严寒地区太阳能-地埋管地源热泵地板辐射供暖性能的实验研究

介绍了严寒地区太阳能-地埋管地源热泵供暖供冷示范工程,针对示范工程中太阳能-地埋管地源热泵与地板辐射供暖相结合的特点,提出了严寒地区太阳能-地埋管地源热泵系统的新型运行模式,并进行了初步的供暖实验研究.实验结果表明此运行模式节能效果显著,热泵平均COP为4.3,系统平均供暖性能系数达到8以上.     

间歇运行下土壤源热泵性能及土壤温度模拟

采用动态仿真软件TRANSYS建立土壤源热泵空调系统模型。针对供热工况,模拟地埋管换热器连续运行模式、不同间歇运行模式(日运行时间不同)下,土壤源热泵蒸发器出水温度、土壤温度随时间的变化以及供暖期能效比。地埋管换热器日运行时间越短,越有利于土壤源热泵的高效运行。     

太阳能联合地埋管地源热泵系统设计与运行

针对农村地区冬季燃煤炉供暖室内舒适性差、能源利用率低、对环境污染大的问题,提出太阳能热水系统联合地埋管地源热泵系统(简称联合系统),实现冬季供暖、夏季供冷、提供生活热水。介绍联合系统的系统流程、运行模式,对冬季的运行效果进行实测分析。     

太阳能辅助加热的土壤源热泵应用研究

冬季土壤温度较低,而且以热负荷为主的北方地区,若完全采用土壤源热泵供暖,则地埋换热器和机组的初投资均比较高,连续运行的效率也较低,因此,可利用太阳能集热器作为辅助能源。以宝佳制衣厂太阳能辅助土壤源热泵系统供冷、供热、全年提供生活热水为例,从初投资、运行费用、环境效益三方面与传统空调系统进行比较,该系统比完全土壤源热泵系统更经济。     

神池南高层单身公寓地源热供暖技术

现代建筑采用夏季供冷,冬季供热的方式保持室内环境温度舒适.地源地热供暖技术,是一种利用地下浅层低温地热资源来取得冷量和热量,通过建筑地热系统进行供暖和制冷的高效节能系统.在冬季可以利用地能作为热泵供暖的热源;在夏季可以利用地能作为冷源.本文通过朔黄铁路神池南站高层单身公寓地源地热供暖系统,总结埋管挟热器井工程施工方法以及施工质量的保证.     

太阳能辅助加热的土壤源热泵应用研究

冬季土壤温度较低，而且以热负荷为主的北方地区，若完全采用土壤源热泵供暖，则地埋换热器和机组的初投资均比较高，连续运行的效率也较低，因此，可利用太阳能集热器作为辅助能源。以宝佳制衣厂太阳能辅助土壤源热泵系统供冷、供热、全年提供生活热水为例，从初投资、运行费用、环境效益三方面与传统空调系统进行比较，该系统比完全土壤源热泵系统更经济。     

严寒地区太阳能土壤源热泵季节性土壤蓄热

针对严寒地区太阳能-土壤源热泵初期冬季土壤温度过低导致供热不达标、土壤热量以年为周期不平衡等问题,提出利用太阳能-土壤源热泵现有装置进行太阳能季节性土壤蓄热的解决方案.进行了冬季供暖、太阳能季节性土壤蓄热实验和夏季供冷实验.太阳能季节性土壤蓄热对于供暖和供冷都有利.土壤温度在蓄热结束时明显高于初始温度,土壤热量得到了有效补充.季节性蓄热能够使太阳能-土壤源热泵系统更充分利用太阳能,在严寒地区得到更好应用.     

独栋住宅土壤源热泵系统冬季供暖实证研究

本文以1栋上海地区独栋住宅为对象,对土壤源热泵系统冬季供暖性能和能效进行了实证研究.通过对系统运行参数的连续监测,实证了地埋管换热器每米埋管取热量、机组与系统的COP及系统节能率等指标.结果表明:地埋管换热器出水温度及循环温差较为稳定,埋管换热量为27 ～ 32 W/m;系统能效受部分负荷率影响较大,整个测试期系统COP在3.3～3.9之间;在满足同等舒适性条件下,土壤源热泵系统比空气源热泵节能31.0％,节能效果明显.     

