太阳能集热蒸发器与土壤换热器混合型热泵系统运行特性实验研究

介绍了作者自主设计的太阳能-土壤源混合型热泵系统实验平台,对太阳能热泵系统、土壤源热泵系统及太阳能-土壤源混合型热泵系统的运行特性进行了实验研究,并针对亚热带地区太阳能较丰富、环境温度较高等特点,提出了不同季节条件下的合理运行方式。     

太阳能—土壤源热泵联合供暖系统的运行模式研究

建立太阳能—土壤源热泵联合供暖系统的一体化模型,通过与实验数据对比,所建模型与实验数据吻合较好。以大连地区的气候条件为基础,分别对联合供暖系统在不同的串联运行模式和同一并联运行模式下不同分流比例的运行工况进行模拟。结果表明,并联运行模式下分流比例为0.8时,太阳能—土壤源热泵联合供暖系统的地温恢复和系统节能效果较好。     

土壤源热泵在地下工程中空调工况运行实验研究

以华东地区某地下工程中的土壤源热泵系统综合实验平台为研究对象,通过实验研究的方法,对地埋管地源热泵在夏季对地下工程中的典型大余热房间供冷运行特性进行测试。实验结果表明:地埋管地源热泵在华东地区地下工程运行的启动时间约为12 h,其单位埋管放热量为41 W/m。系统运行初期,地下土壤温度上升速度最快,上升幅度随土壤深度的增加而减小。系统运行时间越长,土壤恢复能力越差。测点土壤不同深度温度恢复能力不同,主要受当地地层结构影响。研究成果为土壤源热泵系统在地下工程的应用及运行管理提供参考。     

地源热泵供暖空调的经济性

地源热泵是利用地表浅层土壤能量（地下水、土壤或地表水）作为冬季热泵热源供暖和夏季冷源进行空调的系统,地源温度全年相对稳定的特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高,地源热泵是否具有经济竞争性仍是一个非常关键的问题,该文对地源热泵与传统的供暖空调系统进行经济性比较。首先将地源热泵与传统供暖方式,如燃煤、燃油和天然气锅炉进行供暖经济性的比较,再将地源热泵与常规电制冷空调方式进行空调经济性的比较,然后将地源热泵与锅炉加空调两种方式共四种方式共四种方案进行综合经济性的比较分析。     

土壤源热泵U型竖直埋管换热特性的实验研究

以土壤源热泵实验系统为平台,进行了夏季工况实验,分析了管间距为4 m时,单、双U埋管换热器的换热性能,并对不同管间距的单U地埋管进行实验研究。实验结果表明,管间距对系统的运行影响较大,得出夏热冬冷地区长期运行的土壤源热泵系统中地埋管合理的管间距,为长三角地区土壤源热泵换热器设计提供了设计参考。     

太阳能应用于土壤源热泵低温热源侧的实验研究

为了提升热泵机组的性能系数COP,合理利用不同温度层次的太阳能集热量,文章基于太阳能—土壤源复合热泵系统的大量实验结果,分析了蒸发器进口温度对热泵系统各项性能的影响,并在此基础上,分析了复合源热泵工况和太阳能热泵工况的运行特点。分析结果表明:随着蒸发器进口温度的升高,热泵机组吸热量逐渐增大,热泵机组输入功率略有增加,导致热泵机组的供热量和COP均逐渐增大;复合源热泵工况下,存在土壤源和太阳能共同供热,以及土壤短期储热与太阳能单独供热同时进行的两种运行情况;为了提升热泵机组的工作性能,在太阳能集热量较低时,优先运行复合源热泵工况;土壤源温度的自然恢复能力较差,需要利用太阳能集热系统对土壤源进行跨季强制蓄热,以提高土壤源温度,缓解土壤源冷堆积现象。     

