用户侧变流量运行空气源热泵供暖技术经济性

济南市某住宅楼(供暖面积为4 650 m~2)采用空气源热泵机组作为热源进行供暖,介绍热泵供暖系统流程。采用TRNSYS模拟软件,模拟供暖期逐时热负荷。基于热泵供暖系统设备配置,对热泵机组、热泵侧水泵、用户侧水泵(变流量运行)、蓄热水箱进行选型。采用TRNSYS模拟软件建立热泵供暖系统能耗模型,模拟计算最冷日性能指标(用户逐时供水温度、热泵机组逐时制热性能系数、热泵供暖系统逐时能效比)、最冷月性能指标(用户日平均供水温度、热泵机组日平均制热性能系数、热泵供暖系统日平均能效比)、供暖期性能指标(热泵机组供暖期平均制热性能系数、热泵供暖系统供暖期平均能效比)、供暖期经济指标(耗电量、单位供暖面积电费)。最冷日、最冷月用户供水温度稳定,在40℃左右。热泵机组供暖期平均制热性能系数为3. 10,热泵供暖系统供暖期平均能效比为2. 94。热泵供暖系统供暖期耗电量为74. 09 MW·h,电价按当地第三档电价0. 847元/(kW·h)考虑,单位供暖面积电费为13. 5元/m~2。用户侧变流量运行条件下,空气源热泵供暖系统技术与经济性均比较理想。     

酒店建筑污水源热泵供热的技术经济性分析

某酒店供热面积约10. 1×10~4m~2,房间末端装置为风机盘管,采用市政热网集中供热。在距酒店仅1. 5 km处有污水处理厂,考虑将污水厂排水作为低温热源加以利用,采用污水源热泵机组替代市政热源。将市政集中供热系统作为比较对象,采用差额静态投资回收期作为评价指标,评价污水源热泵供热系统的经济性。污水源热泵供热系统的设备材料造价为607×10~4元,供暖期运行费用为222. 25×10~4元/a。热价取34元/m~2时,市政集中供热系统的年热费为343. 4×10~4元/a,供热介质循环泵年电费为10. 47×10~4元/a。可计算得到污水源热泵供热系统的差额静态投资回收期为4. 61 a,经济性比较理想。     

空气源热泵-太阳能组合系统在寒冷地区运行特性的模拟研究

对郑州某办公楼的空气源热泵供暖系统进行了供暖性能实验,分析了室外气温和供暖负荷率对机组运行效果的影响,结果表明,寒冷地区冬季采用空气源热泵进行供暖具有技术可行性但并不经济.基于实验数据,对空气源热泵-太阳能组合系统进行了模拟研究,分析了不同供暖面积下,冷凝温度、蒸发温度、集热器面积及供水温度等对热泵供暖运行性能的影响,...     

空气源热泵供暖期逐时各日累计耗电量计算

以某小区作为研究对象,根据空气源热泵样本数据,采用插值法计算空气源热泵在不同室外温度、供水温度条件下的制热量、耗电功率,从而计算逐时各日累计耗电量。受室外温度影响,低谷电价时间的供热量比较高。受益于分时电价,低谷电价时间的电费并不高。低谷电价时间的供热量占比为39.02%,而电费占比仅为26.71%。该小区单位供热面积耗电量为29.72 kW·h/m^(2),单位供热面积电费为15.57元/m^(2)。与同类小区的单位供热面积耗电量、单位供热面积电费相比,计算结果处于合理范围内。     

增大蒸发器面积对延缓空气源热泵冷热水机组结霜的实验与分析

实验研究了增大室外蒸发器面积对空气源热泵冷热水机组蒸发温度的影响,通过对我国可应用空气源热泵地区主要代表性城市气象资料的整理分析,统计计算了未增大蒸发器面积和蒸发器面积增大一倍时,空气源热泵冷热水机组在各地区的结霜时间。结果表明,当室外蒸发器面积增大一倍后,空气源热泵冷热水机组的蒸发温度平均提高了约2.5℃;在空气源热泵运行季节内,机组在不同地区的结霜时间减少了5.21%～82.96%。     

