智能技术在直膨式太阳能热泵效能优化中的应用

阐述人工智能驱动下的直膨式太阳能热泵系统在效能提升方面的应用和成果。通过人工智能在系统中的应用,实现对太阳能资源的监测和预测、控制算法、能耗优化和协调管理的改进。

老旧机房直膨式精密空调的节能方法简析

通信行业用能需求不断增长,导致数据中心电费成本越来越高。降低空调系统的能耗是降本增效的主要手段。对于老旧机房经常使用的直接膨胀式精密空调,很难大幅度通过改造降低能耗。经过现实使用中的机房多次调试和一年观测,总结出一种空调设置模式,降低了机房耗电量约6%,而并不减少机房的散热能力。最后针对这种方式的推广提出了建议。

基于强化学习的通信机房直膨式空调系统节能控制研究

针对通信机房中直膨式空调系统能效比低、预测模型难以构建的问题,本研究基于强化学习,研究出一种直膨式空调温湿度同时控制策略,根据空调历史运行数据自训练系统输出决策体,然后建立通信机房干球和湿球温度传递函数模型,用此联合模型作为智能体进行模拟仿真。分析得到:在给定初始和目标环境情况下,奖励信号系数大的干球温度的调控速度快,波动频率较大;奖励信号系数小的湿球温度调控较慢,响应曲线较平滑。对于空调降温速度需求大于降湿速度需求的通信机房而言,可以通过适度增加干球温差项来提高降温速度,实现温湿度精准快速调控,助力通信机房节能运行。

水冷磁悬浮直膨式空调系统在地铁工程的应用研究

本文对北方地区某地铁工程传统空调系统与水冷磁悬浮直膨式空调系统在系统形式、系统能耗、设备布置等方面进行了综合对比,水冷磁悬浮直膨式空调系统具有节能、节地等明显优势,典型车站水冷磁悬浮直膨式空调系统节能率为18.8%,每年可节省电费18.71万元,考虑节地、设备初投资增加、运维成本等各种因素,车站综合年费较传统空调方案节省27.71万元。在“碳达峰、碳中和”的大背景下,适合在地铁工程中推广应用。

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。

直膨式太阳能热泵热水器运行特性的实验研究

本文针对自行设计、建造的“直膨式太阳能热泵热水器”实验样机进行了春季运行工况下的实验研究,并对其运行特性进行了详尽的分析．实验结果表明,在环境温度均值20．6℃、太阳辐射强度均值954．59 W／m2的室外气象条件下,将150升水从13．4℃加热到50．5℃只需要94分钟,热泵供热性能系数达到6．61．即使在环境温度为17．1℃的雨夜天气,热泵性能系数仍能够达到3．11．通过对典型工况下太阳能集热板的集热效率和过热度进行分析发现,如果用电子膨胀阀取代热力膨胀阀对供液量进行实时调节,可以进一步提高热泵的性能系数和系统运行的稳定性．

R410A直膨式太阳能热泵热水器制冷剂分布特性

为了研究制冷剂在直膨式太阳能热泵系统中的分布和迁移特性，在建立太阳能集热/蒸发器和冷凝器的均相流动模型、压缩机和电子膨胀阀的集总参数模型和系统制冷剂充注量模型的基础上，编制了以R410A（二氟甲烷和五氟乙烷的混合物）为工质的直膨式太阳能热泵热水器系统性能模拟程序。将以R22（二氟一氯甲烷）为工质的直膨式太阳能热泵热水系统理论计算值与试验数据进行了对比分析，验证了系统数学模型的可靠性。在维持太阳能集热/蒸发器出口过热度不变的条件下，模拟分析了水箱水温、系统制冷剂充注量、压缩机转速等运行参数和太阳辐射强度、环境温度等环境参数对系统内部制冷剂分布的影响特性。模拟结果表明：制冷剂主要存在于冷凝器和太阳能集热/蒸发器内部，占系统制冷剂充注量的70%～90%；运行参数和环境参数的变化对冷凝器和太阳能集热/蒸发器内部的制冷剂分布有很大影响，而对压缩机和管道内部的制冷剂分布影响很小。研究结论可以为优化系统性能和减少系统制冷剂充注量提供科学依据。

