寒冷地区空气源热泵耦合太阳能集热器系统供暖季运行能效评价

近年来寒冷地区空气源热泵热水器使用逐渐增多,多能联合分户供暖系统陆续出现。目前热泵热水器产品的能效采用瞬时COP表示,寒冷地区供暖季环境温度波动较大,空气源热泵系统在变工况下运行时难以用瞬时COP来表示其实际的运行能效。试验以空气源热泵与太阳能集热器耦合系统为测试平台,分别测试分析空气源热泵热水器单独供暖和空气源热泵耦合太阳能集热器系统在寒冷地区供暖工况下的制热情况。结合整个供暖季气象数据和建筑供暖负荷,计算得出供暖工况下单空气源热泵热水器运行季节能效系数SPFh为2.48,空气源热泵耦合太阳能集热器运行季节能效系数SPFs为2.70,太阳能集热器使系统供暖季节运行能效提高了8.9%。     

蓄能型空气源热泵地板辐射供暖系统的实验研究

对长沙市某住户使用的蓄能型空气源热泵地板辐射供暖系统进行了实测,检测该系统在除霜工况下的除霜时间、循环水温、室内温度等运行参数,通过Fanger模型PMV-PPD评价指标对室内热舒适性进行分析。并在2种室外工况下将蓄能型空气源热泵地板辐射供暖系统与VRV系统进行对比实验,比较两系统在长沙地区冬季制热的室内热舒适性与运行经济性。实验结果表明,在测试期间最不利工况日内,蓄能型空气源热泵地板供暖系统除霜时间为6~8 min,室内1.1 m高处温度维持在20.5~22.9℃,地板温度维持在24.9~29.3℃,PMV维持在-0.53~0.15,可靠性良好。间歇运行下的蓄能型空气源热泵地板辐射供暖系统与VRV系统相比具有更好的室内舒适度且更为节能。     

复叠式空气源热泵低温适应性研究

为改善空气源热泵机组的低温适应性,设计和研制了单双级复叠式空气源热泵机组试验样机,在不同室外低温环境工况下,对样机的性能参数进行了实验测试,分析了机组在单、双级制热模式下,系统制热性能的变化规律及影响因素。研究结果表明:在室外环境温度低于0℃时,采用双级复叠式热泵制热模式,机组将得到更经济、更可靠的运行状态。与此同时,确定室外温度为0℃,作为该系统单、双级切换运行的控制条件。     

空气源热泵风机性能对结霜的影响

分析了空气源热泵在制热运行时风机性能对结霜的影响。通过对风机性能的模拟，分析了在制热运行结霜工况下由于风量变化所引起的蒸发温度变化、霜层厚度变化以及制热量的变化，以指导空气源热泵的风机选型。     

燃气机、电驱动空气源热泵分析

基于平衡原理,建立燃气发动机驱动空气源热泵(以下简称燃气机热泵)、电驱动空气源热泵(以下简称电驱动热泵)的分析模型,探讨损流、效率、热力学完善度的计算方法。结合算例,对两种热泵制冷和制热工况下的损流、效率、热力学完善度进行计算。两种工况下,燃气机热泵的损流小于电驱动热泵,效率、热力学完善度大于电驱动热泵。两种热泵制热工况的效率均高于制冷工况。     

低温太阳能热水辅助空气源热泵系统制热系数实验分析

空气源热泵在冬季运行工况中,由于系统蒸发温度低,导致系统制热效率下降。为解决这一问题,本实验尝试对空气源热泵系统进行改造,添加了低温太阳能热水辅助系统,并对该系统运行工况进行了测试。同时,通过对比分析低温太阳能辅助系统和空气源热泵系统的循环工质温度、压力和能耗,我们不但得出影响热泵机组冬季性能的主要因素,而且得到了该系统最优集热温度和热泵工质循环温度的变化规律,并且也从理论上对空气源热泵和低温太阳能热水辅助空气源热泵的压缩比和COP值进行分析,给出了影响压缩比和COP值的关键参数,以及指出如何提高热泵机组COP值的方法。最后提出了如何提高机组制热性能的关键性措施,为以后的实际应用和研究提供了参考。     

