Performance analysis of air-water dual source heat pump water heater with heat recovery

A new air-water dual source heat pump water heater with heat recovery is proposed.The heat pump system can heat water by using a single air source,a single water source,or air-water dual sources.The water is first pre-heated by waste hot water,then heated by the heat pump.Waste heat is recovered by first preheating the cold water and as water source of the heat pump.According to the correlated formulas of the coefficient of performance of air-source heat pump and water-source heat pump,and the gain coefficient of heat recovery-preheater,the formulas for the coefficient of performance of heat pump in six operating modes are obtained by using the dimensionless correspondence analysis method.The system characteristics of heat absorption and release associated with the heat recovery-preheater are analyzed at different working conditions.The developed approaches can provide reference for the optimization of the operating modes and parameters.The results of analysis and experiments show that the coefficient of performance of the device can reach 4-5.5 in winter,twice as much as air source heat pump water heater.The utilization of waste heat in the proposed system is higher than that in the system which only uses waste water to preheating or as heat source.Thus,the effect of energy saving of the new system is obvious.On the other hand,the dimensionless correspondence analysis method is introduced to performance analysis of the heat pump,which also has theoretical significance and practical value.     

套管式地下换热器传热模型及其特性分析

通过对套管式地下换热器传热过程的分析,在已有套管式地下换热器传热模型基础上,考虑管内流动和传热,提出了集管内流动与土壤导热相耦合的传热分析模型,并利用有限元数值计算方法进行了传热特性的分析。讨论了埋管管径组合和流体流速对流体出口温度及单位埋管换热量的影响。此外,还系统地研究了连续运行模式和可变负荷运行模式的地下传热特性,阐述了地下换热器高效运行的控制策略和影响。     

整机性能的高温热泵换热器设计

为了更好地设计和匹配高温热泵系统中的换热器,提出了一种基于整机性能的设计方法.该方法是将所设计的换热器置于高温热泵系统中,通过对系统的模拟,分析换热器结构、面积对系统性能的影响,从而选择较优的设计方案.通过模拟分析发现,对于已确定的冷凝器和蒸发器的换热管形式,两者的面积比有一最佳的取值范围.结果表明:基于整机性能的换热器设计方法可避免孤立设计各换热器的盲目性.     

替代工质HCFC123管外沸腾换热实验研究

对替代工质HCFC123在光管、机加工多孔表面强化管水平单管外池沸腾换热进行了实验研究,实验沸腾饱和温度分别为5℃、8℃和10℃。得出了强化管外沸腾换热系数随热流密度、沸腾压力的变化规律并整理成实验关联式,通过实验可得出强化管的强化换热效果良好,强化倍率在4.56～4.18之间。对CFC11也进行了同样实验,并把二者沸腾换热特性进行比较,强化管外HCFC123比CFC11沸腾换热系数要低8%左右。     

声空化污水换热器的防除垢与强化换热实验

为解决污水源热泵系统中污水换热器结垢导致的热阻增大、传热效果恶化问题,将声空化技术引入污水换热器中.搭建声空化污水换热器的防除垢与强化换热动态实验台,研究防除垢与强化换热的数学模型,对不同影响参数下污水换热器换热管的污垢增长特性和防除垢规律以及强化换热效果开展实验研究.结果表明:换热管结垢量、结垢率、积垢速率及污垢厚度均随污水流速的降低而增大,最大结垢量为106 g,结垢厚度0.54 mm,积垢速率为12.6 kg/(m~2獉h);除垢率随流速及声空化作用时间的增大而增大,但非一直增大,最大除垢率达85.7%;污水黏度对各项指标影响巨大且流速越小影响越大;换热管的传热系数及其提高百分比均随声空化作用时间、污水温度以及污垢含水率的增加而增大,最大提高百分比达53.4%.故声空化污水换热器防除垢与强化换热具有一定的可行性和高效性,对节能减排具有重要意义.     

