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。     

严寒地区新型空气源热泵新风机组性能研究

为保障建筑室内空气品质,解决严寒地区新风加热问题,提出将室内回风与新风混合,提高新风温度,再利用空气源热泵室内侧换热器加热混合空气的新型空气源热泵新风机组。针对哈尔滨冬季气象参数,采用理论与实验相结合的方法,对新风机组的系统形式、运行效果及节能性进行了分析。结果表明,新风机组能够在保证新风量和送风温度的条件下稳定运行,测试期间COP能够维持在3.0左右,最高达到4.3,具有良好的节能性和环保性。     

严寒地区被动房热泵空调机组冬季性能测试与分析

由于被动房围护结构具有良好的保温隔热性能，而严寒地区冬季时间长，室内外温差大、比焓差大，因此新风系统能耗在供暖空调系统总能耗中占比较大。本文对严寒地区某被动房的新风系统冬季运行参数进行了测试，对空气源热泵机组在严寒地区的运行效果进行了分析。结果表明：实际运行时，当室内人员较少时，该机组送风温度、送风量均能满足设计标准和舒适度的要求；热泵机组随室外空气温度的降低出现制热量不足的情况，当室外空气温度升高到-7℃时，该机组的性能系数达到了1.87,高于标准下限值要求。建议该机组在室外空气温度高于-7℃时工作。     

数据机房基于平板微热管阵列的自然冷能换热器性能研究

针对数据机房内空调系统全年不间断运行导致的高能耗问题,本文将平板微热管阵列与多孔通道平行流管有效结合,设计了新型室内侧微热管阵列式气-水换热器末端,在冬季或过渡季节利用自然冷能对数据机房整体环境散热降温。实验利用多功能气候实验室模拟机房28℃室内环境温度,对换热器在不同供水温度、水侧流量及风量下的换热性能及阻力特性进行了研究。结果表明,实验条件下换热器最大换热量为8. 79 k W,空气侧最大阻力为252. 6 Pa,水侧最大阻力为8. 79 k Pa。风量以及冷热流体的进口温差为影响换热器性能的主要因素。采用传热单元数法(ε-NTU)得到换热器最大效能达到85. 8%。当冷热流体进口温差较大( 20℃)时,系统平均等效能效因子τ值大于19,当温差较小(8℃左右)时,系统平均等效能效因子τ保证在7. 8以上。将本文换热器与采用百叶窗翅片形式的板翅式换热器的传热因子j和摩擦因子f进行了对比分析,换热器的综合性能评价指标j/f~(1/2)提升了10. 47%。该换热器具有良好的传热性能及较小的阻力特性,为其在数据机房的应用提供了依据。     

严寒地区生态节能实验楼土壤源热泵供暖系统的实例研究

土壤源热泵长期运行过程中由于季节冷热负荷的不平衡性,会产生地下温度场失衡的问题,热泵机组的制热性能系数降低,甚至无法满足严寒地区的供热需求,这一问题在严寒地区更为明显,尤其表现在土壤源热泵只负责冬季供暖,夏季不运行的情况。以生态节能实验楼的能源系统为研究对象,通过对系统整个供暖季的连续实测和数据采集,分析土壤源热泵系统的运行特性,探究实例建筑中土壤源热泵系统的实际供暖效果及其存在的问题,利用SPSS软件对六种因素进行相关性分析,辨识出影响系统运行效果的关键因素,并给出优化建议。结果表明,随着用户侧进出水温差增大,系统的供热量增加,主机COP和系统EER均有不同程度的提高,提升了5%～22%。典型日机组供热量的不达标率仅占16.7%,机组供热量在工作时间均满足供热需求,说明机组的制热能力较好。取热量是对机组性能及室内温度影响最大的因素。     

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。     

北京富凯大厦空调设计

介绍了该大厦空调主要设计参数、气流组织方式、防排烟设计及自控等内容,总结了设计经验。该大厦办公用房采用风机盘管加新风系统,大空间采用双风机全空气系统。大厦设内外区,内区全年供7℃／12℃冷水,过渡季及夏季冷源为水冷冷水机组,冬季冷源为冷却塔;外区冬季供60℃／50℃空调热水,热水由市政热网热水经板式换热器换得。水系统采用分区两管制,冷水泵及冷却水泵均变频运行。     

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。     

通道轮式新风换气机旁通除霜的试验研究

新风换气机在严寒地区运行会产生结霜的现象,严重时会使系统不能运行。本文研究了采用旁通形式进行除霜,并分别利用室内循环空气和加热循环空气的方式进行了实验,结果证明了该除霜方法是有效可行的。通过实验验证采用旁通除霜的通道轮新风换气机可以在严寒地区的冬季使用。     

蓄热型空气式太阳能集热-空气源热泵复合供暖系统在寒冷地区的应用研究

设计了一种蓄热型空气式太阳能集热-空气源热泵复合供暖系统.该系统具有太阳能供热、太阳能辅助热泵供热和热泵供热3种运行模式,可根据环境工况及供暖负荷的变化自动切换运行模式,保证室内供暖的稳定性.在通辽市的实验研究结果表明:在整个供暖季内,该系统可持续提供42.6 ℃的热水,维持室内温度在21.3?24.1 ℃之间;平均C...     