单、双级变频压缩低温空气源热泵制热性能及供暖效果对比分析

分别针对单级压缩、双级增焓压缩转子式低温空气源热泵机组,进行了制热工况性能对比测试。测试结果表明,电辅热关闭时,双级压缩低温空气源热泵机组的COP比单级压缩机组提高22%~40%左右。可见,双级压缩低温空气源热泵制热性能比单级压缩热泵机组有较大提高,是一种经济性较好的辅助热源,可作为我国北方寒冷地区村镇住宅供暖采用清洁能源加低温空气源热泵补热系统的较优组合方案。     

双工况直流变速空气源热泵控制研究

针对空气源热泵在多工况下压缩机频繁启停造成的能耗和压缩机直流变速控制在不同工况下良好的转换特性,通过研究,设计了满足空调和生活热水两种不同工况的直流变速控制空气源热泵。对机组的主要部件进行了分析并实施控制策略。通过机组的可行性实验,得出如下结论:机组双工况之间可自由切换,机组在制冷、制热工况下,不同的压缩机频率运行可满足使用负荷的需求,运行平稳、节能。     

空气源热泵的稳态仿真及性能比较

建立了空气源热泵的稳态仿真模型,得出了R22和其替代工质R32／R134a系统循环性能随工况的变化曲线。相同工况下两种工质性能比较结果表明,采用混合工质的系统制热性能系数高,制热量低,耗功量小,混合工质替代纯工质有一定的节能优势。     

太阳能／空气复合热源热泵机组研究

针对空气源热泵用于冬季供热时存在的不足及太阳能热泵应用特点,提出可同时利用空气和太阳能两种低位热源的复合热源热泵模式:制热工况时,该热泵机组有两个并联的蒸发器;制冷工况时,机组有两个并联的冷凝器.建立了复合源热泵系统的稳态仿真模型,对复合热源热泵机组样机进行了测试,模型分析和测试结果表明,复合源热泵机组的性能大大优于传统的风冷热泵机组.     

单双级混合式热泵供暖系统总制热能效比的研究

设计了一台空气源热泵冷热水机组的实验样机，对其在不同工况下的运行参数和特性进行了实验研究和数值计算，得到了系统分别处于单级和双级耦合运行工况下总制热能效比EER的数值，并分析了其变化规律及影响因素。     

间接式污水源热泵机组节能技术分析

分析了间接式污水源热泵机组节能技术,包括提高压缩机效率,改善压缩机工作条件,减小传热温差,引射回油/液等。理论计算结果表明,与普通污水源热泵机组相比,间接式污水源热泵机组夏季制冷工况下性能系数可提高20%左右,冬季制热工况下性能系数可提高17%左右。     

严寒地区空气-地源热泵耦合系统性能研究

提出一种结合相变蓄热地板的空气-地源热泵系统,为严寒地区机场辅助用房提供室内环境保障,满足供热、供冷和供生活热水的需求,采用数值模拟的方法研究其供暖期性能。相变蓄热地板能够对室内温度起到较好的调节作用,当室外温度为-25~-5℃时,有相变蓄热地板的室内温度在16.9~19.3℃范围内波动,满足人体舒适度的要求,对比无相变蓄热地板的室内温度,有相变蓄热地板的室内温差减小44%左右。室外温度对空气源热泵制热性能系数影响较大,制热性能系数随着室外温度降低而降低。在室外温度为-15℃时,空气源热泵的制热性能系数在2.3以上。随着室外温度降低,地源热泵的制热性能系数增加,室外温度低于-25℃时,地源热泵制热性能系数能够保持在4.4以上。供回水温差对地源热泵的制热性能系数影响较大,对空气源热泵的制热性能系数影响较小。当空气源热泵和地源热泵的启停切换温度为室外日平均温度-15℃时,整个供暖期热泵系统的平均制热性能系数最高达到4.2,最低为2.4,平均值为3.28。在保证土壤热平衡的前提下,通过调整空气源热泵和地源热泵的运行时间,优化了系统经济性和节能性。     

