超低温空气源热泵与太阳能供热系统在寒冷地区的优化应用

为了加强对环境的保护,推动可持续发展社会的建设,超低温空气源热泵联合太阳能供热系统被研发出来。该联合系统的应用极大地缓解了当前能源紧张的问题,同时对降低环境污染、提高能源利用率、降低供暖成本也有着积极的作用。基于此,围绕超低温空气热源泵与太阳能供热系统展开论述,对当前超低温空气源热泵与太阳能联合供热系统结构进行分析,剖析其中所存在的问题,同时针对问题提出超低温空气源热泵与太阳能供热系统的优化方案,将其应用于北方寒冷地区的一建筑当中,并对应用效果进行分析。

光伏光热联合双源热泵系统运行模式研究(2):供暖季系统仿真研究

使用TRNSYS软件建立了光伏光热-双源热泵(PV/T-DSHP)系统的仿真模型。选取夏热冬冷地区某一近零能耗居住建筑作为研究对象,模拟研究了供暖季PV/T-DSHP系统在COP_(s)切换模式下的运行特性和能耗。结果表明:平均光电效率为15.08%,平均光热效率为33.05%;水源热泵运行模式下供暖季平均COP为4.55,空气源热泵运行模式下供暖季平均COP为3.19,PV/T-DSHP系统的平均COP_(s)为2.98;供暖季系统自满足率为61%。

准二级压缩多联机严寒地区供暖性能研究

为了推动多联机在严寒地区的应用,在哈尔滨搭建了一个准二级压缩多联机实验台,采用根据室外温度分段控制压缩机吸气状态的控制策略,进行了91天的测试。结果表明:采用提出的控制策略,实验机组在整个测试期间均可以稳定运行,最高排气温度为90.6℃,季节性能系数为2.40,且室内温度能够满足供暖需要;导致机组在严寒地区制热量不足的主要因素是误除霜,而不是室外低温,误除霜引起的最大逐时制热量不足率为24.31%,而室外低温环境只有7.74%;在室外温度为-22.5~7.5℃时实验机组的供暖效果较好,室外温度低于-22.5℃时存在制热量不足;因严寒地区的机组选型较大且受压缩机最低频率限制,故在室外温度高于7.5℃时,机组存在频繁启停现象。

东北寒冷地区装配式农房热性能实测研究

双碳背景下,装配式轻钢结构建筑因其高效、经济、低碳的优势,成为当代乡村住宅建设发展的首要选择。以大连市复州城镇农房为例,通过对比分析装配式轻钢结构农房与当地传统青石砌筑结构农房的围护结构热工性能,从节能、环保效益角度分析装配式钢结构农房应用东北寒冷地区的适宜性。此外,实测结果表明装配式轻钢结构农房存在热稳定性差的问题,基于热稳定性影响因素分析发现提高外围护结构蓄热性能可有效提高轻质建筑的热稳定性和热舒适性。

油田低矮建筑物冬季取暖低碳方案设计与实践

低温储热技术可在温度较低时吸收热量并转化为潜热,然后在需要时释放这些热量,用于建筑物的取暖和冷却、工业过程、电网调峰等。对于大部分油田来说,普通供暖方式有着能源供应不稳定、供应方式效率低下、环境和经济成本较高等问题。为此设计了一款可以应用于油田低矮建筑物取暖的低温储热低碳设备,不仅能有效利用太阳能储热,减少化石能源的消耗,还能降低环境污染,符合我国节能减排和发展绿色能源的政策导向。

基于典型气象数据分析的南北方 供暖特性研究

针对南、北方供暖的需求差异,基于历年气象数据,综合考虑累年最冷月平均温度、供暖度日数HDD18、供暖期天数等多种因素,分析了中国南、北方8个典型城市的气候特征;同时结合需求调研和温度分布、波动差异对比情况,讨论了不同地区热负荷动态特性及负荷求解宜使用的方法;分析总结了南、北方地区的系统运行特征情况,给出了关于供暖系统设计、系统形式、运行策略的建议;并通过实际案例具体分析了供暖系统设置的适宜性问题,为后续供暖设计方法、参数确定,供暖方式选择和系统设置提供基础。

空气源热泵生物质锅炉联合供热系统应用性能模拟

为研究我国北方农村地区利用可再生能源生物质能与空气源热泵相结合的供热系统的实际应用性能,以沈阳市农村某小区建筑为案例,采用TRNSYS动态系统搭建空气源热泵与生物质锅炉联合供热系统仿真模型进行模拟研究。该系统通过时间模块调控采取两种控制策略,与单一的空气源热泵供热系统进行对比,并对这3种模式的系统运行特性进行分析比较。联合供热系统模式1整个采暖季平均耗电量较单一空气源热泵供热系统降低56%;平均制热性能系数提高0.19;可再生能源利用率和一次能源利用率分别增幅25.21%和63%,当供水温度45℃、生物质锅炉供热占比60%时总投资费用相对较低,空气源热泵与生物质锅炉联合供热系统运行更高效节能。