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。     

严寒地区某办公建筑空气源热泵系统供暖季运行性能分析

空气源热泵作为清洁能源应用的重要组成部分,在我国北方地区大范围推广使用,由于严寒和寒冷地区室外温度过低,低温空气源热泵在实际运行中出现性能系数过低、机组和水泵耗电量偏大等问题。本文针对严寒地区某办公建筑空气源热泵供暖季进行长期监测,分析热泵实际运行特性和系统性能,探究空气源热泵实际运行效果偏低的原因,实测分析表明,热泵供回水平均温度为32.98℃和30.26℃,室温保证率为84%,经贡献率修正指数heat修正后为75%,热泵机组COP为1.55;机组启停频繁、热泵输配系统能耗过高以及机组制热量和建筑瞬时负荷不匹配均为性能系数偏低的关键因素。     

通道轮式换热器室外排风侧的结霜规律

通道轮式新风换气机在严寒地区冬季运行时,其室外排风侧结霜是影响其应用和发展的主要问题。文中通过对霜形成机理的分析,建立了通道轮式新风换气机的核心部件通道轮式换热器的结霜模型。分析了不同工况下室内排风的温度、相对湿度以及室外新风温度对结霜的影响,得到了结霜量的变化规律。     

一种新型寒冷地区空气源热泵系统的实验研究

为了提高空气源热泵系统在寒冷地区采暖时的制热能力,本文中提出一种新型的空气源热泵系统。该系统将双级压缩循环与压缩机散热回收系统有机地结合,并辅以低压补气增压装置,提高热泵系统的低温适应性。实验结果表明,在-20℃的低温环境下,制取50℃采暖热水时,制热性能系数为1．76,压缩机排气温度低于100℃,系统可以长时间安全稳定可靠地运行。     

北京大兴国际机场航站楼过渡季新风系统运行策略调适与优化

北京大兴国际机场航站楼核心区内区新风系统设计采用新风机组+全空气处理机组组合的方式进行新风供应。经实测发现，过渡季时室内新风量严重不足，室内效果无法达到设计预期。针对这一问题对机组运行方式展开调适优化并进行分组实测，验证不同运行模式下的室内CO₂浓度，分析结果表明，过渡季新风系统新风量不足是其设计策略导致的。同时根据分析结果对过渡季新风系统运行策略进行修正，并得到了不同区域变频新风机组(OAU)和空调机组(AHU)运行频率的搭配。在该运行模式下，过渡季新风系统既可以满足室内需求，又兼顾节能效果，为后续北京大兴国际机场过渡季OAU-AHU新风系统的实际运行提供了运行依据。     

蓄能型空气源热泵地板辐射供暖系统的实验研究

对长沙市某住户使用的蓄能型空气源热泵地板辐射供暖系统进行了实测,检测该系统在除霜工况下的除霜时间、循环水温、室内温度等运行参数,通过Fanger模型PMV-PPD评价指标对室内热舒适性进行分析。并在2种室外工况下将蓄能型空气源热泵地板辐射供暖系统与VRV系统进行对比实验,比较两系统在长沙地区冬季制热的室内热舒适性与运行经济性。实验结果表明,在测试期间最不利工况日内,蓄能型空气源热泵地板供暖系统除霜时间为6~8 min,室内1.1 m高处温度维持在20.5~22.9℃,地板温度维持在24.9~29.3℃,PMV维持在-0.53~0.15,可靠性良好。间歇运行下的蓄能型空气源热泵地板辐射供暖系统与VRV系统相比具有更好的室内舒适度且更为节能。     

太阳能-土壤源热泵系统仿真建模及运行研究

基于太阳能-土壤源热泵系统各部件之间的耦合关系,建立了太阳能-土壤源热泵系统中热泵机组、地下埋管换热器、太阳能集热器及蓄热水箱等各组成部分的仿真模型,对某一实际工程应用DeST软件计算建筑物负荷,并建立了太阳能-土壤源热泵系统的模型,分析研究了该系统在动态和静态两种运行模式下的性能特征,并得出两种运行状态下系统平均制热性能系数COPh值分别达到3.5和2.98.     

地道风采暖系统在北方农房中的应用

结合工程实例,对地道风采暖系统进行供热效果的分析,通过对供暖季室内温度的实时监测,得出地道风采暖系统可以有效地去除冬季室内的冷负荷,使得房间温度在供暖季最冷日保持在17. 4℃～18℃,满足农房室内采暖热舒适性的要求,解决北方地区农房的供暖问题。同时,经土壤预热后的新风在新风机组中与室内排风进行热交换,大大降低建筑的供暖需求,达到建筑节能的目的。该结果有助于地道风采暖系统在北方农房采暖中的应用推广。     

喷气增焓技术对多联机制热性能影响分析

为解决空气源热泵低温制热能力衰减与制热除霜问题,在多联机空调系统中采用喷气增焓技术,具有喷气增焓技术的多联机系统与传统多联机空调系统相比,制热能力提高15%以上,室外环境温度低于-7℃时,能力提升更加明显,多联机系统在低负荷运行时,25%负荷运行时,能力提升20%以上。制热除霜时除霜时间缩短,减小了使室内温度的波动,从而提高制热稳定性与舒适性。     

某办公楼集中会议室区空调系统节能设计与控制

针对办公楼集中设置的会议室区,阐述空调系统的节能设计与控制方式.根据功能区合理划分水环路并进行冷热量计量减少能源浪费.风机盘管分环路设置能量阀,新风机组设置能量阀,避免水系统大流量小温差运行.新风系统设置空气-空气能量回收装置,过渡季关闭空气-空气能量回收装置,全新风运行.冬季通过合理设计实现新风供冷.新风机组根据最大人员需求量选型,变风量运行.设置二氧化碳浓度监测装置、手动自动控制阀门实现新风按需供给.采用CFD模拟,使气流组织更加合理,空调效果更优.