上海地区空气源热泵结合小温差换热风机盘管末端的供暖空调系统性能的实验研究

为解决夏热冬冷地区冬季供暖问题,本文设计了空气源热泵结合小温差换热风机盘管末端的分布式空调系统。实验研究表明:在冬季典型工况下采用35℃左右的热水供暖,系统制热性能系数(COP)可达3.0;在夏季典型工况下采用10℃左右的冷水制冷,系统制冷COP也在3.0以上。结果表明通过使用小温差换热末端降低了机组设定出水温度,改善了机组的运行工况,提升系统的能效比。系统解决了目前空气源热泵在冬季低温工况下供暖能效低、舒适性差等问题,为解决我国南方冬季供暖问题提供了可行方案。     

不同气候区太阳能-空气源热泵热水系统运行性能评价

本文采用非稳态制热实验方法测试空气源热泵在典型工况下的能效系数,测试不同日照强度下太阳能平板集热器的热效率,分析户用太阳能-空气源热泵热水系统在3～5人典型住宅用户热水负荷下的运行性能;选取不同气候区的代表城市,结合典型年气象数据,评价该系统在不同地区的太阳能贡献率和热水系统全年能效系数(APF)。得出:寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖和温和地区热泵机组单独运行时系统APF_h分别为3.03、3.34、3.79、3.28;4个地区太阳能年贡献率分别为29.82%、32.07%、29.58%、38.62%,太阳能-空气源热泵组合系统APF_s分别可达3.67、4.06、4.39、4.45。     

环境温度对空气源热泵供暖性能的影响及优化

本文计算分析了环境温度、出水温度和负荷平衡点对严寒地区典型城市(哈尔滨)低温空气源热泵供暖性能的影响及其经济性和节能减排效益。结果表明:相同出水温度下,机组输入功率随环境温度升高而降低,而机组能效与之相反;机组搭配地暖末端形式的年运行费用为30.74元/m~2,且与燃煤锅炉相比,供暖季可节约标准煤14.74 kg/m~2;不同负荷平衡点对热泵供暖系统的能效与经济性具有较大影响,对于所选典型城市哈尔滨而言最佳经济平衡点为-20℃。     

空气源热泵耦合太阳能及余热用于升压站供暖的研究

风电场、光伏发电站等工程的升压站,一般远离集中热源,冬季多采用“电暖气+热水器”的传统方案,能源利用效率低,增加了电能消耗,降低了项目收益。提出“空气源热泵耦合太阳能及余热”的供暖方案,为升压站提供了可靠的热源,并提高了能源利用效率,降低了运行费用。升压站内电气设备间有大量的40℃左右的排风,可以作为空气源热泵的低温热源,解决了空气源热泵低温时效率低的弊病;空气源热泵生产出热水,并设置太阳能热水器进一步提高水温满足供暖要求;设置单独的蓄热水箱适应供暖负荷变化并解决一部分生活热水需求。以北京某风电场工程为例,阐述了这一系统的优缺点以及推广的必要性和可行性。分析表明,在最冷时该系统仍可以高效、稳定的运行,投资回收期短,为寒冷地区空气源热泵的应用提供了参考依据。     

适用于近零能耗建筑的新型太阳能-污水源热泵系统运行特性

本文提出了一种新型太阳能-污水源热泵供暖系统,并研究在长春、乌鲁木齐、西宁、北京及上海5地近零能耗建筑中冬季供暖、全年供生活热水的运行效果与经济性。结果表明：系统在5地的供暖平均温度均达到40℃以上,供生活热水平均温度在电补热前也可以保证在33℃以上,可见本系统运行效果良好但仍需要电补热来保证运行的可靠性;5地冬季系统运行能效均达到3.5以上,节能效果显著;除乌鲁木齐(同其它城市相比燃气价格偏低)外,其它4地在应用本系统时,经济性均高于传统的电热水系统和天然气热水系统。     

双级热泵的应用与技术难点

在分布式能源项目中,用能用户常要求热水供应温度达到60℃。常规的离心式热泵由于蒸发器输入温度过低,无法满足如此高的出水温度要求。采用离心式热泵+空气源热泵的双级热泵设计,空气源热泵可以将离心式热泵蒸发器侧输入温度提高至30~40℃,从而使离心式热泵热水满足供热要求。同时,空气源热泵和离心式热泵单独运行时还需满足制冷工况下的负荷需求。因此,为确保双级热泵系统安全高效运行,空气源热泵与离心式热泵工作特性的匹配是设计中的难点问题,特别是热量、流量的匹配和中间温度的确定等。     

一种采用R32的三联供系统

介绍一种带热水功能的R32热泵系统的专利技术及其实验研究与用户体验,该技术采用的制冷剂系统结构比传统的风冷热泵增加1个显热回收换热器,热水系统结构与传统的相比增加1个水路三通阀,其中热水箱含内置换热盘管,盘管内走循环加热水;能够实现单制冷、单制热供暖、制冷部分热回收、单制热水和制热同时制热水等5种运行模式;将R32排气温度高的缺点转化为优点,夏季可以得到75℃的热水,冬季可以得到85℃的热水,提高热水箱的使用效率。     

