太阳能与空气源双蒸发器热泵复合供能系统性能实验研究

将基于平板微热管阵列的水冷PV/T集热器与双热源热泵相结合,提出1种太阳能与空气源双蒸发器热泵复合供能系统,该系统可实现多种运行模式的切换,以满足复合建筑的供热、供冷、热水和部分电力需求。实验主要针对于冬季制热工况和夏季供冷工况进行实验研究,分别从室外温度、太阳辐照度、热泵COP、制热量、集热效率和发电效率等方面对系统性能进行分析。实验结果表明,冬季制热实验时,空气源热泵制热、PV/T联合水源热泵制热和PV/T联合双热源热泵制热工况下COP分别为2.15、2.5和2.6,均能满足冬季室内的采暖要求。PV/T联合水源热泵制热和PV/T联合双热源热泵制热实验的平均发电效率和集热效率分别为12.1%和48.6%,11.3%和38.8%。空气源制冷实验时,热泵的EER平均为2.08;制冷兼制热水模式实验时,热水作放热源阶段的EER平均2.26,空气作放热源阶段的EER平均为1.96。     

双热源热泵制热水与供暖性能诊断

通过对3种热泵供暖性能系数(COP)比较可知,太阳能热泵供暖COP值比空气源热泵高.运用试验分析和理论计算发现压缩机电效率随压缩机压缩比的增加呈线性下降规律,并直接导致双热源热泵系统制热水性能系数(COP)偏低,当热水温度超过时,COP值甚至＜1.通过对系统供暖试验数据的拟合得到2个表征双热源热泵系统供暖性能优劣的数学模型,试验和模型都显示出当蒸发器进口水温为28℃左右时,系统供暖COP值最大,而当蒸发器进口水温偏离该值时,COP值都会下降.对双热源热泵系统制热水和供暖的不可逆程度分析发现当压缩机压缩比ε=3.4时,系统运行更接近可逆过程,即系统运行最佳,压缩比偏离该值会导致系统不可逆损失增加.     

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。     

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。     

基于补气增焓技术的复合空气源热泵系统实验性能研究

针对空气源热泵在寒冷地区制热效果不佳的现象,搭建了“太阳能-空气集热器+补气增焓空气源热泵”复合热泵系统,选取哈尔滨某地区冬季典型气象日进行实验,测试复合热泵系统的制热性能,并通过实验进一步探究复合热泵系统的运行特性。实验结果表明：复合热泵系统受太阳辐射强度影响较大,在冬季典型气象日的实验中,系统制热量与COP最大值均出现在辐射强度最大的时刻,与常规补气增焓系统相比,制热量与COP最多增加24.9%和12.53%。当室外温度为-12℃、太阳能-空气集热器出口热风温度为40℃时,复合热泵系统COP最多提升11.1%,复合热泵系统制热性能最好。该复合热泵系统在低温环境下运行效果好,在寒冷地区具有广泛的应用市场。     

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。     

严寒地区空气-土壤双热源热泵运行性能分析

在沈阳某节能建筑中,空气–土壤源双热源热泵系统有效地利用光伏板的光热转换部分热量作为空气源,避免了空气源热泵在严寒地区应用的结霜问题,减少了土壤源热泵的布井面积。利用TRNSYS软件建立仿真模型,选取系统的主要模块,对双热源热泵运行性能进行冬夏两季模拟分析,结果证明双热源热泵比单一土壤源热泵系统运行更稳定且COP值更高,更具有可靠性。     

新型太阳能-空气双热源直膨热泵系统运行性能研究

本文将基于微热管阵列的光伏光热组件作为蒸发器与热泵技术相结合,提出了1种新型太阳能-空气双热源直膨热泵系统,对其运行性能进行了实验研究。研究表明,随太阳辐照的增加,其电效率和COP逐渐增加,热效率和综合效率逐渐降低;随环境温度的增加,其电效率逐渐降低,热效率、综合效率和COP逐渐增加。在供热工况下,太阳能-空气双热源模式更适合在低太阳辐照、高环境温度条件下运行;而太阳能单热源模式则更适合在高太阳辐照、低环境温度条件下运行。相比于燃气热水器、电热水器和空气源热泵热水器,该系统具有较好的经济性。     

