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%。     

低温空气源热泵及辅助热源复合系统在高原地区医院建筑的应用

高原地区由于气候原因在供暖时应考虑使用低温空气源热泵,并设置辅助热源进行补充。本文以西藏自治区某医院建筑为研究对象,通过对单一低温空气源热泵供暖、低温空气源热泵+太阳能辅助热源供暖以及低温空气源热泵+电加热辅助供暖三种不同的热源方案进行分析,对比其经济效益、节能效益和环保效益,得出如下结论:低温空气源热泵+太阳能系统与其他两种方案相比费用年值最低,节能减排量最高,具有较好的经济性和环保性。     

空气源热泵供暖工程设计要点分析

空气源热泵供暖系统的设计对其实际运行效果和节能性有较大影响。本文根据我国不同地区气候特性,从空气源热泵供暖工程全生命周期成本出发,研究了适用的最经济平衡点温度计算方法,用于确定空气源热泵机组和辅助热源承担热负荷的比例。相关最经济平衡点计算方法已在工程建设协会标准《空气源热泵供暖工程技术规程》得到应用,为我国不同地区空气源热泵供暖工程设计提供指导和依据,保证系统运行效果的同时提高系统的经济性和节能性,推动其在我国不同地区的应用。     

空气源热泵供暖平衡点影响因素分析

空气源热泵是纳入GB 55015—2021《建筑节能与可再生能源利用通用规范》中的可再生能源利用技术之一。在北方清洁取暖电气化、长江流域供暖常态化、建筑能耗超低化趋势的推动下,空气源热泵供暖应用迅速增长。由于空气源热泵供热能力和建筑热负荷需求随室外温度变化趋势相反,空气源热泵供暖设计中的平衡点确定对系统容量、供暖性能和投资运行费用具有重要影响,本文分析了低温型和常规型空气源热泵供暖产品在不同地区、不同节能等级、不同建筑类型建筑中应用的性能和经济平衡点变化,结果显示热泵初投资影响使经济平衡点普遍高于性能平衡点;且在相同应用情境下,低温型热泵的平衡点普遍低于或等于常温型热泵,全生命周期成本更低,供热季节性能系数更高,具有更好的应用性能。     

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,...     

水环热泵与空气源热泵节能性对比分析

结合工程实例,对天津地区某办公建筑分别采用带有辅助热源的水环热泵、空气源热泵空调系统进行供冷、供热的工艺流程进行了比较。分析了负荷率对两种空调系统功耗的影响,比较了两种空调系统的系统造价及运行费用。负荷率为80％～100％时,水环热泵空调系统的功耗升高速率较快。水环热泵空调系统的系统造价及运行费用均低于空气源热泵空调系统。     

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)。     

燃气吸收式空气源热泵运行性能与经济性分析——以石家庄某小区为例

随着城镇化规模不断发展,居民供暖需求增加,我国城镇供暖能耗逐年升高,对于清洁供暖的探索发展和供暖性能效率的提升尤其重要。针对某燃气吸收式空气源热泵在北方地区供暖适用性及经济性问题,介绍了该燃气吸收式空气源热泵原理及主要技术特点,以河北省石家庄市某新建小区的供暖运行实测数据为例,通过采集供暖期的热泵机组的运行数据,计算并分析系统运行能效及技术经济性,得出结论:此燃气空气源吸收式热泵设备可在北方新建小区的高层建筑中单独使用或配合其他热源形式保证稳定供暖,平均能效比1.42,且具有清洁环保、高效节能、运行费用低等优点,因此作为一种新型供暖系统,在北方地区有一定的应用和推广价值。     

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。     

燃气机热泵在夏热冬冷地区应用的经济性分析

以上海地区某独立的两层结构别墅为对象,考虑了燃气机热泵、电驱动空气源热泵与电热水器及燃气热水器组合3种方案,比较了三者在夏季制冷、冬季供暖、制备生活热水时的全年能耗及运行费用。在生活热水产量相同的情况下,燃气机热泵的能耗和运行费用均低于电驱动空气源热泵与电热水器及燃气热水器组合方案,经济性显著。     

空气——土壤双源热泵系统在我国北方地区的应用

土壤热不平衡是制约地埋管地源热泵在北方地区长期可靠运行的关键问题。耦合空气源补热器的复合地埋管地源热泵系统可充分利用土壤源和空气源的优势,从根本上解决该问题,满足用户供暖、供冷和供生活热水需求。空气源补热器从高温空气中取热,可运行于直接补热、结合热泵机组补热、结合热泵机组供暖和结合热泵机组供生活热水4种模式,通过增加补热和减少取热两方面维持土壤热量平衡。以TRNSYS为平台搭建系统模型,分析了该系统的长期运行特性及其在哈尔滨、长春、沈阳等不同地区的适用性。结果表明:该系统可较好地维持土壤热平衡;机组供暖COP为3.26~3.83,相对燃煤锅炉+分体空调系统节能率为24%~34%;系统初投资低,新增空气源补热器初投资仅占2%~3%,相对燃气锅炉辅助供暖和太阳能集热器辅助补热的复合系统具有较好的经济性。该系统是一种经济可靠、清洁高效的供暖空调形式,有助于地埋管地源热泵系统在北方地区的合理推广及应用。     

