冷热组合型超市系统的设计与经济性分析

设计了冷热组合型超市系统,利用CO2跨临界循环对空间夏季供冷和冬季供热,采用R290/CO2复叠式制冷循环对食品冷冻冷藏,同时回收CO2跨临界循环高温气体散发的热量和R290/CO2复叠式制冷循环R290高温循环气体的冷凝热,实现夏季空间供冷、食品制冷的同时供应生活热水,冬季空间供暖、食品制冷的同时供应生活热水,及春秋季节食品制冷同时供应生活热水。并与供冷、供暖、食品制冷和供应生活热水分别进行的常规R404A超市系统的能效相比较,得出冷热组合型超市系统的能耗大大降低,能效明显增加,不仅节约能源,而且保护环境,是很有发展前景的绿色环保系统。     

太阳能辅助R744热泵系统在中原地区的性能分析

针对中原地区典型气象年(辐射极大)的冬季气象条件,通过所建立的跨临界循环热泵系统性能模拟平台,计算并对比分析了太阳能辅助R744跨临界循环及单一R744热泵系统在中原地区的运行特性;讨论了热水出水温度、传热窄点温差改变时系统制热性能系数和最优放热侧压力的变化规律。研究结果表明,在设定工况下,联合应用太阳能集热系统,R744热泵系统性能在冬季可得到大幅度提高,平均提高34.4%;热水出水温度低于70℃时,系统性能提高幅度超过36.0%;但传热窄点温差增大,系统性能有一定程度下降。     

自然工质低温复叠式制冷循环的热力学分析与比较

介绍了用于低温环境下采用自然工质CO2、NH3和R2903的复叠式制冷循环，介绍和分析了CO2、R290和NH3的物性特征，并且进行了复叠式制冷循环的热力学理论分析，通过计算得出了不同蒸发温度下的最佳低温循环的冷凝温度和最流量比。通过CO2－NH3，CO2－R290和NH3－NH3复叠式循环的比较，可以看出CO2－NH3、CO2－R290的复叠式制冷循环在低温制冷条件下有明显优势。     

中低温热水发电系统循环参数和工质的选择

针对热源为80～150℃热水的有机朗肯循环（ORC）发电系统,以发电功率和效率为评价指标,分别分析了以R134a、R123和R245fa三种工质为循环介质时的系统,确定了最佳循环参数和工质。一般来说,最佳蒸发温度对应着最大的输出电功,且随着热流体温度的升高而升高;当热源温度大于120℃时,R134a的系统不存在最佳蒸发温度,此时输出电功随着蒸发温度的升高而增大。对于80～135℃的热水,工质R245fa的发电功率最大;当热水温度超过135℃时,工质R134a的发电功率最大。工质R245fa的发电效率始终是最大的。     

自然工质复叠式制冷热泵系统的性能分析

介绍了以自然工质CO2为高温循环工质,R290为低温循环工质,同时制冷和供热的CO2/R290复叠式制冷热泵系统,通过对CO2/R290复叠式制冷热泵系统的性能分析,得到了气体冷却器的入口压力和出口温度,复叠式循环的蒸发温度,低温循环的冷凝温度对复叠式制冷热泵系统性能的影响,为今后的CO2/R290复叠式制冷热泵系统的优化设计和开发应用打下了一定的基础。     

环保制冷剂循环性能分析

为提高制冷空调和热泵性能,分别选取CO2,R134a,R1234yf和R11制冷剂,以单级循环和双级循环为研究途径,分析了不同工况下,排气压力、蒸发温度和冷凝温度等因素对循环性能的影响。研究结果为制冷空调和热泵优化设计及新产品的开发提供理论依据。     

CO2为低温循环工质的复叠式制冷系统的分析比较

通过对NH3/CO2、R290/CO2和R404A/CO2三种复叠式制冷系统的COP、最优低温循环冷凝温度和最佳质量流量比等进行理论分析及性能比较,得出在一定的蒸发温度、冷凝温度和冷凝蒸发器传热温差下,三种复叠式制冷系统的COP都随着低温循环冷凝温度的升高呈现出先增大后减少的趋势,其中NH3/CO2复叠式制冷系统的COP最大;三种复叠式制冷系统的最佳低温循环冷凝温度和最佳质量流量比都随着蒸发温度的升高而升高,其中R404A/CO2复叠式制冷系统的最佳低温循环冷凝温度最高,NH3/CO2复叠式制冷系统的最佳质量流量比最大。     

R1234yf有机朗肯循环系统热力学性能研究

为提高有机朗肯循环（Organic Rankine Cycle, ORC）在中低温地热发电领域的效率,本文以R1234yf为工质,依据热力学第一定律与第二定律分析了系统单位质量热水净发电功率和系统?效率,并与目前应用广泛的R245fa工质进行了性能对比。研究结果表明,存在最佳蒸发温度和最佳冷凝温度,使得ORC发电系统单位质量热水净发电功率、?效率最大。对于热源温度为110℃ ~ 150℃的ORC发电系统,R1234yf对应的最大系统单位质量热水净发电功率和最大?效率均大于R245fa     

