R290直膨式太阳能热泵供暖系统实验研究

为分析直膨式太阳能热泵耦合地板辐射供暖系统在北方寒冷地区的实际运行特性,设计并搭建以丙烷(R290)为工质的直膨式太阳能热泵供暖实验平台,分析冬季不同运行工况下环境参数对系统热力性能的影响。实验结果表明：系统可实现室内供暖的稳定性,实验测试期间平均室温保持在16.1～20.8℃之间,热泵系统性能系数(COP)保持在2.57～4.30之间,供暖系统COP保持在2.24～3.98之间。太阳辐照度每增加50 W/m²,热泵系统COP提升4.9%;环境温度每升高1℃,热泵系统COP提升2.4%。太阳辐照度对热泵系统的电子膨胀阀开度和工质质量流量影响较为显著。当终止水温从45℃提升至55℃时,热泵系统COP降低12.2%;而在终止水温为50℃时,供暖系统COP达到最大值3.37。     

严寒地区太阳能-空气源热泵系统供暖实验研究

针对严寒地区所构建的太阳能-空气源热泵系统供暖实验装置,进行热泵独立运行及蓄热水箱-热泵双热源联合运行的供暖特性研究。结果表明:使用空气源热泵单独供暖时,当室外温度低于-12℃时系统COPs达到最低,无法满足室内采暖需求;当室外温度在-12～-7℃之间时,室内采暖需求虽可得到满足,但系统COPs仅为1.10～1.44,节能效果不明显;当室外温度大于-7℃时,室内平均温度可达到20℃以上,系统节能性较好;蓄热水箱的加入会影响运行初期机组的稳定性,但可使室温得到快速提升并提高系统的制热性能,在相同运行条件下,蓄热水箱-热泵混合供暖期间室内平均温度为24.61℃,系统COPs为2.01,较蓄热水箱与空气源热泵交替供暖及单一空气源热泵供暖模式分别提高6.90%、21.08%,供暖效果最佳。     

双级热泵耦合相变蓄能器供暖技术应用分析

为提升张家川某中学冬季供暖的热舒适性,采用空气-水源双级热泵耦合相变蓄能器系统,对学校原锅炉房进行热源系统改造。利用Open Studio模拟分析采暖季热负荷,对比不同热泵系统供暖方案模拟结果,并与测试结果进行对比分析。结果表明,利用空气-水源双级热泵耦合相变蓄能器系统不仅满足当地的供暖需求,且相比原系统,改造后的系统运行效果明显提升。系统运行期间校宿舍室内温度达标,系统日耗电量2 614.32 k Wh,空气源热泵机组平均COP为2.56,水源热泵机组平均COP为3.92。空气-水源双级热泵耦合相变蓄能器系统是一种清洁、环保、高效的供暖热源方案。     

太阳能/直蒸式水源热泵耦合供暖系统的应用研究

为解决农村采暖问题,设计了一种太阳能/直蒸式水源热泵耦合供暖系统;该系统日间利用太阳能供暖,同时将热量储存在蓄热水箱中;夜间采用水-冰相变释放的潜热供暖。实验结果显示：该系统在直蒸式水源热泵进口温度为15℃时的制热能效比COP为4.5;在直蒸式水源热泵出口温度为0℃时的制热能效比COP为2.9;系统性能稳定,水源热泵进口温度在-5～15℃的运行良好。经济性分析结果显示;该系统的运行费用较低。以期为河北省南部地区乡镇住宅采暖提供技术可靠、供暖稳定、初装成本较低的新型供暖系统。     

寒区水源热泵及调峰供暖运行机制的优化分析

首先介绍了适用于寒区供暖的水源热泵及调峰供暖系统,指出该供暖系统的运行机制影响着运行的经济性。在不改变末端原有散热器的前提下,分析了该供暖系统主要运行参变量之间的关系。以系统运行费用为目标函数,推导出了系统运行时的优化模型。以哈尔滨某一小区从原有传统供暖方式改造为水源热泵及调峰供暖为例,对其进行了优化分析,得出了最优的系统方案及其运行情况,说明水源热泵及调峰供暖具有明显环保和经济效益。     

