基于Simulink的不同热源供热效果动态仿真研究

为研究空气源热泵系统及太阳能热泵系统的供热效果，分别建立压缩机、膨胀阀、蒸发器(空气换热器)、蒸发器(直膨式太阳能集热器)、冷凝器、房间的数学模型，通过Simulink模拟仿真对比分析两种供热系统的动态供热过程。搭建空气源热泵供热系统试验平台，对空气源热泵系统供热过程相关参数进行测试，对比分析模拟结果与实测结果。研究结果表明:空气源热泵系统压缩机吸气压力、压缩机排气压力、室内空气温度模拟结果与实测结果接近，证明数学模型可以较为准确地反映空气源热泵系统的供热过程。空气源热泵系统和太阳能热泵系统能效比均随时间延长逐渐下降至平稳，空气源热泵系统能效比最终稳定在2.25左右，太阳能热泵系统能效比最终稳定在2.81左右。空气源热泵系统和太阳能热泵系统供热墙温度及室内空气温度均由10℃开始逐渐上升，然后逐渐稳定。空气源热泵系统供热墙温度维持在27.1℃附近，室内空气温度维持在18.6℃附近;太阳能热泵系统供热墙温度维持在34.1℃附近，室内空气温度维持在21.7℃附近。     

寒冷地区空气源热泵耦合太阳能集热器系统供暖季运行能效评价

近年来寒冷地区空气源热泵热水器使用逐渐增多,多能联合分户供暖系统陆续出现。目前热泵热水器产品的能效采用瞬时COP表示,寒冷地区供暖季环境温度波动较大,空气源热泵系统在变工况下运行时难以用瞬时COP来表示其实际的运行能效。试验以空气源热泵与太阳能集热器耦合系统为测试平台,分别测试分析空气源热泵热水器单独供暖和空气源热泵耦合太阳能集热器系统在寒冷地区供暖工况下的制热情况。结合整个供暖季气象数据和建筑供暖负荷,计算得出供暖工况下单空气源热泵热水器运行季节能效系数SPFh为2.48,空气源热泵耦合太阳能集热器运行季节能效系数SPFs为2.70,太阳能集热器使系统供暖季节运行能效提高了8.9%。     

基于最佳除霜控制点的空气源热泵新型电流除霜控制方法开发与验证

空气源热泵室外风机电流随蒸发器结霜程度而变化,采用电流间接测霜具有成本低、灵敏和易于应用等优势.本文以开发适宜工程应用的高效除霜控制方法为目标,开展空气源热泵新型电流除霜控制方法研究.首先,通过人工环境室测试,系统分析了不同结霜工况下空气源热泵室外风机电流、风机电流增量、平均电流增长速率的变化规律,提出以风机电流增量为除霜控制参数,以平均电流增长速率为结霜工况判断依据;然后,基于最佳除霜控制点理论,确定不同结霜工况的最佳除霜控制阈值,开发除霜控制策略并应用于山东临沂市某实际供暖工程.测试结果表明,新型除霜控制方法能准确判断结霜工况,按需除霜,相比原厂除霜控制方法,机组除霜频次降低39.8％,能效提升12％.     

学生公寓太阳能热泵热水系统优化控制探讨

通过将某高校校园内所有空气源热泵辅助太阳能热水系统联网,根据单栋学生公寓人数、季节、室外温度等因素,对学生公寓生活热水系统各用能设备的运行参数和能耗数据予以采集、处理和分析,计算热水系统运行效率,采用最优能效控制策略实现学生公寓太阳能热泵热水系统优化控制与动态管理。     

基于预热冷空气的太阳能耦合空气源热泵系统研究

针对空气源热泵在寒冷地区运行过程中存在的结霜、压缩机液击等问题,在传统太阳能辅助空气源热泵系统的基础上,在热泵蒸发器前串联空气预热器。以兰州地区为例,阐述了采用这一新型方式的系统优缺点及其在兰州地区推广应用的必要性和可行性。分析表明：当室外冷空气温度低至冬季最低气温时,该系统可有效地解决以上问题,提高热泵的运行稳定性,节能经济性可观,解决了冬季运行难的问题,为寒冷地区热泵技术的推广应用提供了参考依据。     

太阳能／空气复合热源热泵机组研究

针对空气源热泵用于冬季供热时存在的不足及太阳能热泵应用特点,提出可同时利用空气和太阳能两种低位热源的复合热源热泵模式:制热工况时,该热泵机组有两个并联的蒸发器;制冷工况时,机组有两个并联的冷凝器.建立了复合源热泵系统的稳态仿真模型,对复合热源热泵机组样机进行了测试,模型分析和测试结果表明,复合源热泵机组的性能大大优于传统的风冷热泵机组.     

