空气源热泵用于低温热水地板辐射供暖系统的模拟研究

低温热水地板辐射供暖具有舒适、节能和节省空间等优势。空气源热泵以其高效、稳定及其与前者的良好匹配性被认为是低温热水地板辐射供暖系统的理想热源。空气源热泵与地板辐射供暖系统相结合能充分利用围护结构及地板各构造层等蓄热体的蓄热特性,减小环境温度变化对空气源热泵制热性能的影响。本文利用TRNSYS和EES软件建立某高层建筑以空气源热泵为热源的低温热水地板辐射供暖系统的瞬态仿真模型,模拟结果与文献报道的实验数据取得了较好的一致性。基于地板辐射供暖系统的蓄热特性,本文提出电力负荷波峰波谷分时段运行控制策略,可避开空气源热泵运行的不利工况以提高制热效率。针对波峰波谷分时段运行及全波谷运行这两种模式,比较供暖房间温度及运行费用的模拟结果表明,波峰波谷分时段运行模式优于全波谷运行模式。     

高原寒冷地区候机楼供暖方式适应性研究

高原寒冷地区因其独特的地理条件和海拔高、气压低、气温低,冬季漫长等特点,使得建筑供暖期较长,供暖能耗占建筑总能耗的比例较高。对于高原寒冷地区大空间建筑,气候条件对不同的供暖末端性能的影响,前人研究较少。首先,分析了气候条件对候机楼中常用的供暖末端在高海拔地区供暖能耗的影响;其次,基于日喀则某候机楼低温地板辐射供暖系统,通过eQUEST软件模拟和现场实测两种方式,对系统能耗和室内温度分布进行分析,并与拉萨某候机楼风机盘管供暖系统进行对比。结果表明,低温地板辐射供暖系统比风机盘管供暖系统年节约能耗5.6%,即低温地板辐射供暖末端在高原寒冷地区更为适用。     

严寒地区空气源热泵供暖运行性能研究

基于TRNSYS软件建立空气源热泵供暖系统仿真模型,模拟空气源热泵供暖运行性能,对比分析不同供水流量、不同月份以及3个典型供暖日下的系统COP。研究结果表明:室内温度及系统COP随室外温度的升高而升高,系统耗电量随室外温度的升高而降低;当室外温度恒定时,室内温度和系统耗电量随供水流量的增大而增大,但系统COP随供水流量的增大而降低;供暖期开始和结束时,空气源热泵运行性能稳定、满足供暖热舒适需求,供暖期室外温度最低时不宜单独使用空气源热泵。研究结果可为空气源热泵供暖系统在包头地区的应用提供指导。     

铁路工程低温空气源热泵运行实测与优化分析

铁路沿线房屋常常远离城市且具有“点多线长”的特点,当铁路客站不具备接入市政供暖和燃气时,空气源热泵因取热方便、能效比高等优势在铁路工程中应用广泛。为探究低温空气源热泵在铁路工程的应用效果及性能,对低温空气源热泵在铁路工程应用的3个工程进行了实测,重点分析了低温空气源热泵机组在不同地区使用的容量修正问题。研究结果表明：由于机组的制热性能受室外环境影响大,为提高低温空气源热泵的制热性能,机组选型时温度修正系数需考虑供暖季的热负荷频率分布和辅助热源措施以防止设备容量过大。此外,由于重霜区集中在温度不太低,湿度较高的区域,在严寒、寒冷地区低温空气源热泵的“无霜除霜”的现象较为严重,其融霜修正系数取值建议在0.88～0.95范围内。再次,铁路房屋供暖末端形式受热泵机组的供水温度影响,建议以散热器为末端供暖系统采用CO₂低温空气源热泵机组,以辐射地板和风机盘管采用常规制冷剂空气源热泵机组即可满足要求。     

空气源户式机组地板采暖系统应用研究

为了研究空气源热泵冷热水机组作为地板采暖的热源的运行特性,以一围护结构保温良好的房间为研究对象,分别测试了热泵机组采用低水温进行供暖运行时的能效、在高低温的运行环境下供暖房间内温度的变化。结果表明,在保温性能良好的建筑,采用热泵机组以35℃的低供水温配合高效地暖盘管进行地板供暖,既能保证室内的舒适性,又具有良好的节能效果。得出用于地板采暖的空气源热泵机组,其控制开停机的温差需要比传统的空气源热泵机组大,在低温环境下,机组性能衰减的特性对室内达到相同供暖效果所需的时间影响不大,为设备、工程设计提供参考。     

地面辐射供暖与散热器供暖差异性对比

为了充分了解夏热冬冷地区地面辐射供暖与散热器供暖的差异性,建立空气源热泵+地面辐射/散热器供暖实验平台,测试室内空气温湿度、围护结构壁面温度、黑球温度等参数,分析两者供暖差异性及形成原因.结果 表明:两者差异主要表现在散热器供暖室内空气升温快、热舒适等级为Ⅱ级,地面辐射供暖热舒适等级为Ⅰ级,这是由于地面辐射供暖的蓄热量...     

