严寒地区某绿色建筑双源热泵系统运行性能分析及优化建议

绿色建筑可再生能源系统应用广泛,实际效果却存在不匹配的问题。本文针对严寒地区某绿色建筑双源(地源、空气源)热泵系统一个供冷季和两个连续供暖季的不同运行模式进行实测,重点分析了采暖季不同运行模式下热泵系统能效比,对该双源热泵系统的性能匹配度做出评价。分析结果表明,当2017年空气源热泵未启动时,系统供热量相比2016年下降了40%,机组COP降低了22%,系统COP下降了27%。并且系统运行实测值相较于设计值的匹配度,低于2016年供暖季采用双源热泵系统运行时的匹配度。     

土壤源热泵与太阳能耦合系统节能效果分析——以公屋展示中心为例

土壤源热泵与太阳能耦合系统将太阳能热水系统产生的盈余热量转移至土壤源热泵系统,保证热泵机组出水水温恒定,以提高土壤源热泵机组COP,减少对土壤温度场的破坏,提高系统整体运行寿命,进而降低了项目后期运行费用。以中新天津生态城公屋展示中心项目为例,通过数学建模,对该系统应用于北方地区的节能效果进行分析和论证,得出土壤源热泵与太阳能耦合系统是一种较适宜天津生态城地区的可再生能源综合利用的系统,并为北方地区建筑利用可再生能源起到了推进和示范作用。     

绿色公共建筑地源热泵系统供热性能分析

近年来我国绿色建筑发展迅速,其中关于可再生能源系统应用的分析研究也受到了广泛关注。文章以天津生态城区公屋展示中心监测数据为基础,分析该案例建筑地源热泵机组冬季整体运行情况,包括案例建筑能耗结构占比、地源热泵机组工作时段能耗特征、热泵机组实际供热能力及热泵机组供暖期的负荷率、COP瞬时值/平均值及机组综合部分负荷性能系数。分析整理监测系统所测数据可知与制冷季、过渡季相比采暖能耗最大;热泵机组稳定运行逐时能耗在12.0 k W·h上下浮动,整个供暖季逐时平均能耗约10.0 k W·h,机组的COP平均值为3.7;根据实时监测天津地区室外气象参数及单台机组不同负荷率下运行时间权重计算IPLV为3.8。统计结果可为以后案例建筑后续运行阶段的实际运行状况、机组节能诊断方面等方面提供一定的数据基础。     

绿色公共建筑地源热泵系统运行效果分析

本文以绿色建筑中地源热泵系统实际运行数据为基础,介绍了4个地源热泵系统夏季制冷、 冬季供热的运行效果,并分析了冬季、 夏季热泵系统地源侧、 用户侧供回水温差、 机组COP、 系统EERsys、 负荷率等指标,系统的总结了地源热泵系统运行的普遍问题,为后续地源热泵系统运行阶段的节能诊断、 性能提升和运行管理提出优化建议.     

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。     

某绿色住宅小区污水源热泵系统应用分析

绿色住宅小区可再生能源系统应用广泛,通过对绿色住宅小区进行实地调研,了解和掌握绿色住宅中污水源热泵系统实际运行的用能特点及相关耗能情况。对污水源热泵机组运行参数、电耗及室外气象参数进行监测,并分别从热泵系统运行性能、能耗情况及室内舒适度等方面进行数据处理和分析。研究表明,在供暖季,水泵的能耗占总耗电量的28.4%。系统能效比主要受室外温度和机组的运行状况影响,机组COP和系统EER在整个供暖季期间波动较剧烈,机组COP平均值为1.62,低于机组的额定COP,供暖季中期机组COP和系统EER变化趋势逐渐趋于稳定,机组EER平均值为1.52。为提升供暖季机组运行的稳定性,在系统运行过程中,应及时根据建筑负荷变化,来调整设备运行数量及参数,减少室外温度和机组运行状况带来的影响。     

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。     

天津地区太阳能-土壤源复合式热泵系统性能研究

北方某些地区南于冷热负荷的不平衡性,单一的土壤源热泵系统受到限制。太阳能辅助土壤源热泵系统是一种有效利用可再生能源的系统形式。本文对天津地区太阳能辐射情况、建筑全年逐时冷热负荷量及复合热泵系统的制热机组效率进行研究,分析在天津地区太阳能-土壤源复合热泵系统的节能性。     