利用水源热泵技术回收炼油污水热能

热泵技术是近年来在全世界备受关注的新能源技术。随着水源热泵技术的日趋成熟和发展,低温能源日益受到人们的重视。炼油污水温度常年稳定在30~40℃,污水中蕴藏着大量的热能,是可回收和利用的清洁能源。系统阐述了某炼油污水处理车间的炼油污水热能回收项目,采用热泵技术,通过能量传递,将炼油污水回用水中的废热转换为供暖系统中的热源,代替蒸汽供暖。包括热负荷参数的核算、热能回收工艺的设计及供暖系统的改造设计等内容。项目实施后,取得了良好的经济效益和环境效益,该车间及其两个外供单位的冬季供暖全部由污水源热泵系统提供,车间实际供暖效果良好,供暖期室内实际温度可达18~23℃,节约蒸汽3656t。扣除热泵机组的电能增加因素,每年可节约运营费用49.11万元。本项目的成功实施,为炼油污水废热能源的回收利用提供了新途径,具有节能减排示范作用和较高的推广价值。     

独立式太阳能-空气源热泵热风供暖系统的设计

为改善传统太阳能供暖质量低、能耗高等问题,设计一套独立式太阳能-空气源热泵热风供暖系统。基于可发电的太阳能平板集热器,按照能源的梯度等级逐级利用集取太阳能。吸收的热能经热泵用于室内采暖,光伏电能经微电网控制和存储,输出的高品质电能维持系统中用电设备的运行,并以混合储能元件均衡微电网中因供暖系统用电功率改变引发的母线电压波动。采用模糊控制对压缩机、电子膨胀阀等设备进行调节,确保系统的稳定性和可靠性,最后构建实物平台。结果表明:太阳能-空气源热泵热风供暖采暖质量达到国家标准要求且平均制热性能系数可达3.47,节能减排效果较为显著。     

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。     

闭式热源塔热泵系统制热性能实验研究

为了探究利用热源塔热泵系统对陕南地区以及气候相近地区进行冬季供暖的可行性,设计了一套小型闭式热源塔热泵系统,并在冬季条件下,对该系统的制热性能进行了实验研究。分析结果表明:当环境温度为5.1～5.4℃,环境相对湿度为92.1%～94.5%时,闭式热源塔热泵系统的供热温度高于46.7℃,制热功率大于13kW,热泵机组COP的平均值为2.86;当环境温度为2.5～0.1℃,环境相对湿度为80.4%～89.5%时,闭式热源塔热泵的供热温度高于43℃,制热功率随着环境温度的降低而减小;当环境温度达到最低值(0.1℃)时,制热功率为11.4 kW,热泵机组COP的最低值为2.64,这表明热源塔热泵系统可以应用于陕南地区以及其他气候相近地区。     

晋北地区村镇住宅建筑供暖系统优化及经济性研究

以晋北地区某村镇住宅建筑为例，对太阳能与电锅炉供暖系统进行设计方案优化及经济性研究。根据晋北地区气候特征，分析村镇住宅建筑负荷特性；采用模拟研究方法，分别对太阳能系统供暖、电锅炉系统供暖以及太阳能与电锅炉耦合系统供暖进行建筑能耗模拟；针对面积为60 m²、100 m²、200 m²村镇住宅建筑，考虑不同热源承担的建筑负荷比例、供热系统初投资及运行费用，优化不同面积村镇建筑的供暖模式以及不同热源承担的负荷占比。结果显示：太阳能系统初期投资高，电锅炉系统运行费用高。长期运行时，太阳能供暖系统的经济性优于电锅炉供暖系统。太阳能供暖系统与电锅炉供暖系统单独运行时，太阳能供暖系统不能很好地满足供暖条件，而电锅炉供暖系统运行费用较高；太阳能+电锅炉供暖系统的太阳能和电锅炉的供暖占比分别为50%时，前期投资和系统运行费用比较经济。     

低温热水地板辐射供暖间歇运行研究

建立了低温热水地板辐射供暖系统间歇运行时室内热环境数学模型，利用模型计算了不同运行方式、内围护结构和内热源作用下室内热环境变化规律。发现此类供暖系统采用适当间歇运行即可满足室内热环境要求，运行时间主要受室外温度和内热源变化规律影响。当系统按冬季室外供暖计算温度设计时，在冬季室外平均条件下，系统夜间运行半天左右即可基本保证全天室内热环境要求。     

热泵在低温地热资源利用中的应用

探讨了低温废热资源有效利用的方法，即将热泵技术应用于低温地热废水供暖。通过对地热及热泵联合供热热源系统的设计计算方案比较，分析热泵参与地热供暖的负荷调节，论证了应用热泵技术是提高低温能源利用率的有效方式。还介绍了工程投资和运行成本的计算方法。     

太阳能-土壤源热泵相变蓄热供暖系统运行模式

介绍了太阳能-土壤源热泵相变蓄热供暖系统;详细阐述了系统的各个运行模式;确定了模式间的转换条件.选取了供暖期间具有代表性的数据,分析了系统在不同供暖时期、典型天气的运行模式及运行效果.系统采用了太阳能和土壤热能的复合热源,增加了运行的灵活性,提高了运行性能系数.     

