基于TRNSYS的严寒地区太阳能和地源热泵联合应用技术研究

基于对TRNSYS软件进行数值模拟,在严寒地区对太阳能和地源热泵联合应用技术的可行性和参数优选等问题进行研究。结果表明,在严寒地区采用太阳能和地源热泵联合供热采暖系统是可行的,采用并联型源侧补热模式的效率相对较高,建议选用平板式集热器,并联型源侧补热系统的全年COP随集热器面积的增大,非线性提高到一定值之后,COP趋于稳定。     

太阳能热泵系统运行工况的模拟研究

合理地确定太阳能热泵系统的运行工况，对系统运行的经济性和可靠性具有重要意义。对太阳能热泵系统的各种不同运行工况进行了分析研究，建立了各种运行工况下的数学模型。并针对哈尔滨地区进行了模拟计算。得出了如下结论：动态运行工况下总集热量和集热效率较静态运行工况分别提高了23．1％和22．7％。     

蓄热型太阳能光伏光热组件与热泵一体化系统模拟研究

针对蓄热水箱容积以及集热循环泵流量对蓄热型太阳能光伏光热组件与热泵一体化系统的整体能效有影响。建立了基于■效率的系统整体性能指标,利用TRNSYS软件搭建了系统仿真模型,通过输入试验环境参数将模拟结果与试验结果进行了对比分析,发现试验数据和模拟数据的变化趋势基本一致。最后利用该仿真模型对系统进行了模拟研究。分别对蓄热水箱蓄水量为300,500,700 L时系统运行的整体■效率进行计算,结果表明蓄热水箱容量为500 L时系统的运行效率最高。对集热循环水泵流量分别为0.9,1.1,1.3,1.5 m~3/h时系统的运行状况进了模拟研究,得出集热循环水泵最佳流量为1.1 m~3/h。     

直膨式太阳能热泵系统的模拟分析

利用平衡均相理论建立了太阳能集热器的数学模型.根据测定的环境参数对该系统进行了模拟计算,分析了集热器中制冷剂的压降、集热器的类型以及接触热阻等因素对系统性能的影响.在此基础上,给出了改善系统性能COP的措施.     

扰流板型太阳能平板空气集热器数值模拟分析

为提高太阳能平板空气集热器效率,设计了扰流板型太阳能平板空气集热器,通过Fluent数值模拟,分析扰流板高度、间距对太阳能平板空气集热器性能的影响,得出最佳扰流板结构参数。结果表明：在所有研究的扰流板型太阳能平板空气集热器中,扰流板间距为800mm,高度为150mm时,集热器综合性能最佳,该集热器相比普通太阳能平板空气集热器,其效率明显提高,并通过最小二乘法得出其瞬时效率公式。     

太阳能-地源热泵与热网互补供暖系统的仿真性能研究

以沈阳地区典型民用住宅建筑为例,对太阳能-地源热泵与热网互补供暖系统进行仿真研究。利用TRNSYS软件,建立太阳能-地源热泵与热网互补供暖系统仿真模型和地源热泵与热网互补供暖系统仿真模型,对2种系统的蒸发器进出水温度、热泵机组COP,及热网加热量进行对比分析,结果表明:太阳能-地源热泵与热网互补供暖系统相比地源热泵与热网互补供暖系统的平均出水温度提高了50.41%;平均进水温度提高了53.08%;平均COP由3.167增加到4.65;热网运行时间由1540h增加到2032h;热网供暖季的平均换热量由114566.62kJ/h减少到101257.27kJ/h。     

太阳能-热泵地板辐射供暖系统间歇运行模式的数值研究

探讨了以太阳能-热泵为热源的地板辐射供暖系统的组成方式与运行方式,建立了系统间歇运行方式下采暖房间热力过程的数学模型,研究了系统在间歇运行方式下采暖房间的热力过程。数值计算结果表明,以太阳能-热泵为热源的地板辐射供暖系统采用间歇运行方式是可行的。     

太阳能—空气源复合热泵式热水器性能研究

针对目前生活洗浴热水需求上涨以及制热效率低的情况,设计太阳能-空气源复合能源热泵式热水器,建立其数学模型,并在冬夏两季典型气候下研究系统运行特性。模拟结果显示该热水器可以高效率地制造55℃热水,并分析了太阳辐射、环境温度以及压缩机容量对系统特性的影响。从节能和经济性方面分析了各类热水器的优缺点。与其他几种热水器比较结果表明,其节能、环保、高效,自身优势明显,具有很好的推广应用价值。     

太阳能-地源热泵系统运行特性的试验研究

在已建成的太阳能-地热能综合利用多功能热泵试验系统上进行了太阳能-地源热泵系统联合与交替供暖运行特性的试验测试,结果表明:联合运行模式不仅可以提高日间系统运行效率,且U型埋管可作为热源缓冲体自动储存日间富余太阳能,以改善夜间运行效率,联合运行测试期内太阳能与地热能热源的承担比例为43.3%:50.2%;交替运行模式可以在充分利用太阳能的前提下有效恢复埋管周围土壤温度,从而可提高太阳能与地热能的综合利用效率;整个供暖测试期内,地源热泵与日间太阳能热泵的平均COP分别为2.37、2.72,对应的太阳能-地源热泵系统联合运行模式、昼夜交替运行模式及太阳能-U型埋管补热交替运行模式的平均COP分别为2.69、2.65及2.56.     

