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。     

土壤源热泵空调系统在贵阳地区的应用测试分析

在介绍贵阳市土壤源热泵系统应用现状和示范推广存在的问题后,以贵阳市某高校新校区竖直埋管土壤源热泵空调系统为研究对象,并对该系统进行简单介绍。在对系统冬季供热工况的运行效果测试后,根据冬季实测数据分析指出,该系统运行状况良好,所选用的热泵机组制热性能系数以及系统制热性能系数满足设计要求,具有较好的节能环保效益,可为喀斯特地区应用竖直埋管土壤源热泵系统提供数据参考并起到示范作用。     

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。     

严寒地区空气-地源热泵耦合系统性能研究

提出一种结合相变蓄热地板的空气-地源热泵系统,为严寒地区机场辅助用房提供室内环境保障,满足供热、供冷和供生活热水的需求,采用数值模拟的方法研究其供暖期性能。相变蓄热地板能够对室内温度起到较好的调节作用,当室外温度为-25~-5℃时,有相变蓄热地板的室内温度在16.9~19.3℃范围内波动,满足人体舒适度的要求,对比无相变蓄热地板的室内温度,有相变蓄热地板的室内温差减小44%左右。室外温度对空气源热泵制热性能系数影响较大,制热性能系数随着室外温度降低而降低。在室外温度为-15℃时,空气源热泵的制热性能系数在2.3以上。随着室外温度降低,地源热泵的制热性能系数增加,室外温度低于-25℃时,地源热泵制热性能系数能够保持在4.4以上。供回水温差对地源热泵的制热性能系数影响较大,对空气源热泵的制热性能系数影响较小。当空气源热泵和地源热泵的启停切换温度为室外日平均温度-15℃时,整个供暖期热泵系统的平均制热性能系数最高达到4.2,最低为2.4,平均值为3.28。在保证土壤热平衡的前提下,通过调整空气源热泵和地源热泵的运行时间,优化了系统经济性和节能性。     

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。     

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。     

基于空气源热泵辅热的复合地源热泵系统应用研究

严寒及部分寒冷地区的地源热泵系统存在冷热失衡问题,对基于空气源热泵辅热的复合地源热泵系统进行研究。在供暖季,室外温度较高时,运行空气源热泵机组来满足建筑热负荷需求,而室外温度较低时,运行地源热泵机组,以此空气源热泵机组承担部分建筑热负荷,减少地源热泵系统取热量。在过渡季,空气源热泵机组作为辅助热源,通过对土壤进行蓄热,进一步降低地源热泵系统冷热不平衡。以北京某项目为例进行分析,其结果为:相比于单一地源热泵系统,基于空气源热泵辅热的复合地源热泵系统通过空气源热泵机组合理、优化运行,可有效减少地源热泵系统取热量,保证地源热泵系统冷热平衡。基于空气源热泵辅热的复合地源热泵系统的供暖综合能效比为2. 3,相比市政热力供暖仍具有一定节能性。     

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%。     

空气源热泵-电磁能耦合供热系统模拟研究

采暖问题始终是社会关注的热点问题,能源使用效率低是制约采暖的主要因素之一。空气源热泵是一种高效清洁能源,其缺点为运行能效受冬季室外低温影响产生结霜现象,进而影响机组运行。通过TRNSYS模拟软件对空气源热泵与电磁能耦合的供热系统进行模拟研究,系统形式为空气源热泵与电磁加热器并联,耦合供热系统的采暖季平均COP为2.1,供暖水温达到45℃以上。结果表明,耦合供热系统的运行效果优于单一能源。此耦合供热系统供热效果良好,并为解决空气源热泵在严寒冬季停止运行的问题提供技术参考。     

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℃.     

低环境温度空气源热泵在寒冷地区的供暖效果

结合实际工程,对低环境温度空气源热泵在寒冷地区的供暖效果进行实测分析。供暖初期典型日,室外温度范围为-5～0℃,热泵机组出水温度平稳,平均出水温度为41.2℃。供暖中期典型日,室外温度比较低(变化范围为-11.4～-3.9℃),热泵机组出水温度仅随室外温度的降低出现了小幅下降,平均出水温度为37.1℃,总体保持平稳。符合GB 50736—2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》第5.4.1条的规定(热水地面辐射供暖系统供水温度宜采用35～45℃,不应大于60℃)。供暖中期的热泵机组制热性能系数低于供暖初期。在供暖初期,热泵机组平均制热性能系数超过3.0。在供暖中期,热泵机组平均制热性能系数接近3.0。室外空气温度是低环境温度空气源热泵性能的主要影响因素之一,低环境温度空气源热泵性能满足寒冷地区供暖要求。     

寒冷地区用空气源热泵的运行特性研究

带闪发器的热泵系统可以有效地改善空气源热泵在低温环境下运行的制热性能和运行可靠性。以带闪发器涡旋压缩机为基础,设计出一台适合寒冷地区使用的空气源热泵空调机组,通过选配毛细管等部件和适宜的控制方案,使热泵系统达到整体匹配。将该样机安放在北京地区进行试验的结果表明,样机能够长期稳定运行,制热量和制热能效比得到提高,能够满足寒冷地区冬季的供暖需求。     