空气源热泵热水分级供热系统工质的选优

针对室内游泳馆的不同热水温度需求,提出了一种分级供热的空气源热泵热水系统,以降低成本、提高设备利用率,并对几种工质R22、R134a、R410A和R407C的基本物性、安全性、热力学循环特性进行了对比分析。分析结果表明,针对室内游泳馆特殊的供热需求,R410A最适合用于在该系统,从而实现能量的分级利用。     

模拟太阳能驱动吸收式装置的试验研究

报道了溴化锂吸收式制冷和供热两用装置在由模拟太阳能集热器提供的６７－７５℃热水驱动下，实施制冷循环及Ⅱ型热泵循环的试验研究结果。给出了驱动热水温度为定值及变值时吸收式装置的性能和经济指标随运转参数的变化关系，并分析了经济运行工况、制冷量与供热量间匹配关系及系统的节能效果。     

太阳能与地源热泵供应生活热水方案比较

对太阳能热水系统和地源热泵热回收热水系统进行分析,并通过某一实际工程对两系统能耗进行了对比,最后得到对于南京地区地源热泵热回收制热水系统更节能。为合理选择热水供应系统提供一定的依据。     

CO2跨临界循环水源热泵变工况特性

摘要：对CO2跨临界循环水源热泵的变工况运行特性进行了实验研究和理论分析，研究了外部热源条件和运行压力对系统性能的影响，根据实验数据拟合了CO2压缩机的绝热效率公式，分析了气体冷却器和蒸发器的热交换完善程度以及对系统的运行动态特性的的影响，在实验研究的基础上，开展了CO2跨临界循环水—水热泵性能的理论分析，并探讨了运行调节的基本方法。     

两级地源热泵用于天然气调压发电工艺的性能分析

本文提出了一种涡轮与两级地源热泵相耦合的新型天然气调压工艺,通过Matlab构建了系统热力学模型并借助Aspen/plus和实验数据予以验证,分析了降压和预热过程的碳排放核算方法,探究了涡轮膨胀比和热泵压缩比的最优分配策略,并结合实际案例评估了系统的经济性与环保性。结果表明：R123为热泵最优工质;热泵循环由单级升为双级后,新工艺年均(火用)效率为0.43,提升10.88%,加热效率为2.89,提升15.91%,全年净发电量3.67 GW·h,提升11.6%;相比于节流阀调压工艺,新工艺全年减少CO₂排放0.24万t,减少预热成本4.7万元,同时产生经济效益146.94万元。     

利用LCA评价方法对土壤源热泵节能减排效益的研究

利用生命周期评价方法(LCA)对土壤源热泵与空气源热泵在节能和CO2减排效益方面进行研究比较,考察了土壤源热泵相对于空气源热泵的能耗回收期(EPT)和CO2回收期(CPT)两个指标,结果表明,整个生命周期内土壤源热泵较空气源热泵节能91829.64t标准煤,CO2减排262.5t,相对能耗回收期为2.87a,CO2回收期为0.89 a。     

基于流态冰的冰源热泵能效及经济性研究

基于流态冰的冰源热泵可以利用近冰点淡水或海水相变潜热作为热源,具有采暖能效高、适用性广的特点。为研究新型冰源热泵在采暖期的能效及经济性,选取我国典型供暖区域的5个城市作为研究对象,结合近5年采暖期各城市的气象参数,分别模拟计算空气源热泵、冰源热泵、地源热泵的系统能效。通过计算各热泵机组的初投资及采暖期运行费用,确定了不同类型热泵系统的静态投资回收期。结果表明,本文提出的新型冰源热泵在采暖期的系统能效较高,为2.8 ~ 3.2。相较于空气源热泵和地源热泵,哈尔滨地区冰源热泵系统的初投资及运行费用最低,不存在静态投资回收期。在北京、郑州、武汉、南京地区的静态投资回收期分别为3.0年、5.1年、2.3年、2.6年。基于流态冰的冰源热泵在冬季供暖方面有很好的应用前景。     

Performance investigation of the heat pump and power generation integration system

A novel heat pump and power generation integration system (HPPGIS) using solar energy as a low temperature heat source was presented in this study. This system could be operated in both an organic Rankine cycle power generation (ORC‐PG) mode and a reverse Carnot cycle heat pump (RCC‐HP) mode. Compared with a single heat pump and power generation system, this system improved the utilization efficiency of solar energy, thus showing potential for the generation of economic benefits. Contrastive analyses of different working fluids using ORC‐PG and RCC‐HP systems were conducted first, leading to the selection of R142b and R245fa as optimal fluids. Then, an experimental investigation of the system was carried out under different conditions. A heat pump and ORC system model was proposed and validated by comparing experimental and simulated values. The experimental results indicated that the HPPGIS had good feasibility and stability in both modes. In the ORC‐PG mode, HPPGIS had a power output of 1.29 kW and a thermal efficiency of 4.71% when the water inlet temperature of the evaporator was 90.03°C. In the RCC‐HP mode, HPPGIS had a COP of 3.16 and a heat capacity of 33.24 kW when the water outlet temperature of the condenser was 106.23°C.     