日喀则机场建筑辐射供暖末端性能优化设计

高海拔寒冷地区因其独特的地理条件,具有海拔高、气压低、气温低等特点,建筑供暖期长,供暖能耗占建筑总能耗的比例较高。对于高海拔地区大空间建筑中低温地板辐射系统性能及室内环境质量,前人研究较少。以日喀则某大空间建筑低温地板辐射供暖系统为基础进行研究,使用Airpak模型与实测两种方法对其供回水温度进行优化分析,为高海拔寒冷地区大空间建筑低温地板辐射供暖系统的应用提供参考。通过对不同供回水温度工况下的室内温度分布和系统年运行能耗进行分析,得出最优供回水温度为42℃/37℃,与设计温度47℃/42℃相比,在保证舒适性的同时系统节约能耗约4.59%。     

基于辐射和对流换热新型供暖末端的空气源热泵除霜性能试验研究

常规空气源热泵在低温环境中运行时普遍存在结霜和除霜现象,由于常规室内盘管储能不足,导致逆循环除霜效果不理想。同时,基于强制对流换热的常规空气源热泵常常会引起室内热分层现象和强烈的吹风感,导致人体热舒适性较差。为解决上述问题,本文结合辐射供暖具有较高热舒适性的优点,提出一种基于辐射和强制对流换热的新型供暖末端,搭建空气源热泵辐射和对流换热性能试验台,对其除霜性能进行试验研究。结果表明:除霜周期内,该系统压缩机功率平均值为429.5 W,除霜能效比为2.88,除霜能效比高于常规空气源热泵系统。     

南方供暖室内设计温度的研究

平均辐射温度、室内空气温度、空气流速和相对湿度是影响人体热舒适的重要因素,人体热舒适是其影响因素综合作用的结果。各地采暖室外计算温度不同,由于不同室外温度对建筑围护结构壁面温度影响,采用理论计算的方法,得出壁面冷辐射换热对人体热舒适的影响。从而探讨了在室内供暖设计时,目前冬季室内热环境研究较少的非传统供暖区域南方舒适节能的供暖室内设计温度情况。     

某小型工业厂房供暖系统节能改造

为缓解传统燃煤锅炉供暖对环境的影响,对石家庄市某既有厂房供暖系统实施清洁能源改造,即采用空气源热泵代替传统燃煤锅炉供暖。利用Trnbuild能耗模拟软件计算该建筑热负荷,匹配相应的空气源热泵系统。采用Trnsys软件模拟分析空气源热泵系统的制热量、耗电量和制热性能系数。分析结果表明:室外环境温度越低,空气源热泵系统制热量越小,耗电量越小,供暖季平均制热性能系数(COP)为3.15。以供暖季综合制热性能系数(COP_h)作为供暖系统的评价标准,分析得出热泵匹配的最优蓄热水箱体积为5 m~3,系统COP_h基本维持在3.5左右。对空气源热泵的经济性及节能减排量进行分析,结果表明空气源热泵机组相比燃煤锅炉供暖具有节约能耗、减少污染物排放和供热灵活等优势。     

基于平板热管的新型直膨式辐射可调节供暖末端（英文）

建筑供暖电气化是实现碳中和目标的有效途径。作为一种清洁和可持续的电气化供暖技术,空气源热泵被广泛应用于缺乏集中供暖的地区。然而,现有末端形式存在难以同时实现间歇性和舒适性,且作为主要构件尚未较好地与空气源热泵匹配等问题。因此,本研究提出了一种与空气源热泵结合的新型辐射可调节供暖末端,以实现电气化节能减碳、间歇性和更好的热舒适性。针对辐射供暖末端目前存在的三个主要问题（分别是峰值供热量受限、可调节性受限以及难以与空气源热泵结合）,本文通过改进末端结构设计（改进A～E）提供了有效解决方案。研究结果表明,新型末端能够将峰值供热量提升23.6%,并为使用者提供从10.1%到30.9%的可调辐射比。在此基础上,巧妙地借助平板热管减少了原有直膨式辐射供暖末端的制冷剂管道长度,进而改善了供暖末端的稳定性（利于回油）、间歇性（降低热惯性）和安全性（降低制冷剂泄漏风险）。此外,本文基于新型末端提出了一种新的分阶段运行策略,可进一步提升末端的可调节性。本研究可以为电气化供暖助力建筑低碳提供一定参考。     

铁路客运站复合式地板辐射供冷模拟分析

以河南周口车站为例,应用EnergyPlus软件建立复合式地板辐射供冷系统和全空气系统模型,分析夏季工况下室内温度等热舒适性参数,并对系统进行能耗分析。研究表明,铁路客运站采用复合式地板辐射供冷系统可以较好的满足热舒适性要求,同时具有良好的节能效果。     

大温差空气源热泵在供暖系统中的应用

为了解决空气源热泵在供暖系统存在的末端匹配性差、系统运行费用高等问题,提出一种适应大温差高效热能输配的热泵系统。通过理论分析和试验验证,对大温差空气源热泵在供暖工程中的应用进行研究,比较大、小温差下的热泵系统的节能效果和供暖效果。研究结果表明:按照GB/T 25127.1—2020测算,采用大温差空气源热泵的制热系统全年制热季节性能系数HSPF可提升57%以上,循环水泵耗电量占比下降73%以上,室内温度变化偏差为±0.2℃,可以推广应用。     