空气-土壤源双热源复合热泵性能分析

通过分析空气源热泵和土壤源热泵的运行特点,介绍了一种空气-土壤源双热源复合热泵,以济南市某别墅为例用De ST软件计算出其逐时冷负荷和热负荷,通过计算比较土壤源热泵从土壤中的吸热量和放热量,以土壤源热平衡为基准,确定了其最佳复合温度为3℃。通过统计分析空气源热泵和土壤源热泵的运行时间及运行性能,初步确定了空气-土壤源双热源复合热泵在济南地区使用的COP为3.77,证明了空气-土壤源双热源热泵比单一的土壤源热泵系统运行更稳定且COP更高,并且能够减少从土壤中的吸热量,缓解土壤的热不平衡,能够实现整个系统的长期和高效运行。     

严寒地区某绿色建筑双源热泵系统运行性能分析及优化建议

绿色建筑可再生能源系统应用广泛,实际效果却存在不匹配的问题。本文针对严寒地区某绿色建筑双源(地源、空气源)热泵系统一个供冷季和两个连续供暖季的不同运行模式进行实测,重点分析了采暖季不同运行模式下热泵系统能效比,对该双源热泵系统的性能匹配度做出评价。分析结果表明,当2017年空气源热泵未启动时,系统供热量相比2016年下降了40%,机组COP降低了22%,系统COP下降了27%。并且系统运行实测值相较于设计值的匹配度,低于2016年供暖季采用双源热泵系统运行时的匹配度。     

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。     

双级耦合热泵在寒冷地区高层建筑中应用的模拟分析

分析了寒冷地区高层建筑供暖空调的特点,提出了四种可供高层建筑使用的、以空气为低位热源的双级耦合热泵系统。选择一幢写字楼,以空气源热泵+热泵型水冷VRF系统为例,通过建立数学模型,模拟分析了该系统在寒冷地区代表城市的运行特性,并与传统的低温空气源热泵系统进行了经济性比较。     

北京农村住宅清洁能源供暖方案经济性分析

结合北京市农村住宅"煤改清洁能源"和"减煤换煤"工作,提出3种利用清洁能源的供暖方案(太阳能辅助空气源热泵供暖系统、太阳能辅助地埋管地源热泵供暖系统、燃气壁挂炉供暖系统)。计算3种供暖方案的设备造价、运行费用、费用年值。太阳能辅助空气源热泵供暖系统的费用年值最低,经济性最优。受天然气价格影响,虽然燃气壁挂炉供暖系统的设备造价最低,但费用年值最高。     

寒冷地区浴池热水供应方式运行经济性比较分析

太阳能-空气源热泵热水系统作为可再生能源已得到广泛应用,但在我国北方寒冷地区运用较少。再加上空气源热泵自身存在低温环境运行效率过低甚至损坏机组的现象,需要对不同辅助热源辅助太阳能热水系统进行经济技术比较分析,以得到最佳的运行方案。通过对不同辅助热源辅助太阳能热水系统进行技术分析与计算,建立数学模型,模拟计算加热100 t水的全年运行情况,计算、分析不同辅助热源太阳能热水系统运行方案在长春地区的年运行总成本,结果表明:太阳能-空气源热泵-水源热泵热水系统在我国北方寒冷地区使用有很可观的发展空间。     

冷却塔辅助冷却地源热泵技术经济分析

由于土壤温度的全年温度变化特性，地源热泵比空气源热泵具有更高的COP。但是当建筑以冷负荷为主时，若完全依靠地源热泵来供冷，则地下埋管换热器和热泵机组的初投资均比较高，热泵系统的循环效率也较低。采用辅助冷却复合地源热泵系统，可有效降低系统投资，提高系统的运行节能效果。在部分负荷时，完全依靠地源热泵供冷，在峰值负荷或冷负荷较大时，启用辅助冷却装置，使辅助冷却装置和地源热泵机组联合运行。分析表明，采用冷却塔辅助冷却复合地源热泵系统在系统初投资和运行费用方面都具有一定的优势。     

《建筑给水排水设计标准》中空气源热泵热水系统设计探讨

为了使广大设计者掌握空气源热泵热水系统的计算方法,对《建筑给水排水设计标准》(GB 50015—2019)中空气源热泵热水系统及辅助热源的适用性、辅助热源的运行及其供热量的计算、空气源热泵机组的供热量、贮热水箱(罐)的容积等方面存在的问题进行了分析,完善了空气源热泵机组、辅助热源、贮热水箱(罐)容积的计算方法。指出空气源热泵热水系统不仅适用于夏热冬暖和夏热冬冷地区,也适用于寒冷和严寒地区;在标准中应将空气源热泵的技术内容独立于水源热泵书写;应对以最冷月平均气温和春分、秋分所在月的平均气温作为指标的合理性进行深入研究。     

空气源热泵与燃气锅炉耦合供热系统研究

空气源热泵与燃气锅炉耦合供热系统,可充分利用空气源热泵与燃气锅炉的优势,满足用户供暖需求.针对青岛市的气象条件和价格体系,以青岛市某小区耦合供热系统为研究对象,找到耦合供热系统的运行费用平衡点.以TRNSYS为平台搭建系统模型,对基于此平衡点下的运行模式进行逐时模拟,得到空气源热泵最佳承担设计负荷.结果表明,空气源热泵承担设计负荷50%,耦合供热系统费用年值最低,比单一燃气锅炉供热节省11.0%,比单一空气源热泵供热节省5.9%,具有良好的经济性,宜在寒冷地区推广应用.