基于空气源热泵辅热的复合地源热泵系统应用研究

严寒及部分寒冷地区的地源热泵系统存在冷热失衡问题,对基于空气源热泵辅热的复合地源热泵系统进行研究。在供暖季,室外温度较高时,运行空气源热泵机组来满足建筑热负荷需求,而室外温度较低时,运行地源热泵机组,以此空气源热泵机组承担部分建筑热负荷,减少地源热泵系统取热量。在过渡季,空气源热泵机组作为辅助热源,通过对土壤进行蓄热,进一步降低地源热泵系统冷热不平衡。以北京某项目为例进行分析,其结果为:相比于单一地源热泵系统,基于空气源热泵辅热的复合地源热泵系统通过空气源热泵机组合理、优化运行,可有效减少地源热泵系统取热量,保证地源热泵系统冷热平衡。基于空气源热泵辅热的复合地源热泵系统的供暖综合能效比为2. 3,相比市政热力供暖仍具有一定节能性。     

供暖室外计算温度下空气源热泵容量选型研究

给出了制热量衰减系数和结霜损失系数计算式，对制热工况下的空气源热泵模型进行了修正。以严寒和寒冷地区11个典型城市为例，探讨了基于供暖室外计算温度选型的空气源热泵供暖时，室外环境温度和结霜对热量供需平衡关系、供暖室内最低温度及不保证天数的影响。结果表明，室外环境温度过低和结霜会导致空气源热泵制热量低于建筑热负荷，从而导致建筑室内温度偏低，不保证天数延长，而且结霜对基于供暖室外计算温度选型的空气源热泵供暖效果的影响更显著。建议在基于供暖室外计算温度选型容量的基础上乘以一个修正系数，严寒B区和C区修正系数分别取1.00和1.05,寒冷地区取1.15～1.30。     

地埋管地源热泵制热性能测试与分析

理论分析地埋管地源热泵相比空气源热泵的节能率。结合工程实例,对地埋管地源热泵地埋管换热器进出水温度、冷凝器进出水温度、热泵机组日能效比、供暖期能效比进行了实测计算。在测试期,地埋管换热器进出水温度、冷凝器进出水温度均在正常范围内波动。日能效比基本不随室外温度的变化而波动,说明热泵机组的制热性能比较稳定。供暖期能效比为3.05,说明该项目地源热泵的制热性能比较理想。     

一体化集热屋面太阳能空气供暖的技术经济性

针对北京村镇单层民用住宅(建筑面积为74 m~2),设计建造采用一体化集热屋面的太阳能空气供暖系统。介绍太阳能空气供暖系统的主要装置、系统流程与运行模式,对集热屋面、地面混凝土蓄热层(以下简称蓄热层)的做法进行详述。在自动控制模式(全天供暖)下,以2017年12月14日—15日、20日—21日、27日—28日、30日—31日作为测试日(分别定义为测试日1～4,测试时间为当日8:00至次日8:00),对各测试日的集热屋面集热效率、太阳能保证率、耗电量、室内温度、室外温湿度、噪声、蓄热层表面温度进行计算与实测。将4个测试日作为样本数据,测算北京典型年供暖期的平均日电费。研究发现:各测试日的集热屋面集热效率分别为19.90%、26.34%、25.26%、25.79%,太阳能保证率分别为12.89%、54.04%、30.42%、42.04%。测试日集热屋面日总太阳曝辐照度越高,太阳能空气供暖系统的耗电量越低。各测试日室内温度均在15℃以上,满足设计要求。测试区域的蓄热层表面平均温度为22.7℃,具有一定的辐射供暖效果。测试期间用户对噪声情况的评价为可接受的噪声水平等级。太阳能空气供暖系统的造价为2.7×10~4元,其中施工费约占27%,其余为材料费。根据4个测试日的集热屋面日总太阳曝辐照度,将北京市典型年供暖期的日总太阳曝辐照度划分为4个区间,根据各区间对应的测试日电费及时间,采用加权平均的方法对北京市典型年供暖期的平均日电费进行测算。北京市典型年供暖期的平均日电费为18.53元,折合单位建筑面积为30.05元/m~2。     

低环境温度空气源热泵在寒冷地区的供暖效果

结合实际工程,对低环境温度空气源热泵在寒冷地区的供暖效果进行实测分析。供暖初期典型日,室外温度范围为-5～0℃,热泵机组出水温度平稳,平均出水温度为41.2℃。供暖中期典型日,室外温度比较低(变化范围为-11.4～-3.9℃),热泵机组出水温度仅随室外温度的降低出现了小幅下降,平均出水温度为37.1℃,总体保持平稳。符合GB 50736—2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》第5.4.1条的规定(热水地面辐射供暖系统供水温度宜采用35～45℃,不应大于60℃)。供暖中期的热泵机组制热性能系数低于供暖初期。在供暖初期,热泵机组平均制热性能系数超过3.0。在供暖中期,热泵机组平均制热性能系数接近3.0。室外空气温度是低环境温度空气源热泵性能的主要影响因素之一,低环境温度空气源热泵性能满足寒冷地区供暖要求。     