寒冷地区浴池热水供应方式运行经济性比较分析

太阳能-空气源热泵热水系统作为可再生能源已得到广泛应用,但在我国北方寒冷地区运用较少。再加上空气源热泵自身存在低温环境运行效率过低甚至损坏机组的现象,需要对不同辅助热源辅助太阳能热水系统进行经济技术比较分析,以得到最佳的运行方案。通过对不同辅助热源辅助太阳能热水系统进行技术分析与计算,建立数学模型,模拟计算加热100 t水的全年运行情况,计算、分析不同辅助热源太阳能热水系统运行方案在长春地区的年运行总成本,结果表明:太阳能-空气源热泵-水源热泵热水系统在我国北方寒冷地区使用有很可观的发展空间。     

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。     

严寒地区某办公建筑空气源热泵系统供暖季运行性能分析

空气源热泵作为清洁能源应用的重要组成部分,在我国北方地区大范围推广使用,由于严寒和寒冷地区室外温度过低,低温空气源热泵在实际运行中出现性能系数过低、机组和水泵耗电量偏大等问题。本文针对严寒地区某办公建筑空气源热泵供暖季进行长期监测,分析热泵实际运行特性和系统性能,探究空气源热泵实际运行效果偏低的原因,实测分析表明,热泵供回水平均温度为32.98℃和30.26℃,室温保证率为84%,经贡献率修正指数heat修正后为75%,热泵机组COP为1.55;机组启停频繁、热泵输配系统能耗过高以及机组制热量和建筑瞬时负荷不匹配均为性能系数偏低的关键因素。     

气源热泵在建筑热水供应中的应用

随着经济的快速发展和人民生活水平不断提高,对能源的消耗也不断增大,我国人口比较多,自然也成为了能源消耗大国,对能源的节约也更加关注。近年来,空气源热泵在建筑热水中的应用越来越得到建筑行业的重视。空气源热泵机组利用了可再生能源,是一种高效节能的技术。本文通过对气源热泵的工作原理、特点等描述,着重分析气源热泵在建筑热水供应中节能的应用。     

严寒地区办公建筑土壤源热泵系统运行策略优化研究

严寒地区仅以供热为主的建筑在长期的连续运行或冷热负荷不平衡的条件下,对土壤源热泵(GCHP)机组的运行特性会产生负面的影响.通过改变和调节不同的运行策略,系统的运行特性会有较为明显的改善.本文以某办公建筑的土壤源热泵系统为研究对象,通过对系统连续2 a供暖季的长期监测,采集系统的运行数据,利用采暖度日数对室外温度进行修正,分析实例建筑中土壤源热泵系统的水温特性、能效指标、室内供暖效果等因素,对比土壤源热泵系统在不同运行策略下的运行特性,探究系统不同年份不同运行策略的优劣,使其高效节能;并利用熵权法和遗传算法,计算影响系统运行特性因素的指标权重,从而寻求土壤源热泵系统最优的运行策略.结果表明,通过实测得出采用单台机组以不同负载率运行时,热泵机组COP平均提高1.15,系统EER平均提高0.46,主机耗电量降低8.3％,系统耗电量降低10.8％,节能效果均提升20％左右;遗传算法求解最优运行策略各参数值,3月运行效果最优,地源侧循环水流量为21.99 m3/h,用户侧循环水流量为79 m3/h,地源侧进水温度为5.78℃,用户侧出水温度为34.49℃.     

严寒地区某绿色建筑土壤源热泵系统运行性能分析

随着建筑节能观念的推广和热泵技术的不断发展,越来越多的建筑使用热泵作为建筑的冷热源。但是随着热泵的长时间运行,热泵装机容量与建筑实际运行不匹配、机组性能逐年下降等问题逐渐的显现出来。通过对严寒地区某绿色建筑土壤源热泵系统冬、夏两季工况的持续监测,研究了该系统的夏季与冬季运行特性。利用多种影响因素与机组性能系数的相关性分析发现,首先,无论夏季还是冬季,用户侧供回水温差和部分负荷率对机组的性能系数均有较大程度的影响;其次,地源侧供回水温度对冬季机组性能系数也有较大影响。该绿色建筑夏季与冬季土壤源热泵运行情况稳定;夏季与冬季热不平衡为31.7%;夏季与冬季部分负荷率均在0.7以上,机组处于高效运行区间;建筑夏、冬季在过量供冷、供热方面的节能潜力分别为25.4%和19.4%。     

