再生水源热泵在城市轨道交通中应用技术研究

随着我国城镇化进程加速,城镇人口持续增长,城市轨道交通作为高效、环保的公共交通工具被越来越多城市所采用,其线路一般经过城镇中心地带,传统车站制冷系统采取的冷却塔散热,不但带来环境污染,而且能耗高、占据空间大。本文探讨了了利用城市污水处理厂排出再生水的热泵系统,结合轨道交通车站的空调形式,对再生水源热泵在城市轨道交通中应用技术进行研究,解决轨道交通车站空调系统的冷热源问题。     

DCCHP排烟余热耦合空气源热泵系统性能分析

内燃机冷热电联供系统作为一种高效的能源利用方式,排烟余热回收后的排放温度在100℃左右,仍有部分低温余热没有充分利用,提出一种分布式冷热电三联供（distributed combined cooling heating and power,DCCHP）动力排烟低温余热耦合空气源热泵系统,实现了排烟余热的深度回收。以10 kW内燃机冷热电联供为基础,研究了该系统可回收余热量、热泵循环性能系数（coefficient of performance,COP）以及对一次能源利用率的影响。结果表明：在设计工况下,DCCHP系统排烟余热1.22 kW,热泵系统回收余热量可达1.07 kW,排烟余热回收率达到87.7%;热泵COP高达4.66,提高39.5%;系统一次能源利用率提高3.9%;同时解决了寒冷地区冬季热泵机组蒸发器结霜、低温环境下运行性能差的问题。此研究为冷热电联供系统与热泵机组的联合高效应用提供了重要的参考。     

制冷工况下提高水源热泵性能的试验研究

水源热泵利用少量高品位能源将室内空气中的高温热量转移到地下的低温水中,可达到比空调制冷更好的节能效果。水源热泵中地下水源侧和室内用户侧的水温、水量对制冷性能有较大的影响。为了提高水源热泵的制冷性能,本文在制冷工况下通过试验来研究影响水源热泵性能的因素,并得到通过降低水源侧进口水温、提高用户侧出口水温、增大两侧水流量等措施来提高系统的制冷性能,为水源热泵制冷性能的优化运行提供一定的参考。     

两级压缩式热泵空调与冰箱复合系统

根据两级压缩式制冷原理和热泵空调与冰箱制冷系统运行工况的不同,提出一种新型两级压缩式热泵空调与冰箱复合系统,介绍其原理及不同工况模式下的实现方式。该系统将热泵空调系统与冰箱系统冷热量相互有效利用,具有节能效果。对一个应用实例进行数值模拟,结果表明：复合系统能耗与常规的各自独立系统的总耗能相比,冬季节能约9％,夏季节能约18％。     

燃气三联供和江水源热泵复合系统数学模型的建立和分析

当今世界能源紧缺,燃气三联供和江水源热泵的复合系统能提高能源利用率,且之前研究较少。针对冷热电三联供和江水源热泵组成的复合联供系统,通过建立复合系统数学模型,对复合联供系统进行分析。建模的主要设备包括内燃机、烟气热水型吸收式制冷机组、江水源热泵机组。分析发现,内燃机的发电效率随着机组负载率的增加而增加,当机组负载率低于50%时,机组发电效率随着负载率降低而急剧下降,机组发电高效区间出现在50%-100%。烟气热水型吸收式制冷机组热力系数受冷却水温度及烟气温度的影响,冷却水温度越高热力系数越低,烟气温度越高热力系数越高。     

重庆某空调系统节能改造与能耗模拟

利用重庆某建筑的原有空调设备和周边地理环境,以节能改造为目的,提出了将该建筑原有电锅炉采暖方式改为湖水源热泵采暖的方案,设计了该湖水源热泵冷热源系统的改造原理和实施方案.通过建筑的DeST模型,计算建筑冬季的逐时热负荷,再利用湖水源热泵设计评估软件对热泵的采暖运行进行能耗模拟,模拟结果显示:整个冬季水源热泵系统的运行能耗比电加热锅炉系统节省410841.2kWh,节能率为71.13％,最后模拟分析了该热泵系统中变流量与定流量取水系统的能耗特征,并提出了设计建议.     