商业大厦清洁供暖改造方案技术经济性分析

以石家庄某商业大厦为研究对象,对清洁供暖改造方案的技术经济性进行分析。清洁供暖系统利用相变蓄热技术,缓解空气源热泵在低温环境下能效降低、易结霜等问题,适用于供暖期室外温度持续偏低的北方地区。供暖期,清洁供暖系统运行稳定、高效,室内温度可保持在20～22℃。与改造前相比,清洁供暖系统年电费降低40.5%。系统生命周期一定时,清洁供暖系统年费用小于原供暖系统,清洁供暖系统的经济性更优。     

夏热冬冷地区地表水地源热泵供暖的节能性及经济性

介绍了基于温度频段法的制热季节性能系数(HSPF)方法。考虑地表水地源热泵系统水源温度的特点,对HSPF法进行简化,以逐日地表水水温和室外空气温度代替逐时温度,评估地表水地源热泵系统的供暖节能性。采用费用年值法计算地表水地源热泵系统供暖的投资费用。以某地表水地源热泵工程为例,计算了系统能耗和单位建筑面积的供暖季费用年值,并与空气源系统能耗进行比较。结果表明,在夏热冬冷地区采用地表水地源热泵比空气源热泵节能31.5%,单位建筑面积供暖费用年值可节约3.3元/(m2·a)。     

低环境温度空气源热泵机组在北京冬季运行的性能

2013年供暖季,对安装在北京某办公建筑中的一台采用中间补气的涡旋压缩机准双级压缩空气源热泵热水机组进行了实际性能测试。对制热量、耗电量等性能参数进行了统计分析,结果表明:该空气源热泵机组在测试期间运行稳定,平均出水温度为42.0℃,供热季节能效比HSPF约为3.20kW·h/(kW·h);在室外温度为-8℃时的能效比仍能保持在2.8kW·h/(kW·h)以上,说明采用中间补气的低环境温度空气源热泵机组在北京作为冬季供暖热源具有较好的运行性能。     

低环境温度空气源热泵热风机在北京农村地区的采暖应用研究

本文介绍了低环境温度空气源热泵热风机技术原理。测试结果表明,热风机在北京冬季室外气温条件下可正常运行,并且可根据用户实际室温需求营造适宜的房间温度。保温农宅采暖季单位采暖面积电耗为23k Wh/m~2~33k Wh/m~2,单位采暖面积电费在9元/m~2~12元/m~2之间,即使是测试户家中有老人和小孩,7间房间几乎全空间采暖的情况下,单位面积采暖季电耗也仅为40.36k Wh/m~2,单位面积采暖季电费为16.19元/m~2。通过这些测试并结合用户调研情况,本文认为热风机在技术成熟度、安装维护、经济性、节能减排、实际使用效果等多方面都是北方地区农宅清洁采暖的最适宜技术。     

某绿色住宅小区污水源热泵系统应用分析

绿色住宅小区可再生能源系统应用广泛,通过对绿色住宅小区进行实地调研,了解和掌握绿色住宅中污水源热泵系统实际运行的用能特点及相关耗能情况。对污水源热泵机组运行参数、电耗及室外气象参数进行监测,并分别从热泵系统运行性能、能耗情况及室内舒适度等方面进行数据处理和分析。研究表明,在供暖季,水泵的能耗占总耗电量的28.4%。系统能效比主要受室外温度和机组的运行状况影响,机组COP和系统EER在整个供暖季期间波动较剧烈,机组COP平均值为1.62,低于机组的额定COP,供暖季中期机组COP和系统EER变化趋势逐渐趋于稳定,机组EER平均值为1.52。为提升供暖季机组运行的稳定性,在系统运行过程中,应及时根据建筑负荷变化,来调整设备运行数量及参数,减少室外温度和机组运行状况带来的影响。     