大温差空气源热泵在供暖系统中的应用

为了解决空气源热泵在供暖系统存在的末端匹配性差、系统运行费用高等问题,提出一种适应大温差高效热能输配的热泵系统。通过理论分析和试验验证,对大温差空气源热泵在供暖工程中的应用进行研究,比较大、小温差下的热泵系统的节能效果和供暖效果。研究结果表明:按照GB/T 25127.1—2020测算,采用大温差空气源热泵的制热系统全年制热季节性能系数HSPF可提升57%以上,循环水泵耗电量占比下降73%以上,室内温度变化偏差为±0.2℃,可以推广应用。     

空气源热泵地暖系统冬季应用

本文研发了3P变频单元式空气源热泵机组,进行了民宅地板辐射供暖系统设计和冬季93d的供暖应用实验。期间室外环境温度的变化范围﹣10~16 ℃,平均值3.72 ℃;热泵机组制热量变化范围3.82~10.06 kW,平均值6.71 kW;热泵压缩机的吸/排气压力的平均值为0.55 MPa/2.28 MPa,压缩比小;EER变化范围2.32~4.71,平均值3.46,能效较高。测试了室内0.1、1、1.5、2 m高度处的温度,平均值分别为20.48、19.26、18.75、18.01 ℃,呈现相对稳定的下暖上凉的温度场。进行了最暖、最冷2个典型气象日热泵系统运行性能的对比分析,两日室外的平均温差为17.21 ℃,最暖日制热量和EER分别是最冷日的41.9%和159%,室内温度相对稳定,表明热泵系统具有良好的环境适应性和舒适性。与城市集中供暖及燃气锅炉供暖相比,运行费用分别降低39.82%、56.17%,节能、安全、热舒适性更佳。     

太阳能辅助集热型水源热泵设计及特性分析

水-水源热泵机组在冬季温度较低的条件下运行一段时间后,会出现制热性能下降并频繁转入保护工况现象。为改善水-水源热泵性能,在负荷匹配的情况下提高其经济性,设想在原热泵系统中增设太阳能辅助集热装置。简要介绍太阳能辅助集热型热泵系统的形式和组成,包括太阳能集热器形式选择、贮热水槽的要求等,同时着重进行冬季供暖工况的热力设计计算。设计计算表明,冬季供热循环时增设太阳能辅助系统之后供热系数有较大提高。在夏季只需将太阳能集热系统与制冷系统分离,即可作生活热水系统使用。     

空气源热泵地暖系统冬季应用研究

本文研发了3P变频单元式空气源热泵机组,进行了民宅地板辐射供暖系统设计和冬季93 d的供暖应用实验。期间室外环境温度的变化范围-10~16℃,平均值3.72℃;热泵机组制热量变化范围3.82~10.06 k W,平均值6.71 k W;热泵压缩机的吸/排气压力的平均值为0.55 MPa/2.28 MPa,压缩比小;EER变化范围2.32~4.71,平均值3.46,能效较高。测试了室内0.1、1、1.5、2 m高度处的温度,平均值分别为20.48、19.26、18.75、18.01℃,呈现相对稳定的下暖上凉的温度场。进行了最暖、最冷2个典型气象日热泵系统运行性能的对比分析,两日室外的平均温差为17.21℃,最暖日制热量和EER分别是最冷日的41.9%和159%,室内温度相对稳定,表明热泵系统具有良好的环境适应性和舒适性。与城市集中供暖及燃气锅炉供暖相比,运行费用分别降低39.82%、56.17%,节能、安全、热舒适性更佳。     

涡旋压缩机经济器系统的试验研究

以涡旋压缩机经济器系统为基础研制出适合寒冷地区使用的热泵原型机,试验结果表明,在-10℃～-15℃的低温环境中,该原型机仍具有较高的制热能力和供暖温度,能够满足寒冷地区冬季的采暖要求。通过分析实验结果,找出寒冷地区用热泵机组适宜的运行和设计参数。     

空气源/污水源复合热泵系统设计与应用

基于公共浴室热水生产设备节能减排改造的需要,本文设计了可回收洗浴废水余热的空气源/污水源复合热泵热水系统,在合肥工业大学屯溪路校区建立了应用示范工程,进行了运行测试和应用研究工作。结果显示:在8℃±1.2℃的环境温度、50℃供水设定温度的运行条件下,通过预热器和污水源热泵机组进行余热回收,洗浴废水温度从30.6℃降低至15.5℃,热回收的能量约占热水生产总能量的1/3;在10℃±1℃的环境温度、45℃供水设定温度的条件下,复合热泵系统的能效比为3.45,与单独运行空气源热泵的2.96相比,能效提高16%;与传统的燃气锅炉设备、电热水器对比分析,复合热泵系统可分别节约运行费用53.3%、72.4%,节能、环保和降费的优势明显。     

