直膨式太阳能热泵系统的模型仿真

考虑了集热器中制冷剂压降的存在,利用平衡均相理论建立了太阳能集热/蒸发器的两相流模型,同时建立了压缩机、冷凝器的数学模型.从理论上分析了集热器中制冷剂的压降、集热器的类型、集热面积、太阳能辐照度、环境温度、压缩机容积以及冷凝温度等因素对直膨式太阳能热泵系统热工性能的影响,并在此基础上给出了改善系统性能的建议.     

多太阳能集热蒸发器并联热泵系统的实验研究

建立多太阳能集热蒸发器并联热泵系统的实验装置,分析在正常和恶劣工况下,太阳能热泵集热蒸发器的热性能。结果表明,在相同太阳辐照量的条件下,各太阳能集热蒸发器出口处过热度与压缩机进口处过热度基本一致,且均能正常工作;不论在正常工况还是恶劣工况下,蒸发器阵列的整体性能均可满足要求;通过比较多太阳能集热蒸发器并联热泵热水系统与空气源热泵热水系统COP可知,多太阳能集热蒸发器并联热泵热水系统COP基本维持在5.0～6.0之间,相比于空气源热泵热水系统COP在2.0～3.0之间有明显优势;证明多太阳能集热蒸发器并联形成一个大的太阳能热泵系统是可靠的。     

槽式太阳能集热器热性能实验测试

针对天津市槽式太阳能集热系统性能测试平台,对不同太阳辐射强度、入口流体温度以及不同工质流量状况下集热效率和集热管压降变化规律进行实验测试,通过测试数据对槽式太阳能集热器热性能进行分析。试验结果表明:在天津地区槽式太阳能集热器集热效率可以达到66.1%;太阳辐射强度的增强,会提高集热效率,并且集热器进出口的压降会随之降低;在太阳辐射强度和导热油流量一定时入口流体温度存在最佳值;集热效率和集热器进出口的压降随着流量的增加而增大。     

极端工况下直膨式多太阳能集热蒸发器并联热泵系统的实验研究

该文建立直膨式多太阳能集热蒸发器并联热泵系统的实验装置,分析在极端工况下,单个太阳能集热蒸发器的热性能和蒸发器阵列的整体热性能及其对系统运行的影响。结果表明在极端工况下,虽然A、B组蒸发器的吸热量存在差异,甚至A组蒸发器出口处制冷剂的过热度接近零,但是系统性能系数COP达3.69,所以蒸发器阵列的整体热性能满足要求;吸热量较多的蒸发器组,其出口处制冷剂过热度大,进一步验证了直膨式多太阳能集热蒸发器并联热泵系统是可靠的。     

太阳能集热系统过热影响因素分析

通过分析太阳能供热系统集热、蓄热和用热各个子系统的动态热量热平衡关系,建立太阳能集热系统热量传递数学模型,并结合集热系统内部流体过热汽化原理,提出集热系统过热度评价指标,并对集热系统在不同流量、水箱容积以及不同连接方式等条件下的过热程度进行分析计算。结果表明,集热系统过热度随热媒流量、集热器倾角和水箱容积取值的增大而减小,并通过对上述3种因素进行敏感性分析得到集热器倾角对系统过热度的影响最大。     

阳台式太阳能热水系统性能及分析

对阳台式太阳能热水系统进行了应用效果的测试:当太阳辐射量为17 MJ/m2时,太阳能集热系统单位轮廓采光面积的日有用得热量为4.73 MJ/m2,小于评定合格值;热水系统温升为20℃,小于评定合格值;贮水箱保温性能△t sd为6.2℃,符合评定合格值,水箱保温良好;贮水箱最终出水温度达到51℃,能满足配水点最低水温要求。分析表明,造成阳台式太阳能热水系统集热效果达不到合格标准是由于集热器安装倾角过大、上下层集热器的自遮挡和建筑的隔墙遮挡所致。文章提出,应用在高层建筑的集热器可分散设置在屋顶和南向外墙的外挑板上,并采取上下错层的布置方式。     

太阳能热泵供热系统的模拟研究

为研究太阳能热泵系统供热性能,使用Visual C#语言编制了各部件模型,运用各部件间耦合关系,建立了太阳能热泵仿真模型。通过仿真程序的运算,分析了太阳辐射强度、集热板面积、蒸发器进口水温、冷凝器进口水温对吸热量、制热量、系统COP的影响,并与试验结果进行对比,验证了仿真模型的准确性,为热泵系统的选型与匹配提供一定的数据参考。     

太阳能热泵多功能复合机系统数学模型

简要介绍了太阳能热泵多功能复合机系统的组成及工作原理,建立了系统各主要部件的数学模型。根据系统各部件的特点,用分布参数法建立了太阳能集热器的动态参数模型,用分相集中参数法建立了冷凝器和蒸发器的数学模型,用集中参数法建立了压缩机和电子膨胀阀的数学模型,并给出了模型的求解方法,为下一步计算机仿真奠定了基础。     