太阳能-空气源热泵-热能回收热水系统在HN公司办公楼的应用研究

HN公司综合办公楼原设计采用太阳能-空气源热泵供水系统,有效地解决了阴雨天气热水供应问题;在投入使用过程中,冬季经常出现水温上不去和压缩机被烧坏的现象。通过分析影响空气源热泵效率(COP)的因素,得出在冬季提高热泵工作环境温度,可以有效提高热泵的制热量和工作效率。通过对原方案进一步改造,设计了太阳能-空气源热泵-设备热能回收组合式热水系统,利用空气热回收机和离心风机将楼内监控大厅机器设备散发的热量回收引至空气源热泵机组进风口,作为热泵工作时的"原料",有效地解决水温上不去和压缩机被烧毁的问题,保证楼内热水的正常供应。目前,该系统已经投入使用3年,使用效果良好,具有一定推广和借鉴价值。     

毕节某人民医院地源热泵应用分析

为研究毕节市公共场所地源热泵运行可行性与效果,2019年11月,对毕节市某医院室外温度、供热量、耗电量等数据进行115天监测,通过分析系统COP与机组COP对地源热泵在大型公共场所运行情况进行评价。结果表明:系统测试阶段中,日供热量平均值为12.15 MW,变化范围为4.66～17.21 MW;日耗电量平均值为6.34 MW,变化范围为1.37～9.92 MW;热泵机组COP值日平均值为2.92,其变化范围稳定在1.69～4.85;日平均系统COP均值为2.07,变化范围为1.19～3.55;热泵COP与系统COP变化趋势相近;地源热泵使用效率除受到土壤物理性质影响,还受到外界温度影响,在60天后外界环境温度升高,热泵COP值明显增大。各数据说明地源热泵系统在公共区域具有可行性并且有较好的应用前景。     

寒冷地区某绿色建筑污水源热泵供暖季实际应用效果研究

为探究供暖季污水源热泵系统在寒冷地区绿色建筑中实际运行效果,本文以实测运行数据为基础,从能源侧、供能系统和用户侧3个方面展开分析,掌握供暖季每个环节实际用能效果,逐步分析能源利用效率,辨识系统运行效果影响因素,提出设计及运行优化建议。研究表明,该污水源热泵系统可满足室内供暖需求,但系统制热性能较差,系统制热能效比COPsys平均值约为2.3;运行过程中,机组COP和系统COPsys均与机组负荷率呈负相关性,当机组负荷率为55%时,系统制热性能最优,COPsys约为2.75。为提升供暖季整体运行效果,运行过程中应根据建筑热负荷,调整运行机组数量及型号,减小室温与设计值差异,并优化机组控制方法,使机组长期维持在高COP负荷率范围运行。研究结果可为后续污水源热泵系统设计及运行优化方面研究提供一定参考。     

综合信息

财政部、建设部确定第一批可再生能源建筑应用示范项目按照《可再生能源建筑应用专项资金管理暂行办法》等有关规定,财政部和建设部在2006年12月7日确定了2006年第一批可再生能源建筑应用示范项目名单。这些项目包括北京鲁迅文化园的地下水源热泵项目;61580部队北京市海淀区农大南路的土壤源热泵项目;北京鑫福里小区热泵集中供暖工程,地下水源、污水源项目;北工大软件园研发培训区污水源热泵工程项目;建研科技园土壤源、太阳能采暖制冷项目;北京奥运村太阳能热水、太阳能光电、城市污水源项目;阿拉善盟民生花园的太阳能热水、太阳能采暖项目…     

太阳能-地源热泵串联复合式系统的性能研究

对于总热负荷与总冷负荷不平衡的建筑,单独采用土壤源热泵系统供暖或供冷时,系统运行末期土壤温度发生很大的变化,降低了系统的运行性能。针对此类建筑,搭建太阳能-土壤源串联复合式热泵系统,从集热器单位面积流量、存储水箱体积的影响因素出发,研究供暖期热泵机组蒸发器侧进水温度、系统运行性能和能耗的变化情况,为常规土壤源热泵系统引起的土壤热平衡问题提出解决方案,为今后的实际工程设计及应用提供参考依据。     

缓冲水箱容量对低环境温度空气源热泵机组性能的影响

在空气源热泵机组性能检测实验室,对2 205、3 675 kW空气源热泵分别采用直供形式、增设100 L缓冲水箱、增设150 L缓冲水箱的性能进行了实验,探究了增设不同容量缓冲水箱及不同运行模式对热水型空气源热泵运行性能的影响。结果表明：在-6℃环境温度工况下,3 675 kW机组增设100、150 L缓冲水箱较直供形式,制热量分别下降9.6%、10.2%,COP分别下降9.5%、9.9%;2 205 kW机组增设100 L缓冲水箱后制热量下降6.3%,COP下降7.0%。较连续运行模式,间歇运行模式2在直供、增设100 L水箱、增设150 L水箱3种情况下,机组制热量分别提升2.5%、4.5%、5.0%,COP分别提升1.8%、3.7%、4.5%。