太阳能、蓄热与地源热泵组合系统能量分析与实验

在天津地区设计建成太阳能、蓄热与地源热泵组合系统(SGCHPSS),实现建筑物供暖、空调、供热水三联供。对组合系统运行模式进行研究,在TRNSYS平台上模拟得到太阳能、地表能的组合、匹配利用关系,及两种热源对整个系统的能量贡献;模拟得到4～7月份太阳能向地下土壤的跨季节蓄热量。进行示范工程实验,得到土壤跨季节蓄热与地源热泵系统全年运行情况,并进行全年土壤热平衡与系统能耗分析。     

严寒地区太阳能-地源热泵与热网互补供暖运行方式研究

文章研究了严寒地区由太阳能-地源热泵与热网组成的互补供暖系统,在串联和并联两种运行方式下的性能情况。文章构建了两种运行方式下互补供暖系统的仿真模型,对该系统各部件进行了选型设计,对系统性能进行了仿真模拟并进行了经济性分析。结果表明:串联运行方式下互补供暖系统中地埋管换热器与土壤之间的最大换热效率比并联运行方式高19.8%,且串联运行方式下二者之间的换热总量要比并联运行方式高出9.44%;两种运行方式下埋管进出口水温均有下降;运行5 a后,并联运行方式下互补供暖系统的运行费用较串联运行方式下互补供暖系统略高,但从系统供暖能效及土壤温度的受扰动情况来看,并联式系统比串联式系统更具优势。     

太阳能与土壤源耦合供暖系统的实验研究

在分析太阳能、土壤源热泵及联合供热特点的基础上,研究了太阳能热泵独立系统、土壤源耦合热泵系统运行模式的制热性能和节能效果,建立了太阳能蓄能-热泵耦合热泵系统的供暖模式及优化模型.通过采暖季初期的太阳能蓄能、供暖,土壤源热泵独立供暖及太阳能-土壤源耦合热泵供热的实验研究,验证了太阳能-土壤源耦合热泵供暖模式的可行性和经济...     

太阳能-土壤源热泵耦合系统及其地埋管系统

建立了太阳能-土壤源热泵耦合型热水系统实验平台,研究了在秋冬季不同运行条件下该系统的运行特性,分析了地下埋管系统中钻孔回填材料、U型管工作模式、套管内循环液流动模式、套管外管与内管的导热系数比等对系统制热效果的影响。研究表明,太阳能土壤源热泵系统在国内亚热带地区可以获得良好的应用,并给出了埋地换热器的合理形式。     

太阳能跨季节储热供热系统试验分析

介绍了一种太阳能-土壤源热泵联合供热系统,对其运行试验数据进行了分析,并对其运行能效比与两种单独由土壤源热泵供热的模式进行了比较。土壤温度的变化不仅与取热速率有关,还与地温的自动恢复能力相关。该试验建筑所在的土壤条件下地温的恢复能力为30～40MJ/d。采用太阳能-土壤源热泵联合系统能效比最高,土壤源热泵单机组双供系统次之,而土壤源热泵单机组单供系统能效比最低。太阳能跨季节储热及土壤源热泵联合供热系统适用于热负荷远大于冷负荷的建筑。     

风冷热泵冬季运行模拟与理论计算

建立了风冷热泵冬季运行状态下基于气液分相的集中参数模型。在模型中不仅对蒸发器干工况和结露工况作了数学描述,同时还分析了结霜过程中霜层密度和厚度变化对机组性能的影响,基于这一模型。选择某种热泵进行了计算,得到了这种上机组在不同温湿度和进出水温度下机组的能效比和结霜性能。     

太阳能与空气源热泵复合式供暖系统在西安地区的应用特性分析及评价

以西安地区的某个房间为研究对象,采用TRNSYS软件针对该房间分别应用太阳能集热系统、空气源热泵系统及太阳能与空气源热泵复合式供暖系统进行供暖时的情况进行了分析.首先,建立了太阳能与空气源热泵复合式供暖系统的仿真模型,并对其正确性进行了实验验证;其次,对比分析了在3种运行模式下各个系统的运行特性;最后,以系统能耗及能效...     

