结冰降低换热效率的问题,提出并设计一种基于太阳能热泵的LNG气化系统(DX-SAHPNV),建立系统各主要部件的动态仿真数学模型.通过数值模拟,对DX-SAHPNV改善A...     

我国热泵热水机能效水平分析

对我国热泵热水机的能效现状进行调研,结果显示有约1/3的空气源普通型热泵热水机及超过1/2的水源热泵热水机产品的COPh不能达到GB/T 21362—2008中相应要求。提出采用热力学完善度(η)分析的方法,并参照我国现有房间空调器、单元式空调机及冷水机组的能效等级标准,分析热泵热水机的能效等级标准。建议该标准分为3级,其中水源式1～3级COPh/ηh依次为5.1/0.407、4.8/0.382、4.5/0.359,空气源普通式相应值依次为4.3/0.296、4.0/0.276、3.7/0.255。     

太阳能-空气复合热源热泵热水器的性能模拟与分析

介绍了一种新型太阳能—空气复合热源热泵热水装置(SAS-HPWH)。该装置通过使用独特设计的螺旋翅片蒸发管的平板型集热/蒸发器,可以在不同的天气情况下切换运行太阳能热源热泵模式、太阳能与空气双热源热泵模式和空气源热泵模式,制取生活热水。论文主要针对自行设计的一台150L的SAS-HPWH,建立系统的数学模型,并以太阳能输入比例为准则研究系统的运行模式与特性。模拟结果显示该热水器在不同天气特征情况下可高效率地制造55℃热水。论文还分析了太阳辐射、环境温度以及压缩机的容量对系统特性的影响,提出使用变频压缩机,根据不同的天气情况调节制冷剂流量,进一步提高系统的整体性能。