带膨胀机的二氧化碳跨临界循环水源热泵系统运行特性实验研究

虽然二氧化碳跨临界循环成为最具潜力的工质替代技术，但其循环的效率还是比常规工质循环低，因此开发膨胀机提高二氧化碳跨临界循环系统运行效率是推动实际应用的关键问题。本文给出了二氧化碳膨胀机的设计特点，同时利用实验手段对带膨胀机的二氧化碳跨临界循环水源热泵系统进行测试，了解膨胀机的运行特性以及对系统的影响，同时改变外部参数条件，了解系统运行规律。通过实验表明，膨胀机的运行效率与膨胀机的转速有关，而且存在极值。系统的运行也受其影响，但系统性能系数是一个综合作用的结果，应对系统运行参数进行优化。     

Exergetic performance evaluation of heat pump systems having various heat sources

In this study heat pump systems having different heat sources were investigated experimentally. Solar‐assisted heat pump (SAHP), ground source heat pump (GSHP) and air source heat pump (ASHP) systems for domestic heating were tested. Additionally, their combination systems, such as solar‐assisted‐ground source heat pump (SAGSHP), solar‐assisted‐air source heat pump (SAASHP) and ground–air source heat pump (GSASHP) were tested. All the heat pump systems were designed and constructed in a test room with 60 m² floor area in Firat University, Elazig (38.41°N, 39.14°E), Turkey. In evaluating the efficiency of heat pump systems, the most commonly used measure is the energy or the first law efficiency, which is modified to a coefficient of performance for heat pump systems. However, for indicating the possibilities for thermodynamic improvement, inadequate energy analysis and exergy analysis are needed. This study presents an exergetic evaluation of SAHP, GSHP and ASHP and their combination systems. The exergy losses in each of the components of the heat pump systems are determined for average values of experimentally measured parameters. Exergy efficiency in each of the components of the heat pump systems is also determined to assess their performances. The coefficient of performance (COP) of the SAHP, GSHP and ASHP were obtained as 2.95, 2.44 and 2.33, whereas the exergy losses of the refrigerant subsystems were found to be 1.342, 1.705 and 1.942 kW, respectively. The COP of SAGSHP, SAASHP and GSASHP as multiple source heat pump systems were also determined to be 3.36, 2.90 and 2.14, whereas the exergy losses of the refrigerant subsystems were approximately 2.13, 2.996 and 3.113 kW, respectively. In addition, multiple source heat pump systems were compared with single source heat pump systems on the basis of the COP. Exergetic performance coefficient (EPC) is introduced and is applied to the heat pump systems having various heat sources. The results imply that the functional forms of the EPC and first law efficiency are different. Results show that Ex_loss,total becomes a minimum value when EPC has a maximum value. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

武汉地区地源热泵夏季工况能效测评与效益分析

为探讨地源热泵系统的实际运行能效,通过对武汉市地源热泵系统的短期测试与长期监测,讨论了热泵及系统的实际性能系数、水泵效率、水系统输送系数等,得出了热回收系统实际平均综合能效系数为2.34,低于无热回收机组的性能系数3.77;水泵实际运行平均效率为43.9%,系统实际能效系数是额定能效系数的58.9%;实际累计负荷是计算累计负荷的1/3～2/3,实际投资回收期大于计算回收期。还得出了合理选择设备及附件、提高系统设备能效及附件质量、设置调整水泵输送能力的设施以及合理运行调节是提高地源系统实际能效的重要技术措施等结论。     

别墅型建筑地源热泵空调系统设计

地源热泵是一种利用土壤所储藏的太阳能资源作为冷热源进行能量转换的供暖制冷空调系统,通过输入少量的高品位能源(如电力、机械功、燃气和液体燃料),实现热量从低温热源向高温热源的转移.以上海某小型别墅为对象,设计了一套家用地源热泵空调系统.首先计算了夏季冷负荷和冬季热负荷,然后根据冷、热负荷选择一套水源热泵机组(MWH080CR型机组)和相应的风机盘管,进行了室内水管环路系统、土壤热交换器和地板采暖的设计选型,最后对系统的能效比进行了计算.结果表明,该空调系统具有节能环保、稳定可靠、舒适耐用等优点.