太阳能与空气源热泵集成供热系统研究进展

太阳能与空气源热泵能都具有清洁节能的优点,但两者的性能又均受制于天气状况,在某些工况下不能保证较高的运行能效,若将太阳能与空气源热泵组成集成系统,则可实现双方的优势互补。本文从太阳能与空气源热泵的多种结合方式出发,阐述了近期太阳能与空气源热泵集成供热系统的研究进展,分析了喷射器增效双热源热泵和太阳能光伏光热一体化双热源热泵等6种不同集成系统各自的特点,根据每种系统的特点探讨了各种集成方式的适用范围。指出太阳能可以提高空气源热泵的低温性能,缓解空气源热泵的结霜问题,同时空气源热泵也能弥补太阳能不稳定性和不连续性的缺陷,故太阳能与空气源热泵的结合可以提高供热系统的可靠性与节能性。最后,分析了现有研究的不足之处,并提出了关于未来研究方向的建议。

太阳能丰富的寒冷地区三种清洁能源供暖的适用性分析

兰州属于太阳能较丰富的寒冷地区,太阳能、空气源热泵、太阳能辅助空气源热泵,这三种供暖系统谁更节能更经济还有待分析.为此,选取某一典型住宅建筑,根据兰州地区的气候特性分别设计三种典型供暖系统.考虑到关键设备的选型对分析结果有显著影响,利用敏感性分析结合太阳能保证率推荐范围和初投资等来确定每个系统关键设备的选型.利用TRNSYS软件分别建立三种方案的系统模型,通过仿真模拟,分析了三种方案在兰州地区的供暖季运行特性.采用NPV法,分析了三种清洁能源供暖方案在兰州地区的经济性.结果表明:太阳能辅助空气源热泵节能性最好,空气源热泵的经济性最好.

可实现快速制热和除霜的蓄能型空气源热泵系统的实验研究

提出一种可快速制热和除霜的蓄能型空气源热泵系统,并在室外温度约-0.7℃,相对湿度约95%的雨雪天气条件下进行实验测试,结果表明,结霜过程中蓄热器可有效阻止室内机出风温度的下降,除霜过程中新系统的压缩机出力大,效率高。除霜用时比常规除霜缩短68%,除霜能耗比常规除霜减少51.4%,除霜末期室内机出风温度为28℃,比常规系统高22℃,几乎没有吹冷风感;新系统开机快速制热效果十分显著,其6 min的制热量相当于常规开机制热10 min的制热量,新系统显著提高了空气源热泵的供热效果。

可实现“无霜效果”的蓄热型空气源热泵系统实验研究

提出一种"无霜效果"的新思路,利用余热蓄热、余热除霜的技术方案实现除霜期间供热量不衰减,使用户感觉不到传统除霜带来的舒适性问题。根据该思路提出一种新的蓄热型空气源热泵系统,并搭建实验台,在吉林市3月份雨雪天气(高湿环境)下实际测试其供热及除霜效果。实测结果表明,除霜期间新系统吸排气压力、压缩比变化平稳且保持在较理想的水平,除霜干净彻底,室内机出风温度不但未降低还有所升高,可实现"无霜效果"的目标。

空气源热泵蓄热除霜研究进展

蓄热除霜因舒适性好,可靠性高,近年来成为研究热点。本文综述了近十年来蓄热除霜的发展历程,包括蓄热器的形式、蓄热材料的种类、蓄热和除霜过程制冷剂的流程及对应的供热、除霜效果等。综述结果表明,无论哪种蓄热除霜形式,都具有良好的除霜效果、室内舒适度和节能性。但是现有的蓄热除霜系统中,蓄热器功能较单一(只用于除霜),除霜时室内舒适性还有进一步提升的空间。为此,本文在现有蓄热除霜技术的基础上,提出了一种带有快速制热功能的蓄热除霜系统,可进一步提高除霜过程的室内温度和舒适性,同时在开机时能更快的使室内温度达到设定值,并从理论和实验角度分析了该系统的优势。

液氮预冷双路循环氢液化系统优化与分析

为降低大型氢液化工程的生产能耗,推动我国氢能产业的发展,本文提出一种液氮预冷双路循环紧凑新型氢液化系统。系统最大液氢产量为300 t/d,采用节流降温、膨胀降温和换热冷却的方式实现氢气深冷液化。通过对氢气物性计算进行优选,借助Aspen HYSYS软件对工艺流程进行模拟计算和分析。采用Matlab调用遗传算法对氢液化系统中的关键参数进行全局优化后,比能耗为6.274 kWh/kg LH2,㶲效率为33.79%;考虑到液氮的制取能耗,液化系统的总比能耗为10.59 kWh/kg LH2,㶲效率为19.99%;优化后的氢液化系统具有更好的运行性能。同时,基于优化结果分析设备㶲损和换热器性能,可为大型氢液化装置的研发提供重要参考。