浅谈双热源热水供暖系统的综合平衡调节及节能降耗

双热源供暖是在一个供暖系统中有两种热源,一个是主热源,一个是辅助热源。设置两种热源方式的目的,一是充分利用热能,达到节能降耗的目的;二是提高供暖系统运行的可靠性。设置双热源系统中的主热源,在以节能降耗为目的时,其主热源通常情况下是不能满足供暖尖峰负荷的需要的,因此需设置辅助热源,以便在供暖负荷较高时段即尖峰时段同时运     

太阳能-土壤热源热泵的性能研究

低品位能利用热泵试验台上,进行了太阳能-土壤热源热泵交替供暖运行实验研究,测得其总体平均供热系数为2.78。     

夏热冬冷地区空气源热泵供暖特性实测与分析

以空气源热泵为热源设备,辐射地板为加热末端建立实验系统,基于双气候补偿冬季供暖模式进行监测与分析。在不同的室外环境下,分析出地板辐射系统对室内供热效果、各子系统的温度变化、制热性能的影响规律。为夏热冬冷地区的空气源热泵供暖的发展和提高系统的能效特性提供理论基础和实验依据。结果表明:夏热冬冷地区采用空气源热泵供暖的室内温度为17.0～23.0℃,湿度为25%～45%。采用双气候补偿技术时,室外温度波动会影响主机供水温度、地暖供水温度,并提高室内舒适度。空气源热泵供暖系统的平均小时制热性能比为2.90,双气候补偿对系统能效影响较小。     

空气式PCM太阳能热泵供暖系统实验研究与分析

为实现太阳能高效利用,将相变储能材料(PCM)、空气式太阳能集热器和热泵系统结合,设计了空气式PCM太阳能热泵供暖系统,并对该系统的运行模式进行研究和理论分析。结果表明,在四种不同运行工况下,室内平均温度均可维持在298 K,可满足采暖需求;平均太阳能辐射强度为556.7 W/m~2时,集热器可为室内持续供暖10 h,日平均集热效率可达36.4%;相变储能芯储存的热量可维持热泵高效运行4 h,热泵的平均能效比(COP)可达3.1;阴雨天热泵可提供室内总供热量的92.6%,平均COP为2.6。系统整体运行稳定,节能效果显著。     

地源热泵运行经济性分析

根据北方寒冷地区冬天室外温度偏低的特点,提出利用地源热泵供暖。地源热泵存在三种驱动方式：电动机、柴油机、燃气机。三种辅助供暖热源：电锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉。本文对其一次能源利用率和燃料价格变动时,系统运行经济性进行比较分析,得出燃气热泵的供暖费用比锅炉房集中供热的费用要高6％;电动热泵的供暖费用比锅炉房集中供热费高40％;柴油机热泵的供暖费用比锅炉房集中供暖高出57％。     

多热源联用地板辐射采暖系统

以低温热水作为供暖热源、地板作为辐射媒介,测试太阳热水器和热泵热水器单独运行和联合运行的供回水温度,评价各供热方案的能效比和经济性。结果表明,太阳能和热泵热水器的交替供热方式效果最佳,单位耗能制热量比单独使用热泵热水器提高81.5%,而每小时平均运行花费降低3.95%。     

变频技术在污水源热泵系统中的应用研究

在污水源热泵供暖空调系统中,热泵机组大部分时间都是处于部分负荷运行中,而污水泵和中介水泵却一直处于满负荷运行,不能随着热泵机组负荷的变化而进行调节,结果造成了系统耗电量的大量增加。为了减少污水源热泵系统中水泵的耗电量,节省运行费用,采用理论分析和实验测量的方法,确定北京某宾馆污水源热泵系统冷热源部分水泵的变频范围和变频前后整个夏季制冷期的耗电量,研究水泵变频调速供水的节能效果和经济性。研究表明,系统冷热源部分水泵采用变频调速技术后,整个夏季供冷期节省电量65136kwh,节省运行费用5．6万元。在污水源热泵供暖空调系统中,水泵采用变频调速技术,可明显地节省运行费用,带来显著的经济效益。