重庆地区地表水地源热泵系统冬季供暖工程应用

以重庆地区5个地表水地源热泵项目为例,对其冬季供暖运行工况进行了实测,并与空气源热泵和锅炉供暖进行了比较.结果表明,江水源热泵系统的机组制热性能系数COP和系统制热能效比EER分别能达到2.8～5.3和2.7～4.3,湖水源热泵系统的COP和EER分别能达到4.4和3.0,并且室内温度和相对湿度分别能保持在20℃左右和40％以上;相比于空气源热泵和锅炉供暖,地表水地源热泵系统冬季供暖的能效提高率分别达到了8.0％～72.0％和18.0％～87.9％,节能显著.     

CO2-R134a复叠式空气源热泵系统工程设计与应用

CO₂-R134a复叠式空气源热泵在严寒地区冬季可以实现稳定制热,该系统能耗较常规空气源热泵系统制热能效更高,可以作为偏远地区厂站供热热源,且可以节约运营费用。本文通过实际项目案例进行技术和经济分析,探讨CO₂-R134a复叠式空气源热泵系统在城郊或偏远无集中热力管网区域的应用,为严寒地区在低碳、减排政策下,实现低温环境制热选择提供新思路。     

冷凝蓄热器蓄放热过程模拟研究

为解决传统单级压缩空气源热泵在严寒地区制热性能差、极低环境温度下无法运行的问题,提出了一种基于相变蓄热的空气源热泵联合低温热水地板辐射供暖系统.通过构建系统模型,对关键部件冷凝蓄热器的蓄放热过程进行了研究,分析了冷凝蓄热器的动态运行特性.研究结果表明:冷凝蓄热器连续蓄热14 h后,平均蓄热功率为7.19 kW,COP为...     

民用建筑冷热电三联供系统配电研究

某办公楼能源中心有冷热电三联供系统、地源热泵系统和空气源热泵系统等多种制冷制热系统形式,而且这种多系统组合的运行模式不固定,能源中心在某些工况下会输出电能,在另外某些工况下又吸收电能;在燃气发电机运行的工况下,其输出的电能除能源中心自身消耗外,还必须与变压器并网向办公楼供电以消耗多余的电能。针对这些设计难点,比较分析多个电气系统主接线方案,确定了最终的设计方案,并向暖通专业提出能够简化电气系统运行管理环节的能源中心运行模式。     

地板供暖用空气源热泵产品标准关键问题研究

以空气源热泵为热源设备、辐射地板为末端的供暖系统广泛应用于我国大部分气候区的农村与城镇住宅、办公等建筑中,而用于该类供暖系统的空气源热泵机组尚无统一的产品标准。针对不同气候区的供暖需求,通过分析,给出了典型地区典型建筑的负荷模型、不同负荷率下空气源热泵使用侧的供水温度和制热运行时的室外工况条件;根据空气源热泵实测数据,建立了性能模型,分析所提出的该类空气源热泵机组的名义工况、季节性能评价工况,以及名义工况性能系数COPh与综合部分负荷性能系数IPLV(H)限定值,可为产品标准制定提供参考。     

低环温空气源热泵技术研究新进展

空气源热泵以其高效节能、安全环保、使用方便等特点在我国长江流域及以南地区广泛应用,但其在我国北方寒冷地区的推广应用却困难重重。主要是因为在低环境温度下,空气源热泵系统面临着制热能力和制热系数急剧下降、压缩机启动困难、排气温度过高,以及蒸发器频繁结霜等问题。针对这些问题,国内外研究人员对低温空气源热泵技术进行了大量研究。围绕低环温空气源热泵系统、蒸发器除霜技术等方面对现有的研究成果进行总结分析,分析结果对空气源热泵系统在低环温地区的进一步推广应用具有一定的指导意义。     

空气源热泵热水器双级压缩循环研究

通过综合分析,选择将两级节流中间不完全冷却双级压缩循环应用于空气源热泵热水器以适应低温工况。算例计算结果表明,系统排气温度及各压缩机压缩比均优于普通单级循环系统,性能系数较高,系统具备一定的低温适应性。