以太阳能/空气为热源的直膨式热泵热水系统

介绍了一种直膨式太阳能热泵空调及热水系统。针对春季供热水工况，分别对以太阳能及空气为热源生产生活热水进行了比较，发现以太阳能为热源具有更高的COP值，节能效果更为显著；根据试验数据分析了压缩机工作频率、太阳辐射强度、环境温度等因素对热泵系统性能系数的影响。     

一种太阳能空气源/水源热泵系统的仿真分析

针对空气源热泵在低温环境下的低效问题与太阳能系统因依赖于天气状况而呈现的不稳定性等问题,提出了一种由太阳能水集热器、太阳能空气集热器、水源热泵和空气源热泵等4种装置组成的复合供暖、供热水系统,并根据日间与夜间的不同的气候条件,提出了5种运行模式。建立了系统的仿真模型,对系统在整个供暖季的运行仿真表明:该系统能够应对严寒天气并正常高效运转,在全供暖季的平均能效为4.21,各种工作模式的平均能效均在3以上,月平均能效为4~6。     

基于平板热管的太阳能-空气能双源集热蒸发器性能实验研究

设计一种基于平板热管的太阳能-空气能双源集热蒸发器及由其组成的新型直膨式热泵系统,并对其进行实验研究与分析。实验测试平板热管在制冷剂低温取热条件下的均温性与导热性能,热泵运行工况下集热蒸发器表面温度分布、光电光热性能,以及在不同天气条件不同运行模式下热泵系统性能。结果表明,平板热管在低温取热条件下当量导热系数可达6.8×10⁵W/(m·℃),集热蒸发器运行时纵向最大温差为3.9℃;在夏季晴朗天气条件下运行太阳能模式制热水时热泵平均COP为3.62;在低辐照阴天下运行太阳能-空气能双源模式与太阳能模式相比,单位面积集热功率提高18.8%,系统平均COP提高5.7%;在无辐照的夜晚,运行空气源模式系统COP为2.54。     

太阳能热泵系统的试验研究与分析

为研究以太阳能为低温热源的供热运行特点,建立了太阳能热泵系统试验台及试验台测量系统,使用数据分析软件处理不同工况下的试验数据,分析了蒸发和冷凝温度对吸热量、制热量、压缩机状态、系统COP的影响。结果表明,太阳能热泵系统在运行期间节能效果明显,蒸发温度的增大有利于提高太阳能热泵系统的工作性能。     

以空气源热泵辅助加热的太阳能热水系统

介绍了太阳能热泵热水系统的运行原理及控制方式,分析了太阳能热泵热水系统在上海某高校学生宿舍的应用情况。以每吨热水的加热成本为指标,对几种热源热水系统的经济性进行了比较,分析了太阳能热泵热水系统的节能效果。     

直膨式太阳能热泵运行特性的实验研究

对直接膨胀式太阳能热泵热水系统进行了实验研究,实验期间,太阳能辐照度变化范围为143.12~664.6 W/m2,分别采用三种不同结构的集热器和蒸发器,得出系统COP为2.49~3.47,表明该系统在各种天气情况下均能够可靠地生产45℃的生活热水,热性能稳定,可以全天候地提供生活热水且具有节能效果;同时选取双集热器的两组数据,分析了太阳辐照度对热泵系统运行的影响。     

集中供暖住宅太阳能生活热水系统设计分析

提出了一种以户为单位的太阳能生活热水系统和低温热水地板辐射供暖系统的组合方案.集中供暖系统作为太阳能热水系统的补充热源,同时也是太阳能富余热量的回收装置;该方案能够充分地利用所收集的太阳能,在供暖的同时,还全年供应生活热水.根据两安市的气象资料对该方案进行的分析表明:在连续运行的情况下,系统运行能耗和费用较低.     

太阳能热泵热水系统调度策略的研究

在只考虑环境因素和天气的情况下提出了太阳能热泵热水系统调度策略,以提高对太阳能的利用。首先在空气源热泵加热系统动态方程的基础上,给出了空气源热泵制热量的预测方法,然后从能量的角度给出调度策略的运行步骤,在求得热泵制热量的基础上,对当前热水所含的热量与目标热水所含热量进行比较,求取热泵开启的时间,实现对热泵的控制。通过在实际工程中的应用比较,证明该节能运行策略能够推迟热泵的开启,进而缩短热泵的运行时间,太阳能利用率得到了一定的提高。     

太阳能-水源热泵系统在制备洗浴热水中的应用

以太阳能-水源热泵系统在制备洗浴热水中的应用为例,研究分析太阳能-水源热泵系统的原理、运行工况,并进行太阳能-水源热泵系统的节能减排分析。研究分析得出:太阳能-水源热泵系统可以充分利用太阳能为热水提供热源,同时又回收利用了废水中的废热,从而达到节约高位能源和减少环境污染的目的。     

