基于TRNSYS的北方农村地区多能源互补系统优化设计

长期以来,我国北方严寒地区农宅的采暖方式普遍存在热效率低、污染严重等问题.本文以石家庄西北部山区典型农村住宅为研究对象,综合考虑太阳能储能、生物质能及空气源热泵,提出了一种适用于农村散户的多能互补供暖系统,基于TRNSYS/GenOpt软件对供暖系统进行数值研究,并以年运行费用为优化目标,对系统运行控制逻辑进行优化设计...     

北方农村中小学供暖方案选择

分析农村中小学供暖现状,提出几种适用于北方农村中小学的太阳能与辅助热源一体化供暖系统形式.以济南农村某小学为例,对太阳能与碳晶电热板复合供暖系统、太阳能与空气源热泵复合供暖系统、太阳能与地源热泵复合供暖系统及太阳能与沼气燃气锅炉复合供暖系统4种供暖方案的能耗、系统造价和系统运行费用进行研究.研究结果表明:对于该小学来说,太阳能与空气源热泵复合供暖系统长期运行较经济.     

增加蓄热装置的空气源热泵-太阳能互补供暖系统优化研究

针对低温工况下多能互补供暖系统的工作性能和经济性较差等问题,文章设计了太阳能-蓄热空气源热泵互补供暖系统,该系统在传统太阳能-空气源热泵互补供暖系统的基础上增加了蓄热装置,提高了空气源热泵入口的空气温度。文章基于TRNSYS软件构建了太阳能-蓄热空气源热泵互补供暖系统的仿真模型,并分析了空气源热泵制热能效比的变化,对比了入口处有、无蓄热装置时太阳能-蓄热空气源热泵互补供暖系统的热性能和经济性。分析结果表明:在增设蓄热装置后,空气源热泵的平均制热能效比提高了34.87%;在供暖期内,系统的平均代价火用效率提高了3.24%,总能耗减少了2×10~7kJ,费用年值与太阳能保证率之比ACSF减少了3.3元;系统中各部件的火用效率均有所提高,空气源热泵工作性能的改善最为显著,火用效率提高了4.63%。     

超低能耗农村住宅多能耦合供暖系统构建及运行研究

以辽宁朝阳某超低能耗农村住宅为典型建筑,对其负荷特性进行模拟分析,构建1套适用于超低能耗农村住宅的多能耦合供暖系统,介绍系统的构建形式和控制方式,模拟分析系统的运行情况。多能耦合供暖系统白天主要以太阳能收集热量作为供暖热源,夜间以空气作为热源。通过系统模拟得出,多能耦合供暖系统在冬季能够满足超低能耗农村住宅的供暖需求,提升太阳能单独运行时间,减少空气源热泵的使用时间,对太阳能进行充分利用,为后续超低能耗建筑在农村的推广与普及以及相应的系统构建优化提供参考。     

新式空气源热泵采暖散热器在农村地区的适用性研究

农村地区的取暖问题一直是我国北方清洁取暖工作的重点和难点,目前我国北方清洁取暖采取的是煤改电、煤改气、清洁能源替代等多种多技术路线结合的形式.空气源热泵是目前最适合分散式农村住宅推广的取暖技术.归纳总结清洁取暖技术在农村地区推行工作中发现的问题并分析原因,认为针对空气源热泵供暖系统和散热末端进行改进创新,降低系统的整体...     

基于TRNSYS的多源热泵供能系统运行模拟分析

为解决海防工程能源利用率低、浪费能源的问题,基于TRNSYS软件针对天津地区某海防工程多源热泵供能系统运行模拟,得到太阳能—空气源热泵—海水源热泵多能互补耦合系统,全天候保证海防工程内部的供暖、制冷以及生活热水需求。系统在设定参数情况下运行,全年能耗为3 149.8 kWh,空调制冷制热能效比COP约为3.8,系统性能较高。研究结果对于太阳能—空气源热泵—海水源热泵多能互补的耦合系统性能提升有一定参考价值。     

基于Transys的太阳能-空气源热泵复合供暖系统优化分析

以西安市周边地区农村住宅为研究对象，基于瞬时系统模拟仿真程序(Trnsys)软件对太阳能-空气源热泵复合供暖系统进行模拟仿真，研究不同集热器倾角和不同蓄热水箱体积对热泵供热量、集热水箱供热量、热泵能耗、系统能耗和性能系数(COP)的影响。结果显示：在最优倾角55°和最优蓄热体积25 m³的条件下，太阳能与空气源热泵复合系统在11月15日至3月15日之间的系统能耗最低，为75 394 kWh。其中，空气源能耗为74 573 kWh，热泵COP为3.467，系统COP为3.98。研究结果为太阳能-空气源热泵复合供暖系统的设计及优化提供参考。     

