真空管直膨式太阳能热泵系统性能分析

该文将真空管集热器与直膨式太阳能热泵结合,提出一种真空管直膨式太阳能热泵系统。实验研究典型工况下太阳辐照度、循环水温度对系统性能的影响,并探讨压缩机变频条件下系统的动态性能。结果表明,提高太阳辐照度、降低循环水温度有利于提高系统性能,在太阳辐照度为850 W/m2,循环水温度为55℃时系统取得最大COP,为5.36。压缩机频率为42 Hz的系统COP为4.08,较45、47、50 Hz分别提高1.23%、8.5%、13.6%。     

直膨式太阳能热泵系统的模型仿真

考虑了集热器中制冷剂压降的存在,利用平衡均相理论建立了太阳能集热/蒸发器的两相流模型,同时建立了压缩机、冷凝器的数学模型.从理论上分析了集热器中制冷剂的压降、集热器的类型、集热面积、太阳能辐照度、环境温度、压缩机容积以及冷凝温度等因素对直膨式太阳能热泵系统热工性能的影响,并在此基础上给出了改善系统性能的建议.     

直膨式太阳能热泵热水器热力性能分析及优化设计

针对"直膨式太阳能热泵热水器"750W实验样机(系统A)进行了过渡季节运行工况下的实验研究,根据实验数据计算出系统供热性能系数、太阳集热效率和各主要部件的有效能损失系数以及系统的有效能效率等热力学指标,对各部件可加以完善的潜力做了量化分析,为整套系统的进一步优化设计提供参考。根据分析结果,研制了小型化400W实验样机(系统B)并加以实验验证。通过对比分析发现,两套系统各主要部件的有效能损失以压缩机(其有效能损失系数,系统A为40%,系统B为34%)和太阳集热/蒸发器(其有效能损失系数,系统A为21%,系统B为37%)为最大,然后依次是冷凝器(其有效能损失系数,系统A为11%,系统B为8%)和热力膨胀阀(其有效能损失系数,系统A和系统B均为5%)。因此,压缩机的合理选配、集热器的优化设计是提高太阳能热泵热水器性能的关键。     

直膨式太阳能热泵系统性能分析及优化

直膨式太阳能热泵利用少量电能将太阳能的低品位能量转移至高品位,具有清洁、高效的优点,目前正成为节能领域的研究热点,近年来取得了飞速发展.国内外众多学者作了相关研究并取得了一定的成果.概述了直膨式太阳能热泵在国内外的研究进展,总结了内部参数和外部参数等方面对直膨式太阳能热泵系统性能的影响.针对不同的影响因素,给出了多种提高直膨式太阳能热泵系统性能的策略,以期对直膨式太阳能热泵的发展有一定的促进作用.     

直膨式太阳能热泵热水器的仿真分析

基于直膨式太阳能热泵热水器的热力循环,在建立太阳集热器/蒸发器和冷凝器的分布参数数学模型、压缩机和热力膨胀阀的集总参数数学模型的基础上,用能量平衡和质量平衡等约束条件将四大部件结合起来并进行求解。理论计算结果与若干典型工况下的实验数据对比表明:集热器平均集热效率的平均相对误差为4.6%,热水得热量、压缩机功耗、COP等指标的平均相对误差都在1%以内;热水温度、COP和集热器集热效率的理论和实验值的瞬时变化规律吻合良好,从而验证了此仿真数学模型的准确性。     

辐照强度对直膨式太阳能热泵性能影响的研究

文章搭建了直膨式太阳能热泵热水系统实验装置,研究了辐照强度对直膨式太阳能热泵性能的影响。结果表明,在环境温度及冷凝温度不变的情况下,蒸发温度及性能系数(COP)值随着辐照强度的增大而升高,且辐照强度增加200 W/m2,蒸发温度升高3~5℃,COP值升高0.8~1.2;得热效率随着辐照强度的增大而降低,其降低速率随着辐照强度的增大而逐渐减小。     

直膨式太阳能热泵系统的数学建模及验证

文章建立了直膨式太阳能热泵系统的数学模型,其中包括有盖板的平板太阳能集热蒸发器数学模型、压缩机数学模型、冷凝器数学模型以及膨胀阀数学模型,并从两种角度对该数学模型进行求解,同时建立了实验平台,以实验数据来验证模型的正确性。结果表明,实验计算所得COP为6.18、集热效率η为0.65,模型的两种求解所得COP分别为7.11和6.95、集热效率η分别为0.71和0.68,将模型求解结果与实验计算结果进行对比,同时考虑理论与实际所允许的差距,可得该文建立的模型是正确的。     

直膨式太阳能热泵热水器及其热经济性分析

介绍了直膨式太阳能辅助热泵热水器(DX-SAHPWH)的基本结构和工作原理.计算了直膨式太阳能辅助热泵热水器、空气源热泵热水器、太阳能热水器、电热水器和燃气热水器的运行能耗.分析了直膨式太阳能辅助热泵热水器的市场潜力、经济性以及社会效益.几种热水器比较结果表明,直膨式太阳能辅助热泵热水器能耗最小,运行费仅为电热水器的1/3,燃气热水器的1/2,空气源热泵热水器的415;与电热水器相比,使用直膨式太阳能辅助热泵热水器,户均年运行费可减少约1500元,2年左右即可回收额外的初投资.直膨式太阳能辅助热泵热水器与空气源热泵热水器的市场价格相当.由于其节能、环保、安全等,自身优势明显,预期该热水器应用前景广阔.     