基于TRNSYS的太阳能-空气能高效供暖系统仿真模拟研究

针对内蒙地区农牧民居住建筑设计了一套户用太阳能-空气能高效供暖系统，使用TRNSYS软件搭建了供暖系统模型，模拟供暖季供热系统运行情况，从系统能耗、太阳能集热效率、供热性能系数等方面对比分析了该系统与太阳能复合空气源热泵供暖系统的性能。结果表明，与太阳能复合空气源热泵供暖系统相比，该系统的太阳能集热效率、太阳能转化总效率、供暖季制热性能系数分别提高了34.65%、51.15%、22.62%,该系统利用蓄热水箱低品位热源实现了太阳能高效供热，且节能效果显著。     

严寒地区某绿色商业建筑土壤源热泵系统运行性能分析

严寒地区运行土壤源热泵系统,应充分考虑气候寒冷和土壤温度较低的地区特点。以严寒地区绿色商业建筑土壤源热泵系统运行特性为研究对象,针对严寒地区某绿色建筑土壤源热泵系统2017年供暖季土壤源热泵系统进行实测调查,获取土壤源热泵系统运行中的能耗统计,对比分析得出优化运行策略和方案,为实质性节能和节省运行提供参照,促进土壤源热泵系统的节能运行。从热泵系统水温特性、负载特性、能效特性及能耗情况等方面进行数据处理和分析,为严寒地区土壤源热泵实际节能运行提供基础数据参考。     

中深层地下水源热泵机组群实际运行特性分析

以陕西某中深层地下水源热泵系统为例,分析新热源旧管网地热能供热系统的现有运行策略;采集供热站在供暖季各设备实际运行数据,分析室外温度、不同启停组合对供热站热泵机组群性能的影响;通过新旧运行方案的对比分析,预测优化后的运行方案可以为供热站每个供暖季提升的经济效益。研究结果表明,现有运行方案热泵机组群运行耗电量和制热量均呈现阶跃式分布,相同热泵机组运行台数下,不同机组出力存在差异;不同启停组合下,制热量存在较大差别,但制热性能系数基本相同;优化后的运行方案,可以为供热站每个供暖季节约电费约39.2万元。     

太阳能-土壤复合式地源热泵供暖的实验研究

在所建立的太阳能土壤复合式地源热泵实验台上,进行了单眼埋管井取热土壤源热泵供暖(模拟埋管面积不够的情形)和复合式地源热泵供暖的实验研究.结果表明,热泵机组从单眼埋管井取热时,冷凝器出水温度只有35 ℃左右,并且机组运行一段时间后,蒸发器出现结冰现象,造成了压缩机连续启停的不稳定工况;复合式系统运行时,蒸发压力始终保持在较高的水平,冷凝器出水温度达到43 ℃左右,可以满足风机盘管冬季工况的要求,复合式系统的机组平均制热性能系数为3.7.     

严寒地区太阳能土壤源热泵季节性土壤蓄热

针对严寒地区太阳能-土壤源热泵初期冬季土壤温度过低导致供热不达标、土壤热量以年为周期不平衡等问题,提出利用太阳能-土壤源热泵现有装置进行太阳能季节性土壤蓄热的解决方案。进行了冬季供暖、太阳能季节性土壤蓄热实验和夏季供冷实验。太阳能季节性土壤蓄热对于供暖和供冷都有利。土壤温度在蓄热结束时明显高于初始温度,土壤热量得到了有效补充。季节性蓄热能够使太阳能一土壤源热泵系统更充分利用太阳能,在严寒地区得到更好应用。     

严寒地区某办公建筑中深层土壤源热泵供暖技术经济分析

土壤源热泵以土壤为低位能源,通过热能品位提升为建筑供暖,是一种清洁供暖方式。但严寒地区常规浅层地源热泵所需的埋管长度剧增、机组能效低、土壤冷堆积等技术问题,制约了其推广应用价值,经济性较差。本文通过实例研究了中深层土壤源热泵在严寒地区应用的技术经济性,按照集中供暖收费标准,如果不考虑入网补贴,中深层土壤源热泵供暖的经济性并不明显,但考虑入网补贴后,中深层土壤源热泵供暖的动态投资回收期为8.4年,具有较好的经济性。因此,通过加大钻井深度,提高土壤温度,解决浅层地源热泵在严寒地区应用存在的技术问题,是实现严寒地区的清洁供暖的可行途径之一。     

严寒地区太阳能土壤源热泵季节性土壤蓄热

针对严寒地区太阳能-土壤源热泵初期冬季土壤温度过低导致供热不达标、土壤热量以年为周期不平衡等问题,提出利用太阳能-土壤源热泵现有装置进行太阳能季节性土壤蓄热的解决方案.进行了冬季供暖、太阳能季节性土壤蓄热实验和夏季供冷实验.太阳能季节性土壤蓄热对于供暖和供冷都有利.土壤温度在蓄热结束时明显高于初始温度,土壤热量得到了有效补充.季节性蓄热能够使太阳能-土壤源热泵系统更充分利用太阳能,在严寒地区得到更好应用.     

天津地区空气源热泵冬季供暖性能实验研究

空气源热泵因气温过低易造成供暖制热系数（COP）下降．蒸发器结霜致使换热效果变坏等现象。为探讨空气源热泵在天津地区冬季供暖运行的性能和特点．笔认为应建立一套实际应用的实验系统．研究不同气温和空气湿度下对机组性能的影响；以分析蒸发器结霜状态下供暖效果的变化。[第一段]