相变材料应用于热泵干燥的实验研究

加快干燥除湿速度，缩短干燥时间，节约干燥能耗，一直是干燥研究的重要课题。相变材料能将低品位热能储存起来，在需要的时间释放出来。本文探讨了相变材料储热与放热应用于热泵干燥的潜力，并进行了实验研究。结果表明：相变材料应用于热泵干燥具有明显的节能效果，当干燥温度为45℃，在干燥物料的平均质量百分比为24．5％时，放置相变材料，干燥节能21．9％；当干燥温度为50℃，在干燥物料的平均质量百分比为35．5％时，放置相变材料，干燥节能36．5％。     

水循环式热泵干燥装置的分析

热泵干燥装置具有节约能源、环境友好、可低温干燥等特点。水循环式热泵干燥装置是指热泵和干燥部分通过水循环耦合而成的热泵干燥装置,与热泵和干燥部分直接耦合相比,具有不向环境排放热量、机组调控性好、对干燥过程的匹配性好、成本低等优势,是一种较适宜于中小型热泵干燥装置的结构型式。     

应用于食品干燥的热泵性能实验研究

在热泵干燥系统中,热泵性能对干燥能耗和干燥食品品性有显著影响。热泵干燥系统的干燥温度是干燥过程的关键参数之一。本文对比测试各种升温方式的基础上,主宰了带辅助蒸发器在热泵干燥机组不仅升温速度快,能耗低,除湿效果显著,而且可以满足不同食品干燥要求。     

复合相变蓄热器在空调系统冷凝热回收中的应用

介绍了一种复合相变蓄热器的工作原理和结构形式,提出了应用中所存在的问题.利用相变材料放出潜热提高供水温度,在不需用热水时,压缩机不必停机从而加热融化相变材料以储存热量.采用相变材料回收空调冷凝热,既具有节能又具有环保的特点.     

夏季间歇运行工况下相变温度对相变回填地埋管换热器传热性能的影响

为探究相变温度对相变材料回填地埋管换热器传热性能的影响,建立管内流体换热、回填区域相变换热及土壤换热的三维耦合传热数值模型,利用焓-多孔介质模型对相变区域相变问题进行处理,研究夏季间歇运行工况下不同相变温度回填材料对埋管换热器传热性能的影响。结果表明:添加PCM,可有效提高换热量,短期内缓解埋管周围热积聚,利用相变温度18℃的PCM回填,单位井深换热量至少比普通材料回填提高49.54%;在间歇运行初期,换热量随相变温度的升高逐渐减小,低相变温度的PCM可明显改善埋管换热量,但随着时间的进行,较高相变温度PCM回填对换热器换热量的改善效果优于前期低相变温度。此外,在运行期间,不同相变温度的PCM表现出不同的熔化、凝固特性,当PCM的熔化、凝固过程交替进行时,可减缓土壤温度在运行期间内波动幅度。     

太阳能相变蓄热复合土壤源热泵系统的研究

叙述了以太阳能相变蓄热装置蓄热,且与蒸发器进口处换热的辅助热泵系统,用20号蓄热专用石蜡,通过板式换热器与蒸发器进水管进行热量传递的实验。指出,利用太阳能集热器在白天升高蒸发器侧的温度提高热泵效率,利用储存在蓄热装置中的热量夜晚可对蒸发器的进水增温,以此实现太阳能相变蓄热装置与复合土壤源热泵系统的良好结合,提高整个系统的供热效率。     

太阳能与热泵联合干燥木材的优化匹配

介绍了太阳能与热泵联合干燥系统的组成与工作原理.通过理论分析与实验研究探讨了太阳能与热泵联合运行的优化匹配,当太阳能供热量能满足木材干燥所需热量时,由太阳能系统供热;否则由太阳能与热采联合供热;阴雨天和夜间由热泵供热.当太阳能送风温度低,但高于环境温度时,低温太阳能向热泵送风,可以提高热泵的供热系数和供热量.对应于一定的环境温度,太阳能向热泵送风有一个相匹配的最低温差.例如当环境温度为24℃时,通过理论和实验求得太阳能向热泵送风与环境温度间的最低送风温差分别为4℃和6℃.     