极端工况下直膨式多太阳能集热蒸发器并联热泵系统的实验研究

该文建立直膨式多太阳能集热蒸发器并联热泵系统的实验装置,分析在极端工况下,单个太阳能集热蒸发器的热性能和蒸发器阵列的整体热性能及其对系统运行的影响.结果表明在极端工况下,虽然A、B组蒸发器的吸热量存在差异,甚至A组蒸发器出口处制冷剂的过热度接近零,但是系统性能系数COP达3.69,所以蒸发器阵列的整体热性能满足要求;吸...     

基于仿真与实验的直膨式太阳能热泵热水器变频策略

介绍了直膨式太阳能热泵热水器的工作原理,针对该系统建立了集中参数法的仿真数学模型,并对该模型进行了典型气候条件下的实验验证.分析表明,仿真结果与实验实测值吻合较好.进而利用该模型得出了系统性能随气象条件而变的数据库,据此制定出直膨式太阳能热泵热水器全年高效安全运行的变频策略.     

间接膨胀式太阳能多功能热泵单独制热水性能实验研究

简要介绍了间接膨胀式太阳能多功能热泵(IESA-MDHP)系统的功能模式.在冷凝侧采用强制循环和自然循环两种运行模式,对系统在冬季工况下利用中低温水源单独制热水性能进行实验测试.实验结果表明,在两种运行模式下热泵COPhp、系统COPsys及(火用)性能系数COPEX都明显高于空气源热泵热水器系统.实验同时对不同初始水温下IESA-MDHP系统单独制热水性能进行对比,发现初始水温对热泵COPhp、系统COPsys影响不大,而对(火用)性能系数COPEX影响较明显.     

太阳能热泵供热系统的实验研究

开发新能源和节能是寻求能源出路的两大重要途径，太阳能热泵供热系统以其显著的节能性和环保性具有广阔的发展前景。该文简单介绍了太阳能热泵供热系统实验台及实验台测试系统的建设，着重介绍了太阳能热泵冬季供暖工况的实验研究，考察了系统的整体供热性能及主要设备的工作性能。根据实验研究的结果，提出了有关系统设计方面的参考数据。     

太阳能热泵多功能复合机监控系统设计与实验分析

鉴于直膨式太阳能热泵多功能复合机(DX-SAHPM)实验系统研究需要,该文给出了温度、压力、流量检测和热物理参数实时监控的PLC监控系统设计方案.该方案实现了太阳能热泵多功能复合机实验系统工况参数的自动检测、PID控制、监控与存储,并可根据系统实际检测需要进行必要的功能扩展(包括参数实时动态显示、热性能系数COP计算等),从而实现对被控量的智能控制.     

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。     

并联式太阳热泵热水器中热泵子系统性能研究

对太阳热泵热水器中的热泵子系统建立了相应的数学模型,并对热泵子系统的循环性能进行了研究。研究表明,循环水量对热泵子系统的性能系数、压缩机功耗、加热时间以及保温水箱的实际终了加热温度有较大的影响。     

太阳能辅助热泵就仓干燥系统的研究与应用

设计一套太阳能辅助热泵就仓干燥系统,并建立各个部件及谷物干燥的数学模型,分析了一套由100m~2真空管空气集热器和加热量为90kW的热泵组成的系统,在不同天气情况下的工作模式以及在典型晴天下的工作性能;结合谷物干燥模型模拟了谷物的初始湿含量为17%,初始温度为20℃,3000t谷物在10～15d内的干燥情况。得出:太阳能保证率可达到20%,系统平均加热量为120kW,COP可达到约4.14,降低1.5%的水分需要10d时间,降低2%的水分需要约15d时间。     

土壤源热泵夏季运行特性的实验研究

根据对土壤源热泵夏季运行性能的实测,对夏季制冷工况的启动运行特性与间断运行特性进行了实验研究。实测结果表明,南京地区土壤源热泵夏季运行的启动时间为8～9h,其单位埋管放热量为44～49 W/m,平均传热系数为3.4W/(m·℃)。同时,采用可控间断运行方式可以在有效降低地下土壤温升率及机组进口温度以改善机组运行性能的同时,提高单位埋管的换热能力,从而更有利于提高浅层地热能的利用效率。     

PERFORMANCE OF A HEAT PUMP USING DIRECT EXPANSION SOLAR COLLECTORS

Theoretical and experimental studies were made on the thermal performance of a heat pump that used a bare flat-plate collector as the evaporator. The analysis used empirical equations to express the electric power consumption of the compressor and coefficient of performance (COP), as functions of temperature of evaporation at the evaporator and that of the heat transfer medium (water) at the inlet of the condenser. The experimental heat pump had a compressor with a rated capacity of 350 W and collectors with the total area of 3.24 m². Around noon in winter the evaporator temperature was found to be about 17°C higher than the ambient air temperature of 8°C, and a COP of about 5.3 was obtained when the water temperature at the condenser inlet was 40°C. These measured evaporation temperatures and COPs were in good agreement with those predicted by the analysis. According to the analysis, the total area of the collectors in the experiment was appropriate for the heat pump system. Also, the 1-mm thickness of the collector's copper plate used in the experiment could be 0.5 mm with little reduction of COP. The pitch of the tube soldered to the copper plate for the refrigerant flow was 100 mm in the experiment, but the COP would only be reduced by about 4% if the pitch were changed to 190 mm.