空气源热泵建模与单级蓄热器仿真选型

针对空气源热泵工作时能效比会随着气温下降而明显降低的问题,在空气源热泵上增加了一级蓄热装置。在MATLAB下对单级蓄热器空气源热泵进行仿真,结果表明增加蓄热装置可以平衡空气源热泵的能效比。以太原最冷月统计24 h平均温度为前提,模拟蓄热器在不同质量的蓄热材料、不同长度的蓄热管和放热管下的不同表现。仿真结果表明,最优换热材料质量为170 kg,蓄热管为30 m,放热管为8 m。     

SGCHPS土壤蓄热供热供冷效果分析

为减少建筑供热供冷能耗,实现严寒地区太阳能-土壤源热泵系统（SGCHPS）对建筑进行长期稳定的供热供冷,提出依靠季节性太阳能土壤蓄热来维持土壤热平衡、提高系统效率的方法.以严寒地区太阳能-土壤源热泵供热供冷示范工程为平台,根据建筑负荷确定系统配置,并选定4种模式交替运行,进行了3年的长期实验.实验结果表明：季节性蓄热S...     

地铁排热回收热泵系统的技术经济性分析

利用热泵系统对地铁排热进行回收用于供暖是一项新的节能技术，通过应用经济评价方法，比较分析了热泵系统三种不同辅助热源的经济参数，得出总供暖容量1500kw，辅助热源采用燃气炉的热泵系统为最佳的结论．     

一种基于余热回收的C02污水源热泵系统设计与性能研究

CO2属于环境友好型制冷剂,其跨临界循环非常适用于热泵系统。通过对自然工质物性和CO2污水源热泵专用活塞压缩机不可逆损失的研究,构建了带节流阀和带膨胀机的2种单级C02污水源热泵系统数学模型,开发了一套CO2单级热泵循环性能分析平台。该项目拟设计一种高效稳定的C02污水源热泵系统,实现城市污水低温余热的回收再利用,既符合社会可持续发展的要求,同时也是节能减排的重要组成部分。     

我国地源热泵的发展现状及国外热泵推广策略

以环保和科学配置能源为目的,介绍了我国地源热泵的研究发展情况,并结合国内典型工程实例,总结了目前我国地源热泵的应用情况。为了保证地源热泵系统在我国能够健康快速发展,还介绍了国外一些国家促进热泵应用的发展策略,在此基础上,对促进我国的热泵发展提出了几点建议。     

地源热泵系统U型埋地换热器的实验研究与优化分析

在对比几种地源热泵系统U型埋地换热器的理论计算模型的基础上，将短时间步温度反应系数模型应用于某小区办公楼的地源热泵系统，对埋地换热器进行了理论分析，并给出了与实验值对比的结果．结果表明，短时间步温度反应系数模型可以较好地预测埋地换热器的换热性能，为地源热泵系统的设计与优化提供了依据。     

分布式热泵调峰型热电联产烟气余热回收系统评价

为尽可能地提高燃气供热能力,分布式热泵调峰技术在热力站处二次网侧采用热泵进行供热调峰,同时利用热泵原理降低一次网回水温度,为热源处低温余热回收创造有利条件,进而提高系统供热效率.为了评价分布式热泵调峰技术在集中供热系统中的可行性和应用效果,以一套二拖一大型9F级燃气蒸汽联合循环背压供热机组为例,对分布式热泵调峰型燃气热电联产烟气余热回收供热系统和常规燃气锅炉调峰供热系统在设计工况及运行工况下进行比较.在系统输入燃气量不变的前提下,新系统较低的回水温度有利于回收更多的烟气余热,在提高系统供热能力、降低供热能耗方面具有优势.节能性和经济性分析表明,该系统供热能耗降低6%,动态增量投资回收期为3.1 a,可实现良好的节能、环保和经济效益.     