相变储热技术在空气源热泵供暖中的应用研究现状

空气源热泵技术因具有节能、环保、高效等优点,在我国建筑供暖领域得到了广泛应用。文章分析了空气源热泵系统在供暖过程中存在的问题,介绍了利用相变储热技术优化空气源热泵运行性能的基本方式及原理。通过分析相变材料自身热物性以及相变储热单元在系统中的应用,从材料及系统两方面简述了相变储热技术在空气源热泵供暖中的研究现状及进展。最后,得出结论并针对相变储热技术在空气源热泵供暖中的应用难点,对未来发展进行了展望。

岩土导热系数偏差对地埋管换热器设计的影响

岩土体作为地源热泵系统(GSHPs)的热源或热汇,其热物性对钻孔热交换器(BHE)设计和系统运行有重要影响。为确定岩土导热系数偏差对BHE最优尺寸的影响,文章以济南某应用GSHPs的公寓为研究对象,通过通用优化程序(GenOpt)得到BHE的最优埋管长度及埋管数量,并与不同参数偏差下的优化结果进行比较。结果表明,岩土导热系数-10%的计算偏差能使BHE的长度增加6.95%,10%的计算偏差则使BHE的长度减少5.57%。

利用数据中心余热供热的系统设计与分析

数据中心余热供热是提高数据中心能源利用效率和实现冬季清洁供暖的重要途径。本文提出了一种适用于数据中心的长距离供热系统,在热源和热汇处设置多级热泵以增大供热管网供回水温差,并使用储热装置保障数据中心和供热系统的安全性,提高数据中心余热利用率。以张家口某数据中心为例进行了分析,该系统初投资为50.21元/m^(2),运行费用为26.37元/GJ,投资回收期约为5.31 a,具有较好的经济性和节能减排效果。

基于清洁供热与IDC排热的能源综合利用系统应用探讨

统筹协调各种能源互补特性,通过“源-网-荷-储”等各环节灵活配置,实现能源就地消纳,提升系统综合利用能效,并结合西安市某工程案例对系统应用情况进行了节能及经济性分析。结果表明:与传统方案相比,系统每年可节约标准煤171.92万t,减排二氧化碳428.6万t、二氧化硫2.84万t、氮氧化物2.68万t、烟尘1.65万t,且数据中心电能利用效率(PUE)为1.248,实际案例财务净现值64397.47万元,静态投资回收期4.43 a,动态投资回收期6.25 a。具有显著的节能性和经济性,可为相关区域能源综合利用系统规划项目提供参考。

大连养老建筑供暖季室内环境与老年人心率关联性

为了解养老建筑室内环境与老年人心率之间的关联性,对大连城市和农村地区的26名住户在供暖季展开了调研及入户实测,对其室内环境参数及心率健康情况进行了72 h的连续监测,并采取问卷调查的方式获得受试老年人对室内环境的主观评价。研究结果表明:被调查的城市住宅室内热环境均表现良好,城市住宅的室内温度高于农村且温湿度的波动均小于农村;农村和城市的实测房间室内CO_(2)浓度均较高,农村室内的PM2.5污染严重,比城市室内平均浓度高出302%;实测房间无严重噪声污染,存在部分时间段噪声值超标情况,城市住宅的老年人对声环境营造有着更高的要求;老年人动态心率与温度、PM2.5浓度、噪声呈正相关关系。

区域太阳能供暖集中式与分散式组合蓄热系统形式探讨

传统区域太阳能供暖系统通常采用集中式蓄热水体,往往难以兼顾由于供暖末端不同造成的热用户用热品位的差异,而以区域内高温用热末端的供水温度确定供暖系统水温,导致区域太阳能供暖系统运行温度偏高,从而造成集热系统效率低、蓄热和输送热损失大等问题。基于此,本文提出了区域太阳能供暖集中式与分散式组合蓄热系统,介绍了该系统的工作原理,分析了组合蓄热系统与传统蓄热系统的特征与区别,探讨了组合蓄热系统运行特性、分散水箱分布形式、容量设计与匹配、运行调控策略及综合效益评价等方面需研究的关键问题。

新疆克州地区学校建筑供暖系统设计研究

研究了新疆克州地区某中学供暖系统设计的思路和流程,包括热源的选择、供暖系统设计,换热站设计等,深入探讨和分析了调试过程中出现的问题,对设计和施工阶段需要关注的设计调研、施工规范等关键环节进行了总结与反思,并提出了解决方案。