相变蓄热对直膨式太阳能热泵性能影响的研究

介绍一种带有蓄热装置的直膨式太阳能热泵系统,并建立其数学模型,以青岛的气象条件为例对其进行计算分析。分析得到:在太阳辐射较强时,蓄热装置能够通过制冷剂存储多余热量,在太阳辐射较弱时,能够补充热量给制冷剂,使制冷剂在压缩机的进口温度维持在302K,在低温环境温度下提高压缩机入口焓值,增大系统的COP值。在充分利用太阳能的基础上,提高了直膨式太阳能热泵系统的稳定性。

直膨式空调系统用于地铁车站的能耗分析

提出了一种地铁车站直膨式空调系统方案,分析了直膨式空调机组的热工性能。认为直膨式空调系统在地铁车站中应用能达到安全控制目标。以实际工程为例,仿真计算了直膨式空调系统与常规空调系统的全年能耗,结果表明,前者比后者节能26.9%。

辐照强度对直膨式太阳能热泵性能影响的研究

文章搭建了直膨式太阳能热泵热水系统实验装置,研究了辐照强度对直膨式太阳能热泵性能的影响。结果表明,在环境温度及冷凝温度不变的情况下,蒸发温度及性能系数（COP）值随着辐照强度的增大而升高,且辐照强度增加200 W/m2,蒸发温度升高3-5℃,COP值升高0.8-1.2;得热效率随着辐照强度的增大而降低,其降低速率随着辐照强度的增大而逐渐减小。

基于仿真与实验的直膨式太阳能热泵热水器变频策略

介绍了直膨式太阳能热泵热水器的工作原理,针对该系统建立了集中参数法的仿真数学模型,并对该模型进行了典型气候条件下的实验验证。分析表明,仿真结果与实验实测值吻合较好。进而利用该模型得出了系统性能随气象条件而变的数据库,据此制定出直膨式太阳能热泵热水器全年高效安全运行的变频策略。

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。

直膨式太阳能热泵热水器的仿真分析

基于直膨式太阳能热泵热水器的热力循环,在建立太阳集热器/蒸发器和冷凝器的分布参数数学模型、压缩机和热力膨胀阀的集总参数数学模型的基础上,用能量平衡和质量平衡等约束条件将四大部件结合起来并进行求解。理论计算结果与若干典型工况下的实验数据对比表明:集热器平均集热效率的平均相对误差为4.6%,热水得热量、压缩机功耗、COP等指标的平均相对误差都在1%以内;热水温度、COP和集热器集热效率的理论和实验值的瞬时变化规律吻合良好,从而验证了此仿真数学模型的准确性。

直膨式太阳能热泵热水器过热度PI控制的实现

从自身特性和应用要求来看,热力膨胀阀作为直膨式太阳能热泵热水器的节流元件,调节品质不高。本文以电子膨胀阀作节流元件,采用太阳辐射强度的开环比例控制与集热板过热度的闭环反馈PI控制相结合的控制方案,通过实验研究的方法逐步制定控制策略,分三种不同情况采取特定参数控制集热板出口过热度。经实验验证,可以实现典型工况下过热度的准确、稳定控制。指出,合理改进电子膨胀阀开度的控制算法,并结合变频压缩机实现对制冷剂流量的串级控制,是实现系统全年优化运行进一步的研究方向。

新型太阳能/空气能直膨式热泵与空气源热泵供热性能对比

针对传统空气源热泵制热时极易出现室外机结霜的现象,提出了可同时吸收太阳能和空气能的新型太阳能/空气能直膨式热泵机组,把太阳能集热器和热泵蒸发器合二为一,使室外机结霜得到有效缓解。为了验证新型太阳能/空气能直膨式热泵机组性能优劣,分别搭建新型太阳能/空气能直膨式热泵系统和空气源热泵系统,在2月26日—3月2日期间,对邯郸某一农村建筑的地板辐射采暖用户进行5天实际测试,对比分析了两种系统的制热性能、耗电量和COP变化情况。通过测试发现室外平均温度为10℃,太阳辐射达到峰值571.5 W·m^?2时太阳能/空气能直膨式热泵的制热量较空气源热泵提高大约70%,全天总制热量较空气源热泵提高大约12%。0~8℃的低温状态时,COP值仍可达到3.46,基本满足建筑采暖需求。并在此基础上对太阳能-空气能直膨式热泵提出进一步的优化措施,逐步推广其在寒冷地区的实际应用。

