绿色公共建筑地源热泵系统供热性能分析

近年来我国绿色建筑发展迅速,其中关于可再生能源系统应用的分析研究也受到了广泛关注。文章以天津生态城区公屋展示中心监测数据为基础,分析该案例建筑地源热泵机组冬季整体运行情况,包括案例建筑能耗结构占比、地源热泵机组工作时段能耗特征、热泵机组实际供热能力及热泵机组供暖期的负荷率、COP瞬时值/平均值及机组综合部分负荷性能系数。分析整理监测系统所测数据可知与制冷季、过渡季相比采暖能耗最大;热泵机组稳定运行逐时能耗在12.0 k W·h上下浮动,整个供暖季逐时平均能耗约10.0 k W·h,机组的COP平均值为3.7;根据实时监测天津地区室外气象参数及单台机组不同负荷率下运行时间权重计算IPLV为3.8。统计结果可为以后案例建筑后续运行阶段的实际运行状况、机组节能诊断方面等方面提供一定的数据基础。     

寒冷地区某绿色建筑污水源热泵供暖季实际应用效果研究

为探究供暖季污水源热泵系统在寒冷地区绿色建筑中实际运行效果,本文以实测运行数据为基础,从能源侧、供能系统和用户侧3个方面展开分析,掌握供暖季每个环节实际用能效果,逐步分析能源利用效率,辨识系统运行效果影响因素,提出设计及运行优化建议。研究表明,该污水源热泵系统可满足室内供暖需求,但系统制热性能较差,系统制热能效比COPsys平均值约为2.3;运行过程中,机组COP和系统COPsys均与机组负荷率呈负相关性,当机组负荷率为55%时,系统制热性能最优,COPsys约为2.75。为提升供暖季整体运行效果,运行过程中应根据建筑热负荷,调整运行机组数量及型号,减小室温与设计值差异,并优化机组控制方法,使机组长期维持在高COP负荷率范围运行。研究结果可为后续污水源热泵系统设计及运行优化方面研究提供一定参考。     

寒冷地区某污水源热泵系统供暖季运行效果与节能减排分析

热泵技术是当今建筑节能的重要技术之一,为了探究其实际的运行效果和节能减排量,对寒冷地区某办公建筑的污水源热泵系统进行研究,通过实地调研2016—2017年度冬季该系统运行性能的数据,分析了该污水源热泵系统在冬季的运行效果,并与冬季采用传统燃煤锅炉供暖方式进行比较,得到该系统供暖季的机组平均COP和系统平均EER分别为2.82和2.2,较传统燃煤锅炉供暖方式可以节省标煤260.8t,减少CO_2排放量为717.2t、SO_x排放量为1.04t、NO_x排放量为7.8t、粉尘量为5.2t。     

北京地区空气源热泵低温工况下运行性能的实测研究

为进一步揭示空气源热泵在实际工况下的运行性能,掌握其低温运行特性,本文在2015~2016年供暖季针对北京地区某办公楼空气源热泵系统进行了为期80 d的现场测试,对系统长期运行性能进行整理,并重点分析了持续3天低温黄色寒潮预警期内系统的实际运行性能。测试结果显示:测试期内机组日平均制热量为15.2 kW,日平均能耗量为0.56 kW·h/m~2,COP为2.77;低温工况下,环境温度在-15.2~-5.1℃内波动,最冷工况下机组排气温度平均值为118.5℃,最高达到124℃,且排气温度超过120℃的运行时间占25%;平均压缩比为11,最高达到11.8,机组平均制热量10.7 kW,最低制热量8.8 kW,衰减幅度达55%,平均COP为1.96,最低COP仅1.49。研究结果为掌握空气源热泵冬季供暖期实际运行性能及低温运行特性提供了必要的实践数据。     

重庆地区地表水地源热泵系统冬季供暖工程应用

以重庆地区5个地表水地源热泵项目为例,对其冬季供暖运行工况进行了实测,并与空气源热泵和锅炉供暖进行了比较.结果表明,江水源热泵系统的机组制热性能系数COP和系统制热能效比EER分别能达到2.8～5.3和2.7～4.3,湖水源热泵系统的COP和EER分别能达到4.4和3.0,并且室内温度和相对湿度分别能保持在20℃左右和40％以上;相比于空气源热泵和锅炉供暖,地表水地源热泵系统冬季供暖的能效提高率分别达到了8.0％～72.0％和18.0％～87.9％,节能显著.     