用电制备热水的几个方案及其比较

简要介绍了几个用电制备生活热水的方案，结合一实例进行了简单的技术经济比较。认为在有条件的地方利用太阳能、利用冷水机余热，或安装蓄热的空气热源热泵热水装置，在技术上、经济上有一定优势。     

基于相变储能的太阳能空气源热泵系统的研究

针对由天气变化导致太阳能利用不稳定和寒冷地区热泵性能低的问题,文章介绍了一种基于相变储能的太阳能空气源热泵系统,该系统能够根据气象情况灵活切换4种供暖模式,大大减少了系统耗电量。文章通过独特设计的储能冷凝器,不仅可以调节太阳能空气源热泵系统能量分配,改善太阳能空气源热泵系统制热量和建筑热负荷之间不平衡的供需关系、提高太阳能利用率,还可以提高空气源热泵低温性能,快速恢复供暖,从而实现提高太阳能空气源热泵系统整体性能的目的。文章以石家庄农村某户为研究对象进行研究,研究结果表明,太阳能空气源热泵系统供暖效果较好,太阳能空气源热泵系统COP最大值为5.19,节能环保效益十分明显。     

Simulation studies of the expected performance of Kerava solar village

The Kerava solar village is the first regional building complex in Finland with a combined solar heating and heat pump system using seasonal heat storage. The village will be completed at the beginning of 1983. In this study we describe the heating system of Kerava solar village. The heat demand was estimated by computer simulations. Different weather conditions and operational situations were considered. Under normal weather and operating conditions approximately 60 percent of the total heat demand of the Kerava solar village is estimated to be obtained from solar energy.     

Numerical simulation and experimental validation of indirect expansion solar-assisted multi-functional heat pump

A novel indirect expansion solar-assisted multi-functional heat pump (IX-SAMHP) system which composes of the multi-functional heat pump system and solar thermal collecting system is proposed and studied in this paper. This system can fulfill space heating, space cooling and water heating with high energy efficiency by utilizing solar energy. For solar water heating mode and solar space heating mode, a dynamic model is presented and validated with the experimental results. The simulation results show good consistency with the experimental data, and the established model is able to predict the system performance at a reasonable accuracy (with the root mean square deviations less than 5%). On this basis, the performances of the IX-SAMHP system are investigated under different parametric conditions. For solar water heating mode, simultaneously operating the solar thermal collecting system and multi-functional heat pump system can be an energy efficiency method. With the solar irradiation rising from 0W/m² to 800W/m², the COP increases from 2.35 to 2.57. In solar space heating mode, the effect of the mass flow rate of water in evaporator is investigated. To balance the heating capacity and COP, the mass flow rate of water should be adjusted according to different temperature demands and heat load.     

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...     

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%。     

太阳能、热泵辅助燃气供热系统实验研究

搭建了太阳能、热泵辅助燃气的供热系统测试平台,对太阳能辅助燃气供热系统、热泵辅助燃气供热系统以及太阳能、热泵辅助燃气供热系统的热性能进行测试,并对三种供热系统的经济环境效益进行分析。试验结果表明,试验条件下,三种供热系统的修正后一次能源利用率分别为93.3%、92.8%、103.9%,与燃气供热系统相比,节能率分别为3.8%、3.2%和15.6%,年运行费用可节约275、236、1 016￥,每年减排CO₂为123.00、106.00、455.00 kg。     

双热源热泵系统模拟研究

基于太阳能热泵和地下水源热泵的优缺点,本文提出了双热源热泵系统。对该系统的各种不同运行工况进行了分析研究,并针对天津地区进行了模拟计算。结果表明：与地下水源热泵相比,在制热量和COP大致相当的情况下,节水量可以达到70％。     

Preliminary investigation of a transcritical CO2 heat pump driven by a solar‐powered CO2 Rankine cycle

In this paper, a transcritical carbon dioxide heat pump system driven by solar‐owered CO₂ Rankine cycle is proposed for simultaneous heating and cooling applications. Based on the first and second laws of thermodynamics, a theoretical analysis on the performance characteristic is carried out for this solar‐powered heat pump cycle using CO₂ as working fluid. Further, the effects of the governing parameters on the performance such as coefficient of performance (COP) and the system exergy destruction rate are investigated numerically. With the simulation results, it is found that, the cooling COP for the transcritical CO₂ heat pump syatem is somewhat above 0.3 and the heating COP is above 0.9. It is also concluded that, the performance of the combined transcritical CO₂ heat pump system can be significantly improved based on the optimized governing parameters, such as solar radiation, solar collector efficient area, the heat transfer area and the inlet water temperature of heat exchange components, and the CO₂ flow rate of two sub‐cycles. Where, the cooling capacity, heating capacity, and exergy destruction rate are found to increase with solar radiation, but the COPs of combined system are decreased with it. Furthermore, in terms of improvement in COPs and reduction in system exergy destruction at the same time, it is more effective to employ a large heat transfer area of heat exchange components in the combined heat pump system. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.