挪威德拉门市安装氨热泵成效显著

正挪威东南部海港城市德拉门盛行安装氨热泵机组以从水或空气中获取热量,供热效果良好。采用热泵提供的热量远远超出机组消耗的能量,大大减少了对矿物燃料的依赖及对其他可再生能源的需求。为确保达到理想效果,德拉门市制定了增加容量的目标——(1)要求热泵机组的供水温度达到90oC。(2)     

新型动态保温相变Trombe墙体热性能的实验研究

通过测试一间有一面是相变材料另一面是保温材料的新型动态Trombe墙体的房屋全尺寸模型,对该墙体的热性能进行实验研究。以墙体和房间的空气温度以及通过墙体的热流量和气流速率来评估其性能。结果表明：在相变过程中,温度变化相对平缓;墙体从玻璃获得的热量占其获得总热量的26.2%,且利用其储存的90.1%的热量对房间进行加热;在相变材料放热期间,该墙体可降低室内温度的分层且房间中部的温度至少比室外温度高3.2℃。     

基于Fluent的相变储能材料蓄放热过程的仿真分析

利用相变储能技术,把不连续的热量储存起来,实现能量的时间和空间的转移。相变材料是近年来新型的建筑材料,实际工程中对相变材料传热机理的研究存在一定困难。为了解决相变传热求解困难的问题,利用数值求解法对相变材料建立数学模型,基于Fluent软件对相变换热器的蓄放热过程的数值仿真,获得换热器中PCM的液相分数、温度场的分布状况,得出相变材料固液两相混合时,液态PCM逐渐增厚,从管内流体传到PCM的热流密度逐渐减小,使PCM的液体的熔化过程变慢。利用简易实验验证相变储能换热器的换热特性,为相变储能材料应用到实际工程中提供理论基础。     

Thermal performance of a solar-assisted heat pump drying system with thermal energy storage tank and heat recovery unit

Thermal performance parameters for a solar-assisted heat pump (SAHP) drying system with underground thermal energy storage (TES) tank and heat recovery unit (HRU) are investigated in this study. The SAHP drying system is made up of a drying unit, a heat pump, flat plate solar collectors, an underground TES tank, and HRU. An analytical model is developed to obtain the performance parameters of the drying system by using the solution of heat transfer problem around the TES tank and energy expressions for other components of the drying system. These parameters are coefficient of performances for the heat pump (COP) and system (COPs), specific moisture evaporation rate (SMER), temperature of water in the TES tank, and energy fractions for energy charging and extraction from the system. A MATLAB program has been prepared using the expressions for the drying system. The obtained results for COP, COPs, and SMER are 5.55, 5.28, and 9.25, respectively, by using wheat mass flow rate of 100 kg h⁻¹, Carnot efficiency of 40%, collector area of 100 m², and TES tank volume of 300 m³ when the system attains periodic operation duration in fifth year onwards for 10 years of operation. Annual energy saving is 21.4% in comparison with the same system without using HRU for the same input data.     

APPLICATION OF HEAT PUMP SYSTEMS FOR ENERGY CONSERVATION IN PAPER DRYING

Drying is one of the most energy intensive and common operations in the chemical and process industries. Scope for energy recovery is substantial, particularly from the latent heat of the exhaust moist air. Using real operating data from a major Swedish mill, optimal energy conservation strategies were investigated using different heat pump systems in paper drying. Simulation results are compared for compressor-driven and absorption heat pump systems. An absorption heat transformer was also investigated. A CH₃OH–LiBr double-lift cycle would have a low COP value due to the low temperature of the moist air stream and the restricted temperature of the cooling water available. A total of 30 MW thermal equivalent is currently needed in the mill at a temperature of 75°C for mixing-pits, district heating and a log store. Exhaust humid air at a temperature of 54°C from only three of the paper machines was used in this study. SHPUMP simulations revealed that installing a mechanical heat pump unit using HFC 134a would result in a recovery of 22 MW due to the temperature level of this application. On the other hand, 12 MW can be recovered with an absorption heat pump. To optimize the operating conditions, H₂O–NaOH was selected as the best of three based on exergy index criteria. Assuming a steam cost of 22 $/MW h and an electricity cost of 32 $/MW h, the pay-off periods would be 3·3 and 2·9 years for compressor-driven and absorption heat pump alternatives, respectively. © 1997 by John Wiley & Sons, Ltd.     