严寒地区太阳能辅助土壤源热泵系统运行策略优化

针对严寒地区建筑供能能耗大,土壤源热泵系统连年取热造成的土壤热失衡问题,以太阳能辅助土壤源热泵系统为研究对象,提出常规、多模式切换地埋管分区运行策略并对其按季度进行划分,在各季度期间设置不同的温控参数,研究不同运行策略的设置对太阳能辅助土壤源热泵系统性能的影响规律,从而得出相对最优运行策略。判优参数包括供暖保证率、机组COP、换热器取热量、土壤温度及运行费用。结果表明：与常规运行策略相比,多模式切换地埋管分区运行策略的供暖保证率100%、机组COP提升14.42%、换热器取热量减少35.3%、十年后土温升高1.13 ℃、年运行费用减少618元。     

太阳能-土壤源热泵系统联合运行模式的研究

针对青岛地区的气象条件,对太阳能—土壤源热泵系统联合运行的各种模式进行了模拟计算,并与土壤源热泵作了比较。结果表明,与土壤源热泵相比,联合运行各模式具有明显的节能效果,其节能率在12％以上,可作为实际工程设计、运行的优选方案。     

空气源热泵辅助太阳能热水系统控制模式设计

以空气源热泵辅助太阳能热水系统为研究对象,为了实现太阳能热水系统控制模式的优化设计,从而最大限度地利用太阳能制取热水。综合考虑了辅助热源形式、供热水模式、天气等不同情况,设计了控制系统的形式,提供了在连续供热水和分时段供热水两种情况下供热水箱最低水位的计算方法,并对不同天气情况下的控制模式进行了优化。通过供热水箱最低水位控制的方法,实现太阳能热水系统在阴天(多云)天气情况下对太阳能的最大化利用。该控制模式具有较强的适用性,也提高了系统的太阳能利用率。     

空气源热泵热水器的实验研究

对空气源热泵热水器的实验样机进行了大范围稳定工况的实验研究以及高温工况下的风机变频实验,得出了机组的性能系数、压比、蒸发温度与冷凝温度、过冷度与过热度等参数随环境温度的变化关系,希望对此类产品的研发和性能改进有一定的参考价值.     

上海地区太阳能-地源热泵冬季联合运行试验研究

在上海地区完成了五种运行模式下太阳能-地源热泵联合运行供暖试验,分析比较不同模式系统运行特性,确定并联模式下上海地区居住建筑太阳能-地源热泵复合系统的较佳流量配比以及串联模式下的最佳串联方式。试验结果表明:并联运行模式中蒸发器出口流体进入蓄热水箱和地埋管的比例为1:1时为较佳运行模式,此模式下平均系统COP和运行结束时平均土壤温降分别为2.19和3.01℃;串联模式1的系统运行特性优于串联模式2,运行周期内串联模式1的系统COP和运行结束时平均土壤温降分别为2.12和3.33℃。     

太阳能空气源复合多功能热泵系统的试验研究

构建了一种多功能直膨式太阳能与空气源复合的热泵系统。在常州的冬季及春季分别对试验样机的运行特性进行研究。试验结果表明:系统在冷暖联供的工况下,即同时产生生活热水和冷冻水,整个过程平均COP为6.0;在冬季,太阳辐射强度为354 W/m~2时,系统制生活热水平均COP为4.32;模拟系统供暖,即将循环水从40℃加热至45℃时,测试结果中最低COP为5.07。在春季,太阳辐射强度为856 W/m~2时,系统制生活热水平均COP为5.78。夏季时,系统同时生产冷热水用于生活热水和供冷的需求;冬季时,由于太阳能的辐射,提高了系统的蒸发温度,热泵的性能因此得到提升。     

太阳能与空气源热泵双热源热水系统的设计与研究

以天津某酒店项目为例,探究复合两种可再生能源作为热源应用到生活热水系统的可行性。从热源选择和系统构成、工作原理、设备选型等方面介绍了太阳能+空气源热泵+电辅助加热系统的设计,为类似设计提供参考。     

太阳能-水源热泵系统运行调控优化

针对太阳能-水源热泵系统的运行调控问题,模拟分析了该系统运行调控中不同热泵启停控制方法、水箱间循环启停温度、水箱间循环流量对系统性能的影响。结果表明：对于太阳能与水源热泵负荷配比为8∶2,热负荷为190 kW的系统,以青岛气候为例,采用将用户末端回水温度设为热泵启停参考温度的系统的总能耗可减少2 608 kW·h,平均COP为3.16;分别在供暖季前期和后期将水箱间循环启停温度设为40和42 ℃的系统较全季设为40 ℃的系统的总能耗可减少1.997 5×10⁴ kW·h。对于该系统,水箱间最佳循环流量范围为3.5～4 kg/s。优化后的系统全供暖季运行费用可减少19 606.8元。     

空气源热泵换热器沙尘冲蚀磨损模拟研究

针对沙尘对空气源热泵平直管翅式换热器表面冲蚀磨损问题,以平直管翅式换热器为研究对象,建立换热器单一进气单元模型,运用数值模拟方法,采用SST?k-ω湍流模型、拉格朗日随机轨道模型、DPM模型,研究气流速度、颗粒物粒径和浓度对换热器表面磨损规律.结果表明:随着气流速度增大,换热器表面平均磨损率呈正相关递增;随着颗粒物粒径...