北方新农村低能耗住宅

介绍了适于北方农村地区应用的低能耗住宅的设计方案,阐述了其工作原理及其使用效果.设计方案充分利用了生物质能和太阳能等可再生能源,设置了利用秸秆进行冬季采暖的地下燃池和太阳能空气集热器.该方案在农村应用,既解决了多余的农作物秸秆利用问题,也节省了采暖费用,在一个采暖期平均每户节约采暖费用1000元.     

太阳能-空气源双能源复合供暖在严寒地区农村住宅中的应用研究

针对空气源热泵热风机在室外低温环境下供暖性能衰减，导致室内冬季供暖效果变差等问题，为充分发挥资源优势，提出了一种太阳能-空气源双能源复合高效集成装置，实现了太阳能集热器与低温空气源热泵热风机联合供暖。介绍了该集成装置的技术原理和控制策略，通过TRNSYS软件对该集成装置在哈尔滨地区农村住宅的供暖效果进行了研究，并对该集成装置供暖和低温空气源热泵热风机单独供暖的效果进行了对比分析。研究结果表明：太阳能-空气源双能源复合高效集成装置实现了太阳能与空气源两种能源更为合理的供暖时段匹配。在整个供暖季，与低温空气源热泵热风机单独供暖相比，该集成装置的供暖效果更好且能耗更低，其系统总能耗降低了2034.8 kWh，制热能效比提升了35.06%。     

A numerical study on heat storage water tank containing phase change materials for air source heat pump systems

构建空气源热泵-相变蓄热水箱供暖系统,通过相变储能技术的合理应用,优化了太阳能、空气热能等非连续能源的供能方式,有效提高了建筑中可再生能源的利用率。相变蓄热系统采用了6 m³的保温水箱作为蓄热容器,选取46#石蜡为主要相变材料,304#不锈钢管为封装材料。建立蓄热系统的三维数学模型,采用有效热熔法对相变材料的焓值进行处理,运用Fluent数值模拟软件,研究相变蓄热系统的蓄放热性能。模拟结果显示,系统的蓄热时间为9.2 h,理想蓄热量为102.4 kW·h,能够单独提供低能耗建筑连续采暖11.1 h。空气源热泵-相变蓄热水箱供暖系统能实现大跨度的间歇供暖,在利用非连续能源供暖领域具有良好的前景。     

太阳能-土壤源热泵联合供暖系统优化研究

针对严寒地区的气候条件,选取哈尔滨地区某居民住宅小区作为研究对象,利用TRNSYS软件对太阳能-土壤源热泵联合供暖系统(SGCHP)进行计算分析。结果表明:太阳能-土壤源热泵联合供暖系统中太阳能集热器对热泵机组的进水温度和COP以及节电量等方面有改善作用;对太阳能-土壤源热泵联合供暖系统中太阳能集热器面积与地埋管管长的最佳配比的优化结果表明,1 m~2太阳能集热器可保证17～27 m长的地埋管取热平衡。并继续模拟了沈阳地区,并以哈尔滨地区为基准,给出严寒地区该参数的推荐值。     

太阳能与空气源热泵复合式供暖系统在西安地区的应用特性分析及评价

以西安地区的某个房间为研究对象,采用TRNSYS软件针对该房间分别应用太阳能集热系统、空气源热泵系统及太阳能与空气源热泵复合式供暖系统进行供暖时的情况进行了分析.首先,建立了太阳能与空气源热泵复合式供暖系统的仿真模型,并对其正确性进行了实验验证;其次,对比分析了在3种运行模式下各个系统的运行特性;最后,以系统能耗及能效...     