一种应用于寒冷地区带热水供应的新型热泵空调器

根据寒冷地区的气候特点，提出一种将双级压缩和冷凝热回收技术相结合的带热水供应的新型热泵空调；通过室外温度为-11℃、制热兼制热水下蓄热工况的模拟运行分析，验证了新型热泵空调可以同时满足供热量和生活热水的需要。     

超低温空气源热泵在甘肃某职工宿舍楼中的应用

超低温空气源热泵是以空气作为低品位热源来进行供暖或供热水的装置,同时也可以进行夏季制冷。其特点是以准二级压缩喷气增焓热泵系统保证机组在-25℃能正常制热,实现了空气源热泵在寒冷地区供暖的可能。本文结合分公司职工宿舍楼建设工程中超低温空气源热泵机组的运行情况,介绍了采用超低温空气源热泵作为冷热源的空调系统设计,以供工程设计人员参考。     

基于能耗限额的暖通空调负荷优化控制方法

南方夏热冬冷地区供暖制冷需求逐年增长,但由于供暖设备能效低导致能源的不合理应用现象普遍,造成了极大浪费。为了获得舒适节能的空调供暖制冷技术,研究将热源塔热泵应用于南方空调供暖中,针对传统热源塔运行效率较低的问题,从主动和被动方面优化热源侧温差参数,加入间歇运行模式,优化建筑围护结构的热工性能,建立南方小区开式横流热源塔供暖模型。通过实验表明,主动优化后能耗降低16.8%,被动优化后全年单位面积耗电量总和为19.34kWh/m2,比未改进前降低了20.4%。降低能耗是目前南方空调供暖领域的需突破的关键技术,优化的热源塔热泵系统能为该技术提供借鉴意义。     

基于TRNSYS的太阳能-热泵联合供热水系统运行性能研究

基于TRNSYS软件建立了太阳能与空气源热泵联合供水系统模型,模拟了长沙地区某学生宿舍不同季节水箱内的水温变化及运行能耗特点。结果表明,所选取的时间-温差控制方案下该系统各个月的水温基本上可以满足用户需求。通过比较各供热水系统各月吸收太阳热量、热泵能耗、各个部件能耗,得出夏季热泵能耗最少,太阳能利用率最高,该系统节约能源最多。研究结果对掌握太阳能供热水系统性能及改善整个系统的设计与控制具有参考价值。     

独立双埋管太阳能辅助土壤源热泵系统模型建立与影响因素分析

太阳能辅助土壤源热泵复合系统是严寒寒冷地区实施清洁供能的重要手段之一。在该系统中,太阳能集/蓄热系统与土壤源热泵系统有不同的连接方式和运行模式,太阳能系统的运行时间直接影响土壤的热恢复程度。本文基于TRNSYS平台建立了可全年进行蓄热的太阳能辅助土壤源热泵复合系统,提出了独立双埋管土壤蓄热器模拟计算方法,并与现场测试数据进行了对比验证。基于大连市公共建筑实际工程,通过正交试验设计及TRNSYS模拟全面研究了系统运行参数,得到对系统运行能耗与土壤温度变化率有重要影响的运行参数并分析了其影响规律。结果表明：系统运行能耗与冬季热泵供水温度、负荷侧水流量、土壤侧水流量均呈正相关,与夏季热泵供水温度呈负相关;当累计供热供冷量比为1.31时,系统运行能耗与蓄热启动温度呈负相关;当累计供热供冷量比为2.32时,与蓄热启动温度为正相关;当累计供热供冷量比为1.77时且蓄热启动温度为35℃时,系统运行能耗最低。土壤温度变化率与蓄热启动温度呈负相关。应根据系统累计供热供冷量比来相应调节太阳能系统运行时间和运行参数。     

三用型水源热泵系统的设计实例

旅馆、酒店和会所,夏季需要制冷,冬季需要供热,全年需要生活热水,采用水源热泵系统,对部分机组的冷凝温度加以调整,该系统一机三用,夏季制冷、冬季取暖,一年四季制备生活热水,夏季制冷的同时制备生活热水,即免费制备热水,该系统比常规水源热泵系统更加节能;以大连长兴岛高尔夫球场会所空调、采暖、生活热水三用型水源热泵系统为例,根据空调、采暖、生活热水负荷,配备了三台水源热泵机组,分析了空调、采暖、生活热水三用型水源热泵工作原理;夏季空调制冷,制备生活热水,COP值达到5.72,过渡季制备生活热水、冬季空调采暖和制备生活热水的COP值达到3.75,有较大的节能效益。     

水源热泵新型空调系统在宇泰大厦中的应用

水源热泵是一种利用地下浅层地热资源的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。水源热泵通过输入少量的高品位能源(如电能),实现低温位热能向高温位转移。宇泰大厦工程采用水源热泵中央空调系统,解决了供暖、空调和卫生热水问题,并且造价和运行费用低、节约能源、安全环保。