直膨式太阳能热泵热水器热力性能分析及优化设计

针对"直膨式太阳能热泵热水器"750W实验样机(系统A)进行了过渡季节运行工况下的实验研究,根据实验数据计算出系统供热性能系数、太阳集热效率和各主要部件的有效能损失系数以及系统的有效能效率等热力学指标,对各部件可加以完善的潜力做了量化分析,为整套系统的进一步优化设计提供参考。根据分析结果,研制了小型化400W实验样机(系统B)并加以实验验证。通过对比分析发现,两套系统各主要部件的有效能损失以压缩机(其有效能损失系数,系统A为40%,系统B为34%)和太阳集热/蒸发器(其有效能损失系数,系统A为21%,系统B为37%)为最大,然后依次是冷凝器(其有效能损失系数,系统A为11%,系统B为8%)和热力膨胀阀(其有效能损失系数,系统A和系统B均为5%)。因此,压缩机的合理选配、集热器的优化设计是提高太阳能热泵热水器性能的关键。     

电子膨胀阀开度对PV/T-SAHP系统性能的影响

压缩机频率固定,不同的电子膨胀阀开度下,对PV/T-sAHP系统的动态性能进行了实验和分析,根据实验结果发现,系统的COP值随冷凝水温的升高而降低,光电效率的峰值发生在工质蒸发对光伏模块的冷却作用与太阳辐照度和空气对集热,蒸发器表面的加热作用的平衡点,而并非太阳辐照度最高点.在电子膨胀阀开度一定时,随着太阳辐照度的升高,压缩机功率出现振动,当电子膨胀阀开度最大时,系统振动更加明显.由此提出了光伏.太阳能热泵(PV/T-SAHP)的系统稳定性原理.同时指出优化PV/T-SAHP系统的关键问题是找到系统集热,蒸发器的MSS线(Q-Tsh关系曲线).     

基于TRNSYS的空气源热泵辅助太阳能热水系统优化研究

为实现空气源热泵辅助太阳能热水系统中关键参数的优化匹配,基于TRNSYS动态模拟平台建立完整的空气源热泵辅助太阳能热水系统模型。以系统生命周期成本为目标函数,以集热器面积、集热器倾角、水箱容积及热泵功率为优化变量,借助GENOPT软件调用Hooke-Jeeves算法对系统各变量进行同步优化,并对各优化变量进行敏感性分析。以西昌市某学生宿舍的空气源热泵辅助太阳能热水系统为研究对象进行优化。研究结果表明,优化后的COPsys普遍提高,系统性能得到明显改善,系统全年运行费用缩减,全年节电率高达9.11%。并在此基础上提出关键参数的推荐匹配原则:单位集热面积水箱容积为70 L/m~2,单位集热面积热泵功率为60 W/m~2,最佳集热器倾角为φ-6°(φ为当地纬度)。对空气源热泵辅助太阳能热水系统进行设计时,可依据以上匹配原则对热泵功率、集热器面积、水箱容积、集热器倾角按照先后顺序进行优化。研究结果可为空气源热泵辅助太阳能热水系统的优化设计提供理论依据。     

太阳能辅助的双源耦合热泵系统制热特性研究

传统空气源热泵在较低环境温度下存在制热量不足和制热效率偏低问题,该文提出一种太阳能辅助的双源双压缩耦合热泵系统,通过集热器将太阳能转化为低温热水以构建太阳能水源热泵单元,利用2台压缩机和1台冷凝器实现太阳能水源热泵单元和空气源热泵单元并联耦合工作。太阳能水源热泵单元和空气源热泵单元既能各自独立运行又能同时运行以满足用户全天候热负荷需求。基于DeST软件评估一个供热期(120 d)郑州某建筑逐时热负荷特性。在建立热力学数学模型基础上编写程序进行新系统循环特性计算和能耗分析,结果表明:双源耦合热泵系统COP_h较传统空气源热泵明显升高;前者日节能率介于1.01%～14.75%之间,在整个供热期总能耗较后者减少8.72%。双源(空气源蒸发器和水源蒸发器)双压缩机并联流程耦合热泵比双源单压缩机串联流程耦合热泵更具有节能优势。     

太阳能膜蒸馏集热系统实验研究

根据实测太阳辐射量、风向、风速等气象数据以及集热器进出口温度、水箱温度等参数的变化情况,分析了太阳能集热系统稳定高效运行的基本规律,该系统可以使用太阳能等低位热能作为驱动力,用于海水、苦咸水的淡化处理,采用的新型U型管式集热器系统作为膜蒸馏的低位热源,不仅环保、节能,而且高效。     