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。     

太阳能-土壤源热泵系统联合供暖运行模式的探讨

针对青岛地区的气候条件，对太阳能一土壤源热泵系统（SESHPS）有、无蓄热水箱时各联合供暖运行模式进行了数值模拟。结果表明，与土壤源热泵相比，联合供暖运行模式具有明显的节能效果，有、无蓄热水箱时的节能率分别为14．5％和10．4％；有蓄热水箱时的联合供暖运行模式二（集热器与埋管串联运行，载热流体先经过埋管后进入集热器）的效果最佳。对SESHPS联合供暖运行模式的优化结果表明，可按能量比例63％与37％或尺寸比例13．8m／m^2来设计埋管长度与集热器面积。     

Experimental study of a solar-assisted ground-coupled heat pump system with solar seasonal thermal storage in severe cold areas

This paper presents the experimental study of a solar-assisted ground-coupled heat pump system (SAGCHPS) with solar seasonal thermal storage installed in a detached house in Harbin. The solar seasonal thermal storage was conducted throughout the non-heating seasons. In summer, the soil was used as the heat sink to cool the building directly. In winter, the solar energy was used as a priority, and the building was heated by a ground-coupled heat pump (GCHP) and solar collectors alternately. The results show that the system can meet the heating-cooling energy needs of the building. In the heating mode, the heat directly supplied by solar collectors accounted for 49.7% of the total heating output, and the average coefficient of performance (COP) of the heat pump and the system were 4.29 and 6.55, respectively. In the cooling mode, the COP of the system reached 21.35, as the heat pump was not necessary to be started. After a year of operation, the heat extracted from the soil by the heat pump accounted for 75.5% of the heat stored by solar seasonal thermal storage. The excess heat raised the soil temperature to a higher level, which was favorable for increasing the COP of the heat pump.     

太阳能-地源热泵组合空调／热水系统的设计与应用

太阳能-地源热泵组合系统是将太阳能与地源热泵相结合的高效节能、绿色环保系统。在夏季太阳能充足的情况下,通过蓄热装置将过剩的太阳能储存在土壤中;冬季太阳能不足时,通过地源热泵将夏季储存的能量取出加以利用。天津某休闲会馆设置了一套太阳能-地源热泵组合系统,以实现供热、空调和供热水三联供。本文对该会馆所采用的太阳能与地源热泵组合系统进行了介绍,并对地源热泵和太阳能集热系统及太阳能跨季节蓄热分别进行了分析。     

空冷型自动追光百叶帘式光伏窗的应用研究

简述了国内外光伏技术在建筑窗体上的研究及应用现状,设计了一种自动追光百叶帘式光伏窗,将薄膜太阳能光伏片取代传统百叶帘中的百叶并内置于中空双层窗中,调节室内采光量的同时还能获得电能收益。通过光敏元件的控制使其具有追踪太阳光的能力,光伏百叶倾角的调节过程将形成扰流,加速空冷散热,进而提高光电转换效率。此外,利用不同的工作模式将散热量与室内外进行热量交换,进一步提升了光伏的发电效率,极大降低了室内建筑能耗,在建筑环境与能源应用领域拥有着广大的市场前景。     

Long term operation of a solar assisted ground coupled heat pump system for space heating and domestic hot water

This paper introduces a solar-assisted ground-coupled heat pump (SAGCHP) system with heat storage for space heating and domestic hot water (DHW) supply. The simulation results of the system's detailed operating performance are presented. The optimization of the system design is carried out by the TRNSYS and a numerical simulation is performed for continuous operation of 20 years under the meteorological conditions of Beijing. Different control strategies are considered and the operational characteristics of each working mode are studied. The simulating results show that the long term yearly average space heating efficiency is improved by 26.3% compared to a traditional ground coupled heat pump (GCHP) system because the solar thermal collecting system is used to elevate the thermal energy in the soil and to provide direct space heating with heat storage. At the same time, the underground heat load imbalance problem for a heating load dominated GCHP is solved by soil recharging during non-heating periods, while extra solar energy is utilized to supply DHW. The flexibility and high efficiency of the SAGCHP system could offer an alternative for space heating and DHW supply by heat pump technology and solar energy in cold winters of northern China.     