低温太阳能热水辅助空气源热泵系统制热系数实验分析

空气源热泵在冬季运行工况中,由于系统蒸发温度低,导致系统制热效率下降。为解决这一问题,本实验尝试对空气源热泵系统进行改造,添加了低温太阳能热水辅助系统,并对该系统运行工况进行了测试。同时,通过对比分析低温太阳能辅助系统和空气源热泵系统的循环工质温度、压力和能耗,我们不但得出影响热泵机组冬季性能的主要因素,而且得到了该系统最优集热温度和热泵工质循环温度的变化规律,并且也从理论上对空气源热泵和低温太阳能热水辅助空气源热泵的压缩比和COP值进行分析,给出了影响压缩比和COP值的关键参数,以及指出如何提高热泵机组COP值的方法。最后提出了如何提高机组制热性能的关键性措施,为以后的实际应用和研究提供了参考。     

基于预热冷空气的太阳能耦合空气源热泵系统研究

针对空气源热泵在寒冷地区运行过程中存在的结霜、压缩机液击等问题,在传统太阳能辅助空气源热泵系统的基础上,通过在热泵蒸发器前串联空气预热器的新型方式,同时以兰州地区为例,阐述了该系统的优缺点及其在兰州地区推广应用的必要性和可行性。分析表明：当室外冷空气温度低至冬季最低气温时,该系统可有效地解决以上问题,提高运行稳定性,节能经济性可观,从而解决了冬季运行难的问题,为寒冷地区热泵技术的推广应用提供了参考依据。     

太阳能/空气复合热泵系统冬季能效比测试与分析

基于天津地区气候特征,对太阳能/空气源热泵系统冬季制热性能进行了理论研究与实验测试。测试分为两种模式,一种是单纯的空气源热泵运行模式,另一种是双热源热泵运行的模式,根据测试数据进行了能效对比分析。     

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%。     

新型间联式太阳能空气源热泵用于供热的效果分析

介绍了该系统的组成和工作原理,在日照充足时可利用太阳能直接制热;在夜间等无太阳能时利用风冷换热器取热,并通过载冷剂将热量提供给热泵蒸发器,通过热泵制取热水;在太阳辐射较弱时利用太阳能集热器和风冷换热器加热载冷剂并通入热泵蒸发器,充分利用太阳能并提高蒸发温度。在风冷换热器和热泵冷凝器之间设置换热器,用热泵制取的热水为风冷换热器除霜,可降低除霜能耗并保证制热的连续性。以北京为例进行分析,结果表明,该系统用于冬季供暖时,系统一次能源效率为1.13,均高于太阳能集热器+电加热系统和空气源热泵系统;相对于太阳能集热器+电加热系统,间联式太阳能空气源热泵系统的节能率达到58%。     

中深层地热源热泵供暖系统能耗和能效实测分析

介绍了中深层地热源热泵供暖系统的构成、工程案例基本信息及测点布置情况。通过连续48h以上的监测,得到了中深层地热源热泵供暖系统的实际运行情况。介绍了几类常规热泵系统热源侧出水温度的连续监测情况。通过对比可知,中深层地热源热泵系统热源侧的出水温度明显高于其他几类常规热泵系统。计算结果显示:中深层地热源热泵系统热源侧换热器单位长度取热量可以达到常规地源热泵系统的2.0~3.6倍;中深层地热源热泵系统的机组能效和系统能效都得到了提升;中深层地热源热泵供暖系统适合为居住建筑供暖。     