水源热泵机组压缩机的变工况特性研究

本文通过对水源热泵机组压缩机的热泵循环过程的分析，导出了压缩机制热量、耗功量和制热系数与蒸发温度及冷凝温度之间的函数关系，对热泵工况下压缩机的调节控制和选择具有一定的指导意义，也为今后进一步研究水源热泵机组的变工况特性及节能奠定了基础。     

水环热泵空调系统能耗模拟和节能评价

闭式环路水源热泵空调系统作为一种节能型的空调形式被提出,但由于其所应用的地区、建筑及负荷特性各不相同、运行工况复杂,是否比常规系统节能不能简单定论。本文采用对比评价和数值模拟分析相结合的研究方法,借助eQUEST建筑能耗模拟软件对我国4个气候分区下的72个建筑模型进行模拟研究,并通过与常规集中式VAV空调系统的对比,对水环热泵空调系统的能耗和应用情况进行综合分析,总结气候特点、内区负荷、建筑规模、辅助热源的形式等关键因素对水环热泵空调系统能耗所产生的影响,初步得出水环热泵空调系统在我国的动态模拟评价结果。     

集成引射器与机械过冷的CO2冷热联供系统性能分析

为提高CO₂系统用于建筑全年空间供热供冷的性能，本文提出集成引射器与机械过冷的跨临界CO₂冷热联供系统(EJ-DMS)。通过构建系统的热力学模型，以性能系数(COP)为目标函数，采用遗传算法对排气压力和过冷度进行优化，并对系统应用于5个典型城市的能耗、全年性能系数(COP_ann)进行场景分析。结果表明：EJ-DMS相比常规机械过冷系统、常规引射系统，COP在制热和制冷模式下分别提高10.90%、5.58%和8.99%、18.12%,COP_ann分别提高7.95%和5.98%。EJ-DMS相比常规引射系统在制热和制冷模式下排气压力分别降低0.47 MPa和0.77 MPa。此外，EJ-DMS系统在广州和哈尔滨运行时的COP_ann提升率最大，表明其更适合环境温度较高或较低的地区，如夏热冬暖和严寒地区。本文可为CO₂冷热联供系统的构建和优化提供理论参考。     

冷热互联系统研究及其能效计算准则讨论

随着节能减排的不断深入和能源效率的逐步提高,同时利用冷量和热量的冷热互联系统将得到进一步的推广应用。与传统的制冷系统和制热系统的能效计算相比,冷热互联系统能综合利用冷热两部分的能量,原来单独冷、热量的能效计算法则是否适用于新的系统需要重新考虑。本文构建了复叠机组和热泵机组互联(A系统)、以及常规制冷机组和热泵互联(B系统)两种冷热互联系统,提出了3种能效计算方式,通过具体实验操作和分析给出了3种系统的COP计算方式和结果,其中第3种计算方法综合考虑了制冷系统制冷量和热泵系统制热量作为收益,将整个系统的轴功率看作补偿能量,最为合理。     

湖水源热泵冬季供暖适应性研究

从湖体水温、热泵机组能效、冷排水对水环境的影响及热泵系统节能性四个方面分析了湖水源热泵在冬季供暖的适应性。研究表明,湖水源热泵供暖技术具有良好的节能效益,实测热泵机组能效达到4.34～4.81,相对传统的风冷热泵、电锅炉、燃气锅炉系统而言,水源热泵系统的节能率分别达到5%、68%和29.8%。     

空气源热泵耦合太阳能及余热用于升压站供暖的研究

风电场、光伏发电站等工程的升压站,一般远离集中热源,冬季多采用“电暖气+热水器”的传统方案,能源利用效率低,增加了电能消耗,降低了项目收益。提出“空气源热泵耦合太阳能及余热”的供暖方案,为升压站提供了可靠的热源,并提高了能源利用效率,降低了运行费用。升压站内电气设备间有大量的40℃左右的排风,可以作为空气源热泵的低温热源,解决了空气源热泵低温时效率低的弊病;空气源热泵生产出热水,并设置太阳能热水器进一步提高水温满足供暖要求;设置单独的蓄热水箱适应供暖负荷变化并解决一部分生活热水需求。以北京某风电场工程为例,阐述了这一系统的优缺点以及推广的必要性和可行性。分析表明,在最冷时该系统仍可以高效、稳定的运行,投资回收期短,为寒冷地区空气源热泵的应用提供了参考依据。     

相变蓄能地板采暖技术及经济眭分析

针对采用地源热泵低温热水和电热电缆地板辐射采暖加蓄能技术的两种供热系统,从节能、环保角度进行了分析,说明在注重节能、环保和合理调节峰谷电价比的环境下,使用地源热泵蓄能供热系统的推广应用具有明显的经济、社会效益和竞争力。     

生活浊水热泵热水器性能的试验研究

针对目前生活、洗浴热水的需求不断上涨以及生活洗浴热水废水热存在巨大浪费的现状,介绍了一套新型的回收废水热的热泵热水器及其主要的设备构成.通过对该试验机组进行相关的试验研究,得到组合分离式热管蒸发器废热回收热量与污水质量流量、污水进口温度的变化关系;热泵平均制热量与污水质量流量、污水进口温度变化关系;压缩机吸排气压力及其功率随出热水温度的变化曲线;出热水温度与时间的变化曲线;系统能效比随出热水温度的变化,其平均能效比达到了3.01.与传统的电热水器、燃气热水器以及电辅助加热的热水器产品相比更节能环保.     