农村住宅多能互补供暖技术适宜性分析——以沈阳为例

农村供暖过程中利用清洁能源供暖对于缓解能源紧张、生态环境恶化尤为重要。在分析我国清洁能源利用现状的基础上,运用模糊数学综合评价法对应用于农宅的6种清洁能源多能互补供暖技术进行适宜性研究。研究结果表明:不同地区的多能互补供暖技术适宜性各异。以沈阳地区为例,从经济特性来看,优度最高的太阳能耦合生物质供暖形式,是优度最低的空气源耦合电磁能系统形式的8.1倍。从技术特性来看,太阳能耦合空气源系统形式技术特性优度相对较高。从环境效益来看,太阳能耦合生物质能系统形式的环境友好程度最高。     

农村太阳能供暖住宅

以农村住宅进行太阳能供暖模拟试验得出的结论为依据,提出农村太阳能供暖住宅的设计方案:①提高农村住宅的保温隔热性能.降低建筑能耗;②要创新太阳能供暖设备,提高供暖系统的热效率;③实施太阳能与建筑一体化,使住宅热负荷与太阳能集热器的有用热量相匹配,实现农村住宅的主房间室内温度常年保持在16℃～28℃之间波动,居住舒适.     

高原地区空气源热泵及辅助热源复合系统能耗研究

高原地区空气源热泵系统供暖时应考虑设置辅助热源进行补充,常用的辅助热源包括太阳能集热器、电加热器、燃气锅炉供暖等。文章采用负荷频率法,对高原地区空气源热泵供暖系统,及采用不同辅助热源供暖的复合式系统等4种供暖方案的能耗和热源利用效率进行了对比研究,结果表明:采用空气源热泵+太阳能集热器供暖能耗明显小于其他方案,又充分利用可再生能源,为最优化运行方案;采用单纯空气源热泵机组供暖受到室外低温的影响,设备性能显著下降;采用空气源热泵+燃气锅炉供暖,节电但不节能,一次能源利用率较低,节能效益亦低;采用空气源热泵+电加热器供暖,二次能源利用率低,节能效益亦低。     

严寒地区多源互补清洁供热系统研究现状及展望

为了解决严寒地区供热结构单一及远离城市集中供热的建筑供暖问题,实现热泵及太阳能清洁能源的推广应用,对近年来严寒地区清洁供热系统的研究与应用进行总结,分析目前存在的主要问题。在研究总结空气源热泵、土壤源热泵、太阳能集热器及多热源联合运行方案及节能效益的基础上,探讨严寒地区多源互补供热系统的构建基本思想,为今后该地区热泵与太阳能供热系统设计和应用提供参考。     

严寒地区太阳能-地源热泵与热网互补供暖运行方式研究

文章研究了严寒地区由太阳能-地源热泵与热网组成的互补供暖系统,在串联和并联两种运行方式下的性能情况。文章构建了两种运行方式下互补供暖系统的仿真模型,对该系统各部件进行了选型设计,对系统性能进行了仿真模拟并进行了经济性分析。结果表明:串联运行方式下互补供暖系统中地埋管换热器与土壤之间的最大换热效率比并联运行方式高19.8%,且串联运行方式下二者之间的换热总量要比并联运行方式高出9.44%;两种运行方式下埋管进出口水温均有下降;运行5 a后,并联运行方式下互补供暖系统的运行费用较串联运行方式下互补供暖系统略高,但从系统供暖能效及土壤温度的受扰动情况来看,并联式系统比串联式系统更具优势。     

邯郸某社区空气源热泵供热系统性能仿真研究

以邯郸某社区住宅建筑为例,利用Trnsys软件搭建建筑模型和定流量、变流量空气源热泵供暖系统模型,模拟住宅全年建筑负荷变化情况,对比分析两种模型在同一工况下的机组制热量、系统性能指数SCOP变化情况,探究不同室内温度对机组制热量、SCOP的影响。结果显示:变流量模型的机组制热量低于定流量模型,但变流量模型的SCOP优于定流量模型;定流量模型中,随室内温度的增加,机组制热量涨幅较大但SCOP涨幅不大。结果为空气源热泵供暖系统的运行提供参考。     

多种形式可再生能源集成互补供暖供冷系统在农村地区的应用

介绍了三种可在农村地区利用的可再生能源状况,提出了一种利用地热能、太阳能、生物质能三种形式可再生能源集成互补供暖供冷系统,并对此系统进行简要的热力学分析。     

风电供热系统的能源利用率和经济性分析

为降低北方风电场的弃风率,结合北方冬季的供暖需求,风电供暖系统作为解决方案被提出。本文选取了目前国内外存在的与风电相关的4种供热系统方案:风能—电锅炉、风能—地源热泵、风光电互补供热系统、风电光热混合供热系统,并对其能源利用率、供暖能力和经济性进行了比较分析。结果表明,风能—地源热泵供热系统相较其他3个系统具有优势,但总体而言,采用风电供暖系统的供暖价格仍远远高于传统燃煤供暧,风电供暖项目的推动仍需国家政策上的支持。