成都地区毛细管采暖系统运行特性与热舒适性分析

对成都地区一户式空气源热泵毛细管地板辐射采暖系统运行工况进行测试,测得了间歇运行模式下毛细管地板辐射采暖运行特性、规律以及室内热湿环境参数,并以所测参数为基础,对毛细管辐射采暖的热舒适性从一般热舒适性指标和局部热舒适性指标两方面进行分析。研究结果为该地区毛细管辐射采暖系统的推广提供了技术数据,并为该机组的进一步优化提供了参考。     

直流变频空气源热泵在北京农村地区供暖应用

介绍直流变频空气源热泵在北京农村地区冬季供暖的应用。2016年冬季供暖数据表明,空气源热泵供暖温度高于20℃,满足北京供暖室内温度要求。通过对实测数据的分析,对于直流变频空气源热泵供暖系统,可以不设置缓冲水箱;适当选取热泵可以不配置辅助热源或者采用便于安装的电辅助加热器。     

辐射与对流一体化空调末端供暖舒适性研究

本文建立了一种辐射与对流一体化空调末端及室内热环境的计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)动态仿真模型,对末端的位置、数量、运行参数进行了供暖舒适性研究,分析了室内达到舒适性温度所需的时间以及室内热环境均匀度。研究结果表明:一体化空调末端能够使室内实现较好的舒适性和温度均匀度,合理增加末端数量能更好地改善室内温度均匀性;所需时间受送风温度影响更大,随着送风温度的增加,所需时间受送风温度的影响逐步减小;室内对称位置的两侧末端同时送风易造成室内风速过大和吹风感强烈,单独一侧的末端送风时易使室内风速处于很小范围。     

散热器供暖和地板辐射供暖室内热环境PHOENICS模拟

利用PHOENIS软件对研究生宿舍散热器供暖和地板供暖进行了数值模拟,选用k-ε湍流模型求出房间的温度场和速度场,结果显示地板供暖在温度场分布、速度场分布及热舒适性方面均优于散热器供暖。地板供暖辐射温度在地板面有最大值;而散热器辐射温度在顶棚有最大值,辐射温度随高度增加而递增,垂直温差多达5℃左右。     

地热辐射供暖系统存在问题与解决方法

随着我国住房政策、能源结构及建筑节能等方面改革的逐步深入,人们的居住观念已从单一注重实用性、功能性等低水平的简单要求向舒适性、环保性及智能性等高层次需求转变。维持良好的居住环境,节约建筑能耗与许多因素有关,但建筑供暖空调的形式直接关系到住宅的舒适性和室内空气品质,进而影响建筑能耗。经过十几年的研究和推广,低温热水地板辐射供暖系统在我国的北方地区已有了较大发展,但是由于它毕竟与传统的供暖方式不同,造成了在设计和施工中出现了一些问题,如负荷计算、管道材料选择、地板加热盘管的间距、管路布置型式、塑料管热胀性等等。致使在使用中出现了这样或那样的问题,在此笔者就地板辐射供暖设计、施工的经验,对地板辐射供暖中常出现的问题进行分析说明,以期能对同行有所帮助。     

环境温度对空气源热泵供暖性能的影响及优化

本文计算分析了环境温度、出水温度和负荷平衡点对严寒地区典型城市(哈尔滨)低温空气源热泵供暖性能的影响及其经济性和节能减排效益。结果表明:相同出水温度下,机组输入功率随环境温度升高而降低,而机组能效与之相反;机组搭配地暖末端形式的年运行费用为30.74元/m~2,且与燃煤锅炉相比,供暖季可节约标准煤14.74 kg/m~2;不同负荷平衡点对热泵供暖系统的能效与经济性具有较大影响,对于所选典型城市哈尔滨而言最佳经济平衡点为-20℃。     

空气源热泵地暖系统冬季应用

本文研发了3P变频单元式空气源热泵机组,进行了民宅地板辐射供暖系统设计和冬季93d的供暖应用实验。期间室外环境温度的变化范围﹣10~16 ℃,平均值3.72 ℃;热泵机组制热量变化范围3.82~10.06 kW,平均值6.71 kW;热泵压缩机的吸/排气压力的平均值为0.55 MPa/2.28 MPa,压缩比小;EER变化范围2.32~4.71,平均值3.46,能效较高。测试了室内0.1、1、1.5、2 m高度处的温度,平均值分别为20.48、19.26、18.75、18.01 ℃,呈现相对稳定的下暖上凉的温度场。进行了最暖、最冷2个典型气象日热泵系统运行性能的对比分析,两日室外的平均温差为17.21 ℃,最暖日制热量和EER分别是最冷日的41.9%和159%,室内温度相对稳定,表明热泵系统具有良好的环境适应性和舒适性。与城市集中供暖及燃气锅炉供暖相比,运行费用分别降低39.82%、56.17%,节能、安全、热舒适性更佳。