严寒地区空气-地源热泵耦合系统性能研究

提出一种结合相变蓄热地板的空气-地源热泵系统,为严寒地区机场辅助用房提供室内环境保障,满足供热、供冷和供生活热水的需求,采用数值模拟的方法研究其供暖期性能。相变蓄热地板能够对室内温度起到较好的调节作用,当室外温度为-25~-5℃时,有相变蓄热地板的室内温度在16.9~19.3℃范围内波动,满足人体舒适度的要求,对比无相变蓄热地板的室内温度,有相变蓄热地板的室内温差减小44%左右。室外温度对空气源热泵制热性能系数影响较大,制热性能系数随着室外温度降低而降低。在室外温度为-15℃时,空气源热泵的制热性能系数在2.3以上。随着室外温度降低,地源热泵的制热性能系数增加,室外温度低于-25℃时,地源热泵制热性能系数能够保持在4.4以上。供回水温差对地源热泵的制热性能系数影响较大,对空气源热泵的制热性能系数影响较小。当空气源热泵和地源热泵的启停切换温度为室外日平均温度-15℃时,整个供暖期热泵系统的平均制热性能系数最高达到4.2,最低为2.4,平均值为3.28。在保证土壤热平衡的前提下,通过调整空气源热泵和地源热泵的运行时间,优化了系统经济性和节能性。     

北方村镇电能复合太阳能供热系统经济技术分析

结合北方地区"煤改电"清洁供暖改造,提出了电直接利用,空气源热泵与地源热泵等3种复合太阳能"煤改电"供热方式。计算了不同复合供热方案的设备造价,运行费用和费用年值。给出了优化供热方案的太阳能集热面积比。结果表明,计算条件下空气源热泵复合太阳能供热系统的方案经济性较好。预期使用年限小于7年时,热风型空气源热泵复合太阳能供热系统单位供暖面积费用年值为20.5元/m~2,推荐集热面积比为7%。预期使用年限在15年内时,热水型空气源热泵复合太阳能供热系统供暖面积费用年值为14.4元/m~2,推荐集热面积比为10%。     

北京农村空气源热泵供暖项目运行实测

为评估北京农村清洁能源供暖项目中空气源热泵供暖系统的实际运行效果,选取15个典型住宅空气源热泵供暖系统,进行了供暖期监测。介绍了项目的概况,在确定合理监测方案的基础上,对比了各项目的监测结果,分析了各种因素对系统性能的影响。结果表明,空气源热泵系统在农村的实际应用效果较好,供暖末端形式显著影响系统COP,变频压缩技术有助于系统COP的提升,室外温度较相对湿度对系统COP的影响更显著。     

农宅屋顶太阳能蓄热温室空气源热泵供暖系统测试分析

对甘肃省寒冷地区兰州某农宅加装太阳能屋顶蓄热温室,在此温室中放置空气源热泵室外机组,尝试将太阳能蓄热与空气源热泵供暖系统结合,进行了理论计算分析,并对此系统的运行状况进行了实测.实测结果标明,太阳能屋顶蓄热温室白天室温可高达50℃以上,有着较大供暖潜力;按照当地居民用电每0.5元/(kW? h)测算,整个供暖季(150...     

河北省农村空气源热泵用户调查研究

针对石家庄、保定农村地区煤改电(新增空气源热泵热水机组制备热水,利用农村用户原有室内散热器及管道实现供暖)试点用户(共412户),对煤改电后农村用户用热习惯、改造效果、用户满意度进行调研,对煤改电进行经济、环保性分析。对于用热习惯:由于空气源热泵可以由用户根据舒适要求、家中是否有人自行灵活启停,采用全天24 h供热的用户数量有所下降。不采用辅助供暖方式的用户大多数家庭经济条件比较富裕,在配置空气源热泵时有经济能力选择制热功率比较大的机组,应对严寒期的能力比较强。在采取辅助供暖的用户中,以采取散煤、薪柴的用户家庭条件最不理想。对于改造效果与满意程度:煤改电前室内温度为13～16℃,煤改电后室内温度达到17～20℃,室内舒适性得到明显提升。供暖期有11户对空气源热泵进行了报修,仅占总用户的2. 67%。对供暖效果表示非常满意的用户占71. 1%,表示比较满意的用户占22. 1%。对供暖效果不满意的主要原因为对供暖效果与供暖电费之间难以达到平衡。对于经济、环保性:不仅空气源热泵购置费用有利于农村用户接受,而且在有效提高供暖效果的基础上供暖费有了大幅度降低。煤改电的减排效果非常明显,若考虑电厂集中高效的烟气处理后,减排效果更加显著。