基于补气增焓技术的复合空气源热泵系统实验性能研究

针对空气源热泵在寒冷地区制热效果不佳的现象,搭建了“太阳能-空气集热器+补气增焓空气源热泵”复合热泵系统,选取哈尔滨某地区冬季典型气象日进行实验,测试复合热泵系统的制热性能,并通过实验进一步探究复合热泵系统的运行特性。实验结果表明：复合热泵系统受太阳辐射强度影响较大,在冬季典型气象日的实验中,系统制热量与COP最大值均出现在辐射强度最大的时刻,与常规补气增焓系统相比,制热量与COP最多增加24.9%和12.53%。当室外温度为-12℃、太阳能-空气集热器出口热风温度为40℃时,复合热泵系统COP最多提升11.1%,复合热泵系统制热性能最好。该复合热泵系统在低温环境下运行效果好,在寒冷地区具有广泛的应用市场。     

空气源热泵机组蒸发器结构对其结霜特性影响的实验研究

为了解决空气源热泵机组蒸发器表面结霜问题,实验研究了管排数、肋片间距对室外侧蒸发器结霜特性的影响,获得了蒸发器结构参数对蒸发器结霜厚度和空气侧压降的影响规律.实验结果为改进热泵机组结构、提高机组性能提供了依据.     

严寒地区PV/T-空气源热泵集成供热系统研究

严寒地区太阳能光伏光热(PV/T)技术应用于空气源热泵供暖系统,能实现低温环境下空气源热泵高效制热,最大限度提高可再生能源利用率。研究分析了空气源热泵供暖系统在严寒地区使用的局限性和普遍存在的问题;根据太阳辐射传热机理和空气传热介质的特点,研制出PV/T-空气源热泵集成供热系统,空气源热泵机组即使在室外空气温度-20℃时,其理论COP值也能达到5.37,提高了严寒地区空气源热泵的制热效率,为今后严寒地区供暖模式提供了一种新的思路。     

空气源热泵室外换热器堵塞实验研究

建立了一个可以模拟室外各种工况的实验系统,在温度为0℃,相对湿度为65%的工况下,对不同堵塞面积下空气源热泵室外换热器的动态性能进行分析,研究当室外蒸发器由于灰尘堵塞对空气源热泵空调器性能的影响,为空气源热泵空调器的优化设计及检修等提供了依据.     

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-空气热泵与空气-水热泵的区别

空气-空气热泵的形式是最普通的空气源热泵形式，特别适用于由工厂制造的单元式热泵。在该类热泵中，热源（制冷运行时为冷却介质）和用作供热（冷）的介质均为空气。在该系统中，一个换热盘管作为蒸发器而另一个作为冷凝器。在制热循环时，被调的空气流过冷凝器而室外空气流过蒸发器，制冷剂流向改变后则成了制冷循环，被调空气流过蒸发器而室外空气流过冷凝器。[第一段]     

太阳能-低温热回收空气源热泵联合供暖系统集热侧设计计算方法

基于传统太阳能热泵系统,提出了新型的太阳能-低温热回收空气源热泵联合供暖系统构建方式。针对系统集热侧的设计,建立了太阳能保证率、单位面积流量等关键参数的计算方法。以居住、商业、办公3类建筑为研究对象,得到了这3类建筑的推荐太阳能保证率。以实验为基础,测试得到了集热器单位面积流量的最优值。计算与测试表明太阳能保证率的大小与建筑热负荷特性、热泵机组制热性能、室外气象条件等因素相关,不同类型建筑的太阳能保证率差异显著,其数值大小主要与蓄热水箱所需的最高蓄热水温相关。     

低温环境下CO2空气源热泵系统模型及实验研究

主要研究了在低温环境下利用CO2空气源热泵进行采暖的可行性。建立了一个静态的CO2空气源热泵的数学模型,并且充分考虑了各组成部件(空气冷却器、蒸发器、压缩机和膨胀阀)的热交换特性。为了验证模型，对一套CO2热泵采暖系统进行了现场测试。通过模拟和实验的对比，分析了进水温度和室外温度对系统特性的影响，然后还分析了引入回热器对系统效率提升的影响。通过上述的分析，在室外温度为-20℃时，系统的COPh可以达到2.25，在低温环境下使用CO2热泵进行采暖是可行的； 引入回热器使系统效率提升5%左右。