冰源热泵系统在设施水产养殖中的技术经济性研究

针对目前刺参养殖的水温调控系统能耗大及适用性差等问题,提出基于冰源热泵的高效清洁供热及结合跨季节蓄冷实现全年冷热管理的技术思路,采用冰源热泵系统和跨季节蓄冷型冰源热泵系统对养殖水体温度进行调控,建立模型定量对比分析系统的运行能效及技术经济性.结果表明:(1)冰源热泵系统供热和供冷时的性能系数分别为3.33和3.39,全...     

空气源热泵热水器的优化策略及性能分析

空气源热泵热水器具有运行工况广、冷凝温度时变的特点,机组在运行至较高水温时系统效率会有明显下降。针对这一问题通过实验比较不同外部工况下系统性能的变化规律,分析热泵热水器的实际运行特性和制热性能劣化的原因,并依此提出以控制电子膨胀阀开度和压缩机启停时机的优化策略来提升系统性能。实验结果表明,系统性能分别提升了24.8%和14.3%。同时分析了两种策略的优势与差异性,以期使空气源热泵热水器在实际应用中的制热效率得到最大程度地优化。     

Performance characteristics of a high temperature water-to-water heat pump

A simulation model is utilized to predict the performance of a high temperature water-to-water heat pump, running on Refrigerant 11, over a range of evaporator and condenser water temperature (10 to 40°C and 40 to 70°C) and compressor speeds (500 to 3000 r.p.m.). It is shown that heat pump power output can be effectively controlled by varying compressor speed. Effects of compressor speed, heat source and heat sink (end-use) temperature on the heat pump efficiency are presented. Special attention is devoted to the values of predicted refrigerant temperature at the compressor discharge. These are compared with the thermal limit of the refrigerant. Modifications to the system, to reduce refrigerant maximum temperature, are also discussed.     

岩溶含水层地下水源热泵运行对地下水温度场的影响

为探究岩溶含水层水源热泵运行期间地下水温度场变化规律,以武汉市某场地地下水源热泵系统为例,基于有限元数值模拟软件FEFLOW,分别模拟了水源热泵空调制冷和制热期间抽水-回灌目的含水层中的渗流场和温度场,并对表征岩溶发育的重要参数储水系数和孔隙度进行敏感性分析。模拟结果表明,地下水源热泵运行仅影响回灌井附近地下水温度,不会对区域含水层温度产生影响;而表征岩溶发育的典型参数储水率和孔隙度,对模拟结果的影响不大。     

CO2跨临界循环地源热泵的研究

给出了CO2跨临界循环地源热泵的系统流程，并在考虑输气系数和绝热效率的基础上，与R22和R134a等进行了循环性能比较。结果表明，用于需要较高供水温度的空调系统或热水供应系统时，CO2可具有和常规工质相当的性能。同时对于一特定的CO2地源热泵，分析了在热水流量和热水温度变化时的运行特性，并讨论了CO2地源热泵容量调节的方法。     

复合热源太阳能热泵供热系统及其性能模拟

提出了一种复合热源太阳能热泵供热系统,通过阀门切换,可根据不同的天气状况改变运行模式,以空气和太阳辐射作为热源制取供暖用水。针对所设计的10kW供热系统,建立了系统的数学模型,对热泵串联集热器(SC+HP)及集热器串联热泵(H+SC)两种运行模式下的循环性能进行了计算机模拟分析,并计算了系统的全年运行状况。从模拟结果可以看出,在模拟进水温度区间内,HP+SC模式下热泵COP较高,最高比SC+HP模式高2.58%;而SC+HP模式集热器热性能较好,总热效率更高,最高比HP+SC模式高2.62%。     

地源热泵小负荷状态下的运行优化

针对地源热泵在小负荷状态下满负荷间歇运行，系统频繁启动造成额外消耗大量能量的缺点，本文利用最优化原理，对系统运行优化。优化计算得出对于每一个热负荷都存在一个最优运行负荷(即最优值)，使得该系统运行能耗最低；在热容量和散热量与最大散热量比值组成的二维空间中可以分成几个运行区域，在这些小区域中，最优值恒定不变。