直膨式太阳能热泵热水器不同工质的性能分析

为了研究直膨式太阳能热泵热水器,分别采用R22、R410A和R290作为工质的性能,建立了太阳能集热/蒸发器和冷凝器的分布参数均相流动模型、压缩机和膨胀阀的集中参数模型以及系统工质充注量模型,编制了直膨式太阳能热泵热水器系统性能模拟程序.比较发现,理论模型计算值与文献实验结果吻合较好.在不同环境参数和运行参数的工况下,对采用3种热泵工质的系统性能系数、集热器的集热效率和系统制热功率进行对比分析.结果表明:R290系统的性能系数明显高于R22和R410A系统,R410A系统的集热效率和制热功率略高于R22和R290系统;环境参数对R290系统的影响程度大于R22和R410A系统;压缩机转速的变化对R410A系统影响显著,而水箱水温的变化对R290系统影响较明显;R290和R410A系统的最佳工质充注量分别约为R22系统的46%和95%.

直膨式太阳能热泵系统特性分析及优化

总结了太阳能热泵系统的分类、原理及特点,并对国内外直膨式太阳能热泵(DX-SAHP)集热蒸发器、系统容量匹配等相关特性进行了研究分析.在此基础上分析了当前直膨式太阳能热泵技术存在的主要问题,就当前问题提出了一系列提高集热效率,优化系统匹配性等以提高热泵效率的思路与方法.

R410A直膨式太阳能热泵热水器性能研究

为了研究各种参数对以R410A为工质的直膨式太阳能热泵热水器系统的性能特性的影响,在建立太阳能集热/蒸发器和冷凝器的分布参数均相流动模型、压缩机和电子膨胀阀的集总参数模型,以及系统制冷剂充注量模型的基础上,编制了系统性能模拟程序,以电子膨胀阀进、出口焓值和制冷剂充注量为迭代判据进行求解.在太阳能集热/蒸发器出口过热度维持不变的条件下,模拟分析了环境参数、运行参数和结构参数对热水加热时间、集热器集热效率和系统性能系数(COP)的影响特性.模拟结果表明:太阳辐射强度和环境温度的升高可显著提高系统性能系数,并缩短热水加热时间;压缩机转速的提高使得系统性能系数降低,但可有效缩短热水加热时间;水箱容积的变化对系统性能系数影响很小;适度增加集热面积可提高系统性能系数.

直膨式太阳能热泵系统的模拟分析

利用平衡均相理论建立了太阳能集热器的数学模型。根据测定的环境参数对该系统进行了模拟计算,分析了集热器中制冷剂的压降、集热器的类型以及接触热阻等因素对系统性能的影响。在此基础上,给出了改善系统性能COP的措施。

R290直膨式太阳能热泵系统工质分布和迁移特性模拟

为了研究工质R290（丙烷）在直膨式太阳能热泵系统中的分布和迁移特性，建立太阳能集热，蒸发器和冷凝器的分布参数均相流动模型、压缩机和电子膨胀阀的集中参数模型、以及系统工质充注量模型，编制以R290为工质的直膨式太阳能热泵热水器系统性能模拟程序。模拟分析环境参数和运行参数的变化对系统内部R290分布和迁移特性的影响。模拟结果表明：R290主要存在于冷凝器和太阳能集热／蒸发器内部，占系统工质充注量的80％～90％；随着太阳辐射强度和环境温度的升高，工质R290由冷凝器逐渐向太阳能集热，蒸发器迁移，系统性能系数明显增加；随着压缩机转速增快和水箱水温的增高，工质R290由太阳能集热，蒸发器逐渐向冷凝器迁移，系统性能系数明显降低；随着系统工质充注量的增加，冷凝器内工质R290质量明显增加，集热器内工质R290质量略有增加，系统性能系数先增后减，存在一个最大值；太阳能集热，蒸发器出口过热度由3℃升至8℃时，其变化对工质R290的分布和迁移特性影响很小，且对系统性能系数的影响也很小；随着环境温度、压缩机转速和工质充注量的增加，集热器集热效率不断增加；而随着太阳辐射强度、水箱水温和太阳能集热，蒸发器出口过热度的增高，集热器集热效率不断降低。