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。     

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。     

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。     

毕节某人民医院地源热泵应用分析

为研究毕节市公共场所地源热泵运行可行性与效果,2019年11月,对毕节市某医院室外温度、供热量、耗电量等数据进行115天监测,通过分析系统COP与机组COP对地源热泵在大型公共场所运行情况进行评价。结果表明:系统测试阶段中,日供热量平均值为12.15 MW,变化范围为4.66～17.21 MW;日耗电量平均值为6.34 MW,变化范围为1.37～9.92 MW;热泵机组COP值日平均值为2.92,其变化范围稳定在1.69～4.85;日平均系统COP均值为2.07,变化范围为1.19～3.55;热泵COP与系统COP变化趋势相近;地源热泵使用效率除受到土壤物理性质影响,还受到外界温度影响,在60天后外界环境温度升高,热泵COP值明显增大。各数据说明地源热泵系统在公共区域具有可行性并且有较好的应用前景。     

基于供需匹配的空气源热泵-风机盘管供暖系统变水温控制方法研究

空气源热泵作为一种建筑供暖技术在我国应用越来越广泛,然而热泵的运行效率受供水温度的影响,供水温度每降低1℃,机组COP平均提高2%～4%。因此,实现空气源热泵供暖系统的变水温控制对建筑节能至关重要。本文针对定流量空气源热泵-风机盘管供暖系统,提出了一种基于供需匹配的最佳供水温度设定点的变水温控制方法,并通过模拟预测了该方法的效果。模拟结果表明:定流量空气源热泵-风机盘管系统采用变水温控制方法时,供水温度能够随着室外工况变化实时调节,更好地保证室内温度、降低系统能耗并提高运行效率,整个供暖季系统节能13. 1%、系统COP提高9. 6%。本文研究揭示了定流量空气源热泵-风机盘管供暖系统采用变水温控制具有很大节能潜力,预测了变水温方法具有良好的可行性和应用价值。     

严寒地区办公建筑土壤源热泵系统运行策略优化研究

严寒地区仅以供热为主的建筑在长期的连续运行或冷热负荷不平衡的条件下,对土壤源热泵(GCHP)机组的运行特性会产生负面的影响.通过改变和调节不同的运行策略,系统的运行特性会有较为明显的改善.本文以某办公建筑的土壤源热泵系统为研究对象,通过对系统连续2 a供暖季的长期监测,采集系统的运行数据,利用采暖度日数对室外温度进行修正,分析实例建筑中土壤源热泵系统的水温特性、能效指标、室内供暖效果等因素,对比土壤源热泵系统在不同运行策略下的运行特性,探究系统不同年份不同运行策略的优劣,使其高效节能;并利用熵权法和遗传算法,计算影响系统运行特性因素的指标权重,从而寻求土壤源热泵系统最优的运行策略.结果表明,通过实测得出采用单台机组以不同负载率运行时,热泵机组COP平均提高1.15,系统EER平均提高0.46,主机耗电量降低8.3％,系统耗电量降低10.8％,节能效果均提升20％左右;遗传算法求解最优运行策略各参数值,3月运行效果最优,地源侧循环水流量为21.99 m3/h,用户侧循环水流量为79 m3/h,地源侧进水温度为5.78℃,用户侧出水温度为34.49℃.     

川西藏区空气源热泵运行优化研究

本文基于TRNSYS软件动态模拟平台建立完整的空气源热泵系统模型,结合川西藏区结霜频率的时空分布特征对其聚类中心城市红原、康定、石渠、乡城在典型供暖季全天和蓄热两种运行工况下进行模拟。通过对比两种工况下空气源热泵系统的各种能耗,制热量及系统COP的大小,得出蓄热运行工况下系统COP较高,节能率依次为15.42%、16.30%、16.67%、12.86%,最终提出川西藏空气源热泵运行优化的策略是使机组在蓄热工况下运行。     

土壤源热泵地面辐射供暖系统测试分析

以河北某住宅小区为例,对土壤源热泵与低温地面辐射采暖系统进行测试,对系统性能、能耗及运行状况进行分析,分析采取该技术室内温度,地源热泵机组运行效率、节能性、环保减排与经济性,并对系统运行可行性、适宜地区、适宜建筑类型、系统形式、系统运行管理给出了建议。     

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%。     

严寒地区某绿色商业建筑土壤源热泵系统运行性能分析

严寒地区运行土壤源热泵系统,应充分考虑气候寒冷和土壤温度较低的地区特点。以严寒地区绿色商业建筑土壤源热泵系统运行特性为研究对象,针对严寒地区某绿色建筑土壤源热泵系统2017年供暖季土壤源热泵系统进行实测调查,获取土壤源热泵系统运行中的能耗统计,对比分析得出优化运行策略和方案,为实质性节能和节省运行提供参照,促进土壤源热泵系统的节能运行。从热泵系统水温特性、负载特性、能效特性及能耗情况等方面进行数据处理和分析,为严寒地区土壤源热泵实际节能运行提供基础数据参考。     

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。     

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。     

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)。     

严寒地区地源热泵系统动平衡运行特性研究

本文依托哈尔滨地区某供暖示范工程,对地源热泵冬季动平衡运行状态进行研究,分析土壤温度,单位管长换热量,COP以及进出口温差随运行时间的变化趋势。实验结果表明:地埋管周围土壤温度虽然呈现不同程度的波动情况,但在一周内土壤温度共下降了0.72℃,下降率为0.1℃/d。单位管长换热量呈现先下降后上升再下降的变化趋势,下降速率为0.20 W/(m·d)。运行过程中机组COP和系统COP都出现了不同程度的波动且呈现下降趋势,机组COP和系统COP平均每天下降速率分别为0.048、0.023。循环流体进出口温度以及温差的下降量分别为0.35℃、0.56℃、0.14℃。为使地源热泵系统能够持续高效运行,可采取地源热泵-太阳能联合或者地源热泵-锅炉联合运行的方式进行供暖。