余热驱动的有机朗肯循环-复叠式制冷系统?分析

针对余热的有效利用,建立了有机朗肯循环-复叠式制冷系统的热力学模型,其中:有机朗肯循环系统分别采用R123、R1234ze、R245fa、R600a、RC318、R141b等六种工质;复叠式制冷系统分别采用R22/R23、R404/R23、R290/R744、R717/R744等四种工质对。选择系统?效率作为性能评价指标,运用热力学第二定律研究系统运行参数对系统?效率的影响,分析了系统各部件的?损失,并指出了能量利用的薄弱环节,提出了有效提高系统性能的建议,为系统的优化提供参考。结果表明,对系统?效率而言,R141b和R717/R744是最佳工质。系统主要部件按?损失大小依次为凝汽器、膨胀机、高温级冷凝器、发生器、高温级压缩机、低温级蒸发器、蒸发冷凝器。尽可能提高压缩机的等熵效率,优化设计换热器的结构,减小传热温差,才能减少不可逆损失,提高换热器的?效率。     

蓄热水箱水温和水箱体积对太阳能集热系统的性能影响分析

采用实验和模拟计算方法对太阳能集热系统蓄热水箱的水温和水箱体积影响因素开展探究，分析日有用得热量、集热器功率和水箱内平均温度等参数随水箱初始温度和水箱体积的变化规律。研究结果表明：水箱初始温度从10.34℃增加到29.88℃时，日有用得热量减少了19.52%；换算成日太阳辐照量为17MJ/m2时的储热水箱中水的温升值下降了17.66%，储热水箱结束水温下降了10.73%；单位面积日有用得热量减少了17.64%。通过TRNSYS模拟软件，分析出太阳能集热系统全年运行工况时的水箱变量参数对系统性能的影响，获得了日有用得热量、集热器功率和水箱内平均温度的变化规律。通过选取不同月份的若干个时段进行对比分析，得出水箱体积对太阳能供热系统的影响较水箱初始温度大；当下调水箱初始温度和缩小水箱体积时，日有用得热量提升，但集热器功率降低；当上调水箱初始温度和缩小水箱体积时，水箱内平均温度升高；且随着太阳能集热系统运行时间的累加，水箱初始温度和水箱体积对上述各性能参数的影响减弱。日有用得热量、集热器功率和水箱内平均水温随着季节变化明显，秋季和冬季气候下的日有效得热量，集热器功率和水箱内平均水温均低于春季和夏季。     

8m~2平板型自动跟踪连续式太阳能冷藏柜

本文报道的8m~2平板型自动跟踪连续式太阳能冷藏柜,利用两对光电管分别控制集热器的方位角和倾角,使集热器平面始终正对太阳辐射。为了可以采用多种能源,以便保证致冷量的稳定,集热管采用套管结构。以氨-水溶液作为工质,对进出集热-发生器的浓、稀氨-水溶液的不同流向进行了试验。对于蒸发器-冷藏柜的性能也进行了测试。并对取消连续式致冷系统中的精馏装置作了进一步的尝试。     

环保型制冷剂R600a／R290的应用研究

以碳氢化合物R600a/R290 ,1∶1的配比直接灌注冰柜系统,比较两种工质的运行特性,研究了其充注量对冰柜性能的影响。R600a/R290作为氟利昂R12的替代工质,其循环性能与R12系统非常相似,实验结果为寻找环保型长期替代制冷剂提供了依据。     

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。     

微型压缩机驱动的单级与自复耦合系统的实验研究

搭建了微型压缩机驱动的单级与自复叠耦合系统的实验台,以单级制冷系统对自复叠系统进行预冷的方式获得更低的蒸发温度。高温级工质选用R404A,低温级工质选用R290/R170/R14组成的混合工质(充注质量比为0.33/0.17/0.50),在25 ℃环境温度,获得了系统的运行特性以及环境温度和高温级预冷温度对系统性能的影响。研究表明:在157 min的降温时间内,蒸发器进口温度达到-112 ℃,出口温度达到-111 ℃并保持稳定;环境温度从15 ℃升高到32 ℃,系统所能达到的最低温度由-116.68 ℃升高到-95.31 ℃;高温级预冷温度从-27 ℃降低到-37 ℃,系统蒸发器进口温度由-91.18 ℃降低到-112.7 ℃。     

微型压缩机驱动的单级与自复叠耦合系统的实验研究

搭建了微型压缩机驱动的单级与自复叠耦合系统的实验台,以单级制冷系统对自复叠系统进行预冷的方式获得更低的蒸发温度。高温级工质选用R404A,低温级工质选用R290/R170/R14组成的混合工质(充注质量比为0.33/0.17/0.50),在25℃环境温度,获得了系统的运行特性以及环境温度和高温级预冷温度对系统性能的影响。研究表明:在157 min的降温时间内,蒸发器进口温度达到-112℃,出口温度达到-111℃并保持稳定;环境温度从15℃升高到32℃,系统所能达到的最低温度由-116.68℃升高到-95.31℃;高温级预冷温度从-27℃降低到-37℃,系统蒸发器进口温度由-91.18℃降低到-112.7℃。