空气-土壤源双热源复合热泵性能分析

通过分析空气源热泵和土壤源热泵的运行特点,介绍了一种空气-土壤源双热源复合热泵,以济南市某别墅为例用De ST软件计算出其逐时冷负荷和热负荷,通过计算比较土壤源热泵从土壤中的吸热量和放热量,以土壤源热平衡为基准,确定了其最佳复合温度为3℃。通过统计分析空气源热泵和土壤源热泵的运行时间及运行性能,初步确定了空气-土壤源双热源复合热泵在济南地区使用的COP为3.77,证明了空气-土壤源双热源热泵比单一的土壤源热泵系统运行更稳定且COP更高,并且能够减少从土壤中的吸热量,缓解土壤的热不平衡,能够实现整个系统的长期和高效运行。     

空气源热泵热水系统储热水箱温度分层数值仿真

以长沙某宿舍空气源热泵供热水系统为研究对象,利用Fluent对储热水箱进行仿真。分析水箱进水速度以及水箱高径比对空气源热泵供热系统制热性能的变化规律。结果表明,进水速度越小越有利于提高供热系统的制热性能,水箱高径比对供热系统制热能力的影响与水箱进水速度有关,水箱进水速度较小时,水箱高径比取较大值有利于供热系统制热性能的提高。     

单、双级混合式热泵系统切换条件的实验研究

提出了由空气／水和水／水热泵机组组成的单、双级混合式热泵系统,并设计了该系统的实验样机。对空气／水热泵机组在低温条件下的运行情况进行了实验,分析了系统的制热能效比,确定了系统单、双级切换的条件。     

严寒地区PV/T-空气源热泵集成供热系统研究

严寒地区太阳能光伏光热(PV/T)技术应用于空气源热泵供暖系统,能实现低温环境下空气源热泵高效制热,最大限度提高可再生能源利用率。研究分析了空气源热泵供暖系统在严寒地区使用的局限性和普遍存在的问题;根据太阳辐射传热机理和空气传热介质的特点,研制出PV/T-空气源热泵集成供热系统,空气源热泵机组即使在室外空气温度-20℃时,其理论COP值也能达到5.37,提高了严寒地区空气源热泵的制热效率,为今后严寒地区供暖模式提供了一种新的思路。     

2019年版《托儿所幼儿园建筑设计规范(JGJ39—2016)》6.1.5条的分析与解读

当设置集中热水供应系统时,应采用混合水箱单管供应定温热水系统.混合水箱出水温度可靠性较低,采用恒温混水阀替代.当采用太阳能、空气源热泵等制备热水时,宜结合末端用水点使用温度要求及制热设备的性能系数,合理优化热水系统设计.     

污水源热泵机组冬季运行工况实测与分析

以采用城市原生污水为热泵冷热源的北京悦都大酒店的热泵机组为研究对象,测试了机组的污水进出口温度,蒸发器侧、冷凝器侧的进出口温度争压缩机的耗电量,根据测试数据考察了热泵机组在以城市污水为热源时的工作性能.测试期间机组运行稳定,冬季的平均制热性能系数COP为3.71,测试分析结果可供污水源热泵系统的设计和工程应用参考和借鉴.     