太阳能-空气源热泵联合干燥系统设计及干燥枸杞的实验研究

为缩短枸杞干燥时间,提高干制枸杞的质量,减少能源消耗,本文提出了一种新型太阳能–空气源热泵联合干燥系统。该系统主要由太阳能集热器和空气源热泵机组等设备组成,可以实现太阳能单独干燥、热泵单独干燥和太阳能–空气源热泵联合干燥三种工作模式。本文根据枸杞的干燥特性,分段设定最佳的干燥温度,进行了热泵单独运行和太阳能–热泵联合运行两种工作模式下干燥枸杞的对比实验。结果表明,干燥50 kg枸杞,太阳能–热泵联合运行比热泵单独运行节省了2.9 kW?h电能,若同时除去系统本身的耗能,节省的电能占热泵单独运行耗电量的29.5%。同时,与太阳能单独干燥相比,太阳能–热泵联合干燥具有较高的除湿能耗比,两者最大差值为0.71 kg/(kW?h)。本文提出的太阳能–热泵联合干燥系统具有提高干燥产品的品质、缩短干燥时间和节约干燥成本等优点,适宜推广。     

空气回热闭式热泵干燥系统实验研究

空气闭式热泵干燥装置和加装空气回热器的空气闭式热泵干燥装置的对比试验表明，后者比前者除湿能耗比ＳＰＣ在某些工况下降低达２０％。对两者的循环作了理论分析。     

太阳能-热泵联合干燥木材的实验研究

介绍了太阳能.热泵联合干燥的目的、意义、设备组成与工作原理,列出了联合干燥设备的主要参数与性能测试数据。绘出了太阳能干燥与联合干燥的工艺曲线。将太阳能-热泵联合干燥与常规蒸汽干燥(又称热风干燥)进行了经济分析对比,联合干燥的节能率在70%左右。     

蒸汽再压缩热泵系统用于固体干燥节能分析

机械式蒸汽再压缩( MVR)热泵系统是一种新型高效节能装置,完全回收利用了蒸发过程产生水蒸气的潜热.本文分别计算了蒸发温度为100C和80C时蒸汽再压缩热泵系统在各种传热温差下的COP值,结果显示MVR系统具有良好的节能优势.此外,本文还将蒸汽再压缩热泵系统应用于固体干燥,并对各种固体干燥实验系统做出设计分析.     

地埋管换热器分区运行对地源热泵系统运行经济性影响的模拟研究

针对管群地埋管换热器,在不同夏冬季建筑负荷比运行条件下,对一种简单分区运行与不分区运行方式的循环水温度变化及系统能耗情况进行对比。结果表明:与不分区运行相比,采用简单分区运行方式时,地埋管循环水温度随运行时间的变化幅度相对较小,能耗降低,节能率随运行时间的增加而增大;随着夏冬季负荷比的增大,分区运行节能效果呈先增大后减小的趋势。研究结果表明,对于冬夏季负荷不平衡时,采用简单的地埋管换热器分区运行方式,可提升系统运行效益及可靠性。     

地埋管换热器分区运行对地源热泵系统运行经济性影响的模拟研究

针对管群地埋管换热器,在不同夏冬季建筑负荷比运行条件下,对一种简单分区运行与不分区运行方式的循环水温度变化及系统能耗情况进行对比。结果表明:与不分区运行相比,采用简单分区运行方式时,地埋管循环水温度随运行时间的变化幅度相对较小,能耗降低,节能率随运行时间的增加而增大;随着夏冬季负荷比的增大,分区运行节能效果呈先增大后减小的趋势。研究结果表明,对于冬夏季负荷不平衡时,采用简单的地埋管换热器分区运行方式,可提升系统运行效益及可靠性。     

基于热回收的游泳池热泵除湿供暖系统

基于国内室内游泳馆能耗较高且大部分未设热回收装置的现状，讨论了利用热泵对游泳池供暖除湿的同时实现废热回收的系统设计方案以及回收效果，提出了利用太阳能辅助热泵运行的思想，并给出联合运行的设计方案。从能源利用的角度对二者进行了分析，并与常规的锅炉加冷水机组系统进行了经济性分析和比较，阐明将热泵应用于游泳池除湿供暖，不仅可以有效地节约能源，而且在经济上也是一个非常可行的方案。     

相变蓄热式太阳能木材干燥供热系统设计

设计了一种具有相变蓄热的太阳能木材干燥供热系统，介绍了系统的组成、工作流程和特点。利用太阳能作为能源干燥木材，有利于木材加工企业节能降耗，也有利于保护自然环境。