回风源热泵技术在回收热能中的应用研究

介绍了回风源热泵技术及其原理,针对某矿井总回风蕴含热能较大、回收利用价值高的优势,提出了利用回风源热泵技术将回风热能交换到循环水中,作为热泵系统低温热源的方案,结合矿井的实际情况和实测数据出发,进行了方案实施。经使用验证,该方案达到了节能环保的目的,取得了较好的社会与经济效益。     

竖直U型埋地换热器两支管间热量回流的分析

竖直U型埋地换热器两支管间存在的热量回流(“热短路”)现象对换热器实际的传热性能有较大的影响，这是工程技术人员在设计和施工U型埋地换热器时必须考虑的问题。本文利用地热换热器传热模型及设计软件，对竖直U型埋地换热器两支管间的热量回流现象进行了分析，着重讨论了两支管间距和回灌材料的导热系数对热量回流的影响。提出了减小热量回流的措施。     

低温地热能液体除湿与热泵空调联合运行分析

为提高低温地热水资源夏季供冷能效,结合地热冬季用水源热泵,提出了地热能液体除湿、热泵供冷的联合运行空调系统。通过编制水—水热泵模拟程序,计算得出了热泵在制取高温冷冻水工况下的运行参数,同时对地热能液体除湿的可行性方案进行了分析,进而对整个系统能效及运行经济性做出了判定,指出地热能液体除湿与热泵空调联合系统将是目前低温地热供冷的最佳模式。     

双级耦合热泵供暖化霜

在江浙等湿热地区应用双级耦合热泵即空气源热泵代替水环热泵系统中的锅炉，空气源热泵制取低温热水作为水环热泵的热源，空气源热泵制冷循环除霜会使其供热量减少.在水环热泵空调系统中有串联在水环路上的蓄热水箱来改善系统的运行特性.通过计算，选择了合适的空气源热泵、水环热泵和蓄热水箱，通过实验研究了蓄热水箱对化霜的影响.由于蓄热水箱的存在，中间环路的热惯性较大，空气源热泵机组结、化霜对系统的影响与室温的稳定性几乎无关.空气源热泵机组可以应用于该系统，本实验系统的各项技术指标均能满足实际工程要求，为推广应用提供了必要的数据.     

基于污水源热泵的大型集中洗浴废水余热利用研究

利用污水源热泵来回收洗浴废水的部分热量是一种较好的余热回收利用方式。首先通过对洗浴废水的水质分析,得出了带过滤器的直接式循环热泵利用方式的可行性;并且对热水锅炉加污水源热泵回收余热的供热方式进行了热力学分析,给出了该系统的能量利用的合理性;最后,根据北京某高校集中式洗浴废水余热回收改造项目,通过对综合系统中一些关键因素的热经济性分析,提出了该系统最优的负荷匹配关系以及系统应用规模。     

太阳能—地源热泵系统耦合运行方式研究进展

介绍了太阳能—地源热泵联合运行系统（solar—ground source heat pump system）,一种新型节能、环保的供暖（供冷）系统,并分别对不同的太阳能系统和地源热泵系统连接方式进行优缺点的分析,并具体给出了几种两个系统的联合运行方式.     

不同形式的间壁式换热器的性能研究

利用换热器综合试验台进行试验,研究了套管式换热器、列管式换热器以及螺旋板式换热器的换热性能,并根据试验所得数据对各换热器性能参数做出了比较和分析。     

空气源热泵蓄能热气除霜新系统与实验研究

针对空气源热泵在除霜时室内环境热舒适性恶化、机组除霜可靠性差等问题,基于能量的时空合理利用理论,将相变蓄能装置引入到热泵系统中,提出空气源热泵蓄能热气除霜新系统.把热泵平时高效运行时的余热转存到蓄热器内,使之作为热泵除霜工况下的低位热源,从根本上解决了热气除霜时能量来源不足的问题.介绍了空气源热泵蓄能热气除霜实验台,对传统热气除霜系统与蓄能热气除霜新系统的除霜特性进行了对比实验,实验结果充分表明了蓄能热气除霜新系统的优越性.