新世纪跨季节显热储热项目发展现状与分析

发展跨季节储热技术对实现我国供热领域的绿色低碳转型具有重要意义。本文从跨季节储热项目角度出发,分别对跨季节储热的原理及分类、国内外发展现状、项目统计与参数分析等方面进行了综述。重点对所统计的44个国内外跨季节显热储热项目进行了典型技术经济参数分析、热源分析与材料分析。最后指出国内外跨季节储热项目数量增多、储热规模持续扩大,发展大容量跨季节水体储热、实现跨季节储热热源多能互补、规模化应用热泵、进一步开发适用于跨季节储热系统的新型材料可能是未来跨季节储热发展的重要方向。

山西典型农宅分散式清洁取暖技术对比分析

农村清洁取暖是提高环保水平、促进能源结构调整、解决冬季取暖问题及创造就业机会等多重原因的综合考虑。以山西省某典型农宅为例,在考虑建筑围护结构节能改造及用户行为节能的因素下,对生物质采暖、电采暖、太阳能采暖等几种分散式供热技术进行了全寿命周期的经济性对比分析。结果表明,在确保炉具及生物质颗粒的来源和质量安全可靠条件下,生物质炊暖炉经济性最优;空气源热泵热风机兼具使用灵活和节能高效的特点,适宜在农村电网基础条件好或具备电网改造条件的地区推广。

具有防融霜装置的蒸发器结霜特性及性能仿真研究

以具有防融霜装置的蒸发器为研究对象,建立基于理想最小防融霜补热量和结霜量无量纲关联式的空气源热泵动态模型,并依据实验数据验证其精确性,通过数值模拟分析不同环境参数对具有防融霜装置的蒸发器性能的影响。结果表明:后置式与跨越式系统蒸发器换热系数要高于前置式与传统电辅热系统,霜层厚度更小,分布更均匀;当相对湿度一定时,蒸发器换热系数随温度升高而增大;当空气温度不变时,换热系数随相对湿度的下降而减小,霜层更均匀;温度对蒸发器换热系数的影响比相对湿度更大。

西宁T3航站楼冬季部分区域停航节能潜力探讨

在西部高原严寒、寒冷地区,机场类高大空间冬季供暖能耗巨大。对于此类地区的旅游城市,呈现冬夏季人员流量差异大特点。针对西部高原严寒、寒冷地区某旅游城市航站楼冬季供暖能耗高、客流量小的特点,提出冬季将客流量进行集中,部分区域进行物理分隔,维持5℃值班供暖温度。并将这种运行策略与18、12℃供暖温度进行比较,年耗热量分别减少了0.9万GJ与0.4万GJ;在经济效益方面,运行15年的总费用分别减少了900万元与390万元;在环境效益方面,碳排放减少了671 t/a与278 t/a。

北方地区清洁取暖政策与居民幸福感——基于空气质量改善效应的进一步评估

空气污染是中国可持续发展的严重挑战,对居民福祉造成了不可忽视的影响,这对空气污染治理提出了新要求。本文以清洁取暖政策为例,基于多时点DID模型以及固定效应有序Logit模型评估了2014—2021年间北方地区清洁取暖政策实施对空气质量以及居民幸福的影响,并对其中作用机制进行了梳理。结果表明,清洁取暖政策具有显著的空气质量改善效应,“煤改气”“煤改电”等清洁取暖工程的开展造成的能源消费结构的变化为空气质量改善作出了巨大贡献;基于空气质量的改善,清洁取暖政策进一步实现了提升居民幸福的社会效益,同时,居民幸福的提升还受到了个人主观环境污染认知、主观自评健康等因素的影响,这些都是清洁取暖政策效益的重要体现。在政策设计中,应逐步将居民福利纳入空气污染治理目标中,把空气污染治理的工作重心逐渐从大力追求环境效益转移到环境效益、经济效益与社会效益的协同提升上来。

基于Dymola的太阳能-热泵双水箱复合供暖系统参数优化设计

为降低西北地区居民使用太阳能复合供暖系统的经济成本和碳排放量,并提高太阳能利用率,设计一种太阳能-热泵双水箱复合供暖系统,并优化其重要参数。利用Dymola平台,搭建太阳能-热泵双水箱复合供暖系统模型,目标函数是系统全生命周期成本,选取太阳能集热器面积、集热器安装倾角、水箱容量和热泵功率作为优化变量,采用遗传算法同步优化系统所选变量,并对系统的环保性进行分析。以宁夏地区为案例进行优化计算,结果表明,所创建的数学模型准确性较好,比较模拟数据与实验数据,二者平均误差均在±8%以内。在系统15年寿命周期内,优化后系统性能系数提高10.3%,水箱平均温度提高至54.71℃,系统生命周期成本减少5.3%,节能率为24.4%,节能效果显著。系统的SO_(2)、CO_(2)、NOx及烟尘的减排量分别为0.82、26.6、0.41、7.48t,该系统可以显著降低环境影响,与传统燃煤锅炉相比减排效果显著。