我国热泵热水机能效标准的研究

介绍热泵热水机国内外如美国、日本相关能效标准。对国内55家热泵热水机企业460多个型号的样本数据进行调研。对热泵热水机名义工况下COPh与制热量间的关系进行统计并分析,结果显示:空气源普通型热泵热水机最低COPh值为2.93;水源热泵热水机最低COPh值为3.55。线性回归分析发现热泵热水机COPh值与制热量的线性关系不明显,故建议制定热泵热水机的能效等级可不考虑制热量对COPh值大小的影响。本文建议热泵热水机能效等级标准采纳三级能效等级:其中3级表示入门级,2级表示节能级,1级表示最高级。本文根据理论分析和数据统计给出空气源热泵热水机(含普通型和低温型)及水源热泵热水机这3级能效标准的建议值,例如普通型空气源热泵热水机的COPh从3级、2级到1级分别3.7,4.0和4.3,可供标准制定时参考。     

空气源户式机组地板采暖系统应用研究

为了研究空气源热泵冷热水机组作为地板采暖的热源的运行特性,以一围护结构保温良好的房间为研究对象,分别测试了热泵机组采用低水温进行供暖运行时的能效、在高低温的运行环境下供暖房间内温度的变化。结果表明,在保温性能良好的建筑,采用热泵机组以35℃的低供水温配合高效地暖盘管进行地板供暖,既能保证室内的舒适性,又具有良好的节能效果。得出用于地板采暖的空气源热泵机组,其控制开停机的温差需要比传统的空气源热泵机组大,在低温环境下,机组性能衰减的特性对室内达到相同供暖效果所需的时间影响不大,为设备、工程设计提供参考。     

生活废热水余热利用的实验研究

理论研究显示,以生活废热水为热源的热泵热水器比空气源热泵热水器有更好的节能效果和更广的应用区域,但对非公共浴室的生活废热水源热泵热水器的实践研究和应用仍较少。以仲恺农业工程学院学生生活废水的使用和排放情况为基础,设计了可用于家庭、集体宿舍和宾馆房间的户式生活废热水源热泵热水系统,并模拟多种运行工况进行了实验研究,为生活废热水源热泵热水器的工程设计提供依据。研究表明,该系统能效比高,节能效果优于其他热水加热方式。     

一种新型的太阳能—空气源复合热泵热水器系统

基于太阳能热利用技术、空气源热泵热水器理论,介绍了一种将太阳能与空气源相结合的双热源热泵热水器系统。该系统可充分利用太阳能加热生活用热水,辅以空气源热泵来满足太阳辐射照度不足时的用热水需求,同时用太阳能辅助加热来解决低温环境下空气源热泵运行工况恶劣的问题。系统充分利用了低品位的太阳能,保证稳定性,又可提高夏季阴雨天气、过渡季节及冬季太阳能热水器的热水温度,对于节约能源和环境保护具有重要意义。     

地表水源热泵在区域性能源的应用

介绍了湘潭市城市中心区利用地表水地源热泵建成区域性能源系统.通过对城市中心区的整体规划,利用8万平方米水域的梦泽湖作为空调系统的冷、热源,为该区域内建筑夏季制冷、冬季供暖.地表水地源热泵利用了可再生能源,且系统能效比要高于传统中央空调系统,在运行中产生了良好的经济效益和社会效益.区域性能源供应站加上利用可再生能源的地源热泵系统是一种值得大力推广的形式.     

地源热泵能效比试验与研究

采用对比试验,对不同型号井埋管的散热能力、传热能力进行研究,从而得出不同井埋管对地源热泵的不同影响。对地源热泵能效比研究前景作简单介绍,在试验部分,通过对传感器进行校正与误差分析,保证试验中数据的精确性,使散热试验和取热试验一样。应用传热模型,根据散热和取热中管内水流的流量和温度,就可以计算出水平管在各种工况下的平均散热和取热能力,鉴于在地源热泵系统应用中,地埋管换热器的设计是最关键的部分,而地源热泵的能效比又与其有密切联系,可以由此知道不同型号井埋管对地源热泵能效比的影响。