两级压缩对空气源热泵低温性能的实验研究

本文引入了新的两级压缩空气源热泵系统,并将其与普通空气源热泵系统低温时的制热性能进行了全面测试。试验结果表明:在相同的工况下,两级压缩空气源热泵系统制热量下降幅度相对普通空气源热泵较少,与普通热泵用相比,两级压缩空气源热泵系统在蒸发温度为-15℃的工况下,制热COP提高22%。     

太阳能光伏光热组件与双源热泵一体化系统节能性分析

考虑到分布式太阳能光伏光热组件与双源热泵一体化系统是一种结合多种节能技术的系统,有必要对其节能性进行研究。在对该系统与常规太阳能热泵、空气源热泵比较的基础上,选取冬天开启双源模式和单独开启水源模式、空气源模式时的3种工况,通过比较供热水箱完成制热水的时间和热泵输入功率,分析得出双热源热泵机组比单一的空气源热泵、常规太阳能热泵机组具有较高的节能性。     

户式冷暖热水三用机冬季空气源热泵热水制备性能试验研究

为推进住宅建筑的节能降耗,对户式冷、暖与生活热水设备进行合理整合,研发了一种具有供冷、暖与生活热水3种用途的空调机组(Cooling,Heating and Hot water Unit,简称CHU),并试制了CHU样机。建立了CHU性能检测试验系统,研究了CHU样机冬季运行工况下从空气中取热制备生活热水的动态特性。试验结果表明:从空气中取热时,机组制热性能(COP)受冷凝侧进水温度和室外气候条件的影响,平均COP随冷凝侧进水温度升高而降低,随室外平均温度的升高而升高。     

变频双级压缩空气源热泵系统中间喷射状态对性能的影响研究

双级压缩空气源热泵是应用在低温室外环境下供暖的一种高效节能的热源,在我国寒冷地区逐渐获得推广使用,其可靠性和高效性主要依赖于中间压力等相关参数。采用带有中间换热器的双级压缩空气源系统作为研究对象,首先建立并验证了相关数学模型,然后分别研究了中间压力、中间换热器换热面积及其过热度与系统性能之间的关联规律。模拟结果显示中间过热度在一定范围内对系统COP几乎没有影响,在达到一定数值之后COP才明显下降;随着中间换热器面积的增加,系统COP先随之增长而后趋于平稳;最优COP对应的中间压力处于一个区间,在冷凝温度一定时蒸发温度越低中间压力对COP影响越显著;对于相同的蒸发压力,较高的冷凝温度相比于较低的冷凝温度条件下最优COP对应的中间压力范围要宽一些。在引进压缩机变频对其效率的修正之后,发现压缩机的变频调节对关联于系统最优COP的中间压力平缓区产生一定影响,且使COP的模拟值更接近于实测数据。     

以育苗废水作热源的海水热泵制热性能研究

以新鲜海水和育苗废水作热源,研究了海水热泵的制热性能和对育苗水体的升温效果。结果表明:增加海水热源温度和流量,有利于提高海水热泵的蒸发温度和制热量,当海水热源温度和流量保持在16℃和300 L/h以上时,海水热泵具有良好的制热性能,热泵的制热系数COP值超过3.5;提高海水热源温度,冷凝器出水升温幅度随之增加,但是随着海水热源流量增大,冷凝器出水升温幅度明显下降,当海水热源温度高于16℃、流量小于300 L/h时,冷凝器出水升温幅度保持在5.8℃以上;利用净化后的育苗废水(温度为21～23℃,流量为300 L/h)作热源时,海水热泵具有良好的运转性能,热泵的COP值达到4.2,冷凝器出水升温幅度达7.6℃,海水热泵的水体升温费用与燃煤锅炉相当,仅为燃气锅炉、电加热和燃油锅炉加热费用的14.5%、23.7%和28.5%。     

空气源-水环复合热泵空调系统能耗研究

介绍了水环热泵空调系统辅助热源的形式,提出了采用空气源和电加热作为辅助热源的空气源-水环复合热泵空调系统,研究了不同室外温度时建筑不同内外区冷热负荷比下该系统的能耗,分析了循环水温对系统能耗的影响,比较了该系统与采用电热锅炉和燃煤锅炉的传统水环热泵空调系统的一次能耗。