太阳能-地源热泵系统的运行模拟

以济南市某工程为例,使用DeST软件对该工程进行年逐时负荷模拟,得到冷负荷峰值为313.3 kW,热负荷峰值为293.7 kW,累计年排热量为166 451 kW·h,累计年提热量为210 380 kW·h,热不平衡率为20.88%。利用TRNSYS软件建立了太阳能-地源热泵系统动态模型,并进行模拟分析。当地土壤初始温度均为15.3℃,复合系统的模拟结果显示系统运行20年,地温均值一直保持在14.8~16.4℃的稳定范围内。研究表明:太阳能-地源热泵复合系统具有良好的蓄热能力,提高了太阳能利用率,可有效解决寒冷地区地源热泵的冷热不平衡问题,是解决严寒地区供暖问题的一个重要途径。     

基于逐时太阳辐射强度与动态逐时负荷分析的太阳能空调系统设计要点研究——以天津市某办公楼项目为例

建筑的地理气候特征影响太阳能在建筑中的收集与利用。以天津市某办公楼项目为例,基于日照遮挡模拟分析确定集热器布置区域,并根据逐时动态冷负荷与热负荷综合情况确定集热器面积,以动态逐时负荷与供热(冷)量匹配的方法辅助备用能源设计,降低了系统的造价,提高了太阳能的利用率和建筑供能系统的稳定性,为后续其他项目太阳能空调系统的设计提供了借鉴。     

土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统

以平衡电网负荷、削峰填谷及利用可再生浅层地热能为基本出发点,提出了土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统的新设想.该集成系统将蓄冷装置与地下埋管换热器合二为一,在夏季空调工况时,利用电力低谷时段的廉价电力,将冷量全部或部分储存到土壤中,以供白天用电高峰期空调使用;在需供冷的过渡季,系统按土壤耦合热泵系统的供冷工况运行,将系统的冷凝热排至土壤中,为冬季供暖储备热量;供暖季节,系统按土壤耦合热泵系统的供暖工况运行,土壤作为热泵系统的低位热源.介绍了该集成系统的形式、技术特点及核心研究内容,并在前期研究工作的基础上对影响集成系统运行特性、冷量损失的因素进行了较全面的总结.     

太阳能热泵-低谷电与地板辐射采暖系统联合运营方式探讨

论述了太阳能热泵与低谷电作为地板辐射采暖热源的可行性和必要性,提出了一种利用太阳能和低谷电作为地板辐射热源采暖的方案,讨论了系统在冬季采暖期的运行方式.太阳能是一种无污染、无穷尽的自然能源,但具有不稳定和不可靠性,特别在冬季尤为明显.而低谷电作为太阳能的辅助能源,却可以有效弥补太阳能的不足.这两者结合具有节能、环保等优点.终端利用地板辐射采暖与太阳能热泵-低谷电系统提供热水温度特点一致,能够提高热泵制热性能系数,并且具有良好的舒适性和节能效果.因此,在我国北方地区,太阳能热泵与低谷电联合供暖在建筑领域值得推广和应用.     

太阳能土壤储热材料研究现状分析

本文通过分析太阳能供热储存的方式和研究现状,得出用土壤储热材料把太阳能量存储起来,是当前较为适用的太阳能储热方式,可以更高效地利用太阳能,前景广阔。分析土壤储热体的特性,通过增大密度、减小孔隙率和提高含水率来提高土壤导热系数,改善换热能力,同时要考虑不同地区和不同土体的热物理性质的差异。针对地埋管换热系统的研究现状分析,结合竖直埋管和水平埋管的优缺点,指出水平埋管形式的研究投入不足,今后需要更多的研究。     

村镇住宅建设与太阳能利用

通过对我国太阳能资源分布情况的分析以及太阳能应用可行性研究,提出了一种既节约能源又节省投资的太阳能绿色建筑设计方案.将建筑设计技术与太阳能利用技术相结合,建造一种利用南外墙进行集热和蓄热的被动式太阳房或利用太阳能热水循环技术的主动式太阳房,解决严寒季节供暖问题以及生活热水供应问题,对发展村镇建设,提高人居环境质量,创建"和谐社会"有着重大的现实意义.