Performance analysis of U-vertical direct-expansion ground-source heat pump

The performance of a direct-expansion ground-source heat pump（DX GSHP）system is theoretically analyzed.Compared with the conventional ground-source heat pump（GSHP）,the DX GSHP has a lower condensing temperature in the cooling mode and a higher evaporating temperature in the heating mode,and the ground heat exchanger（GHE）in the DX GSHP has a low thermal resistance.Therefore,the coefficient of performance（COP）of the DX GSHP is higher than that of the GSHP.In addition,the system performance of the DX GSHP system is higher than that of the conventional GSHP system because there are no secondary solution loops and water circulating pumps in the DX GSHP system.The experimental energy performance of the DX GSHP system is also investigated based on the actual operational data.The tested DX GSHP system is installed in Xiangtan,China.The U-vertical GHE of the DX GSHP is buried in a water well.The length and the outside nominal diameter of the GHE are 42 m and 12.7 mm,respectively.The experimental results show that the maximum（COP）and the average COP of the DX GSHP system in the heating mode are 5.95 and 4.72,respectively.

Thermal comfort assessment and energy consumption analysis of ground-source heat pump system combined with radiant heating/cooling

A new ground source heat pump system combined with radiant heating/cooling is proposed, and the principles and the advantages of the system are analyzed. A demonstration of the system is applied to a rebuilt building： Xijindu exhibition hall, which is located in Zhenjiang city in China. Numerical studies on the thermal comfort and energy consumption of the system are carded out by using TRNSYS software. The results indicate that the system with the radiant floor method or the radiant ceiling method shows good thermal comfort without mechanical ventilation in winter. However, the system with either of the methods should add mechanical ventilation to ensure good comfort in summer. At the same level of thermal comfort, it can also be found that the annual energy consumption of the radiant ceiling system is less than that of the radiant floor system.

Experimental Investigation on System with Combination of Ground-Source Heat Pump and Solar Collector

This paper presents the heating performance and energy distribution of a system with the combination of ground-source heat pump and solar collector or a solar-assisted ground-source heat pump system (SAGSHPS) by calculation and experiment.The results show that the average absolute error is less than 0.6 ℃ and the relative error is less than 5% under the pulse load when the analytical solution to the 2-D solid cylindrical source model is used for the SAGSHPS.The coefficient of performance (COP) of the SAGSHPS is 2.95-4.70.The average fluid temperature in the borehole heat exchanger can increase by 3 ℃ with the assistance of solar collector,which will improve the COP of the heat pump by approximately 10% from the experimental data.The energy contributions to the total heating load of soil,electricity and solar are 56.30%,36.87% and 6.83%,respectively.

Research on Performance of Ground-Source Heat Pump Double U Underground Pipe Heat Exchange

This paper uses FLUENT software building the three-dimensional unsteady state model of ground source heat pump single U and double U underground pipe to study on heat exchange of underground pipe system in the condition of unsteady state long-term continuous running, analyzes the change of soil temperature filed around underground pipe and performance of underground pipe heat exchange between single U and double U pipe system. The results show that double U pipe system is better than single U system, which can improve unit depth heat exchange efficiency, reduce the number of wells and reduce the initial investment.

改良热泵密集烤房烘烤工艺及其效果分析

为进一步利用热泵密集烤房优势,解决热泵密集烤房与现有工艺不匹配、初烤烟叶化学成分提升不明显等问题,对传统三段式烘烤工艺进行改良,对初烤烟叶的主要化学成分、石油醚提取物、多酚类物质、香气代谢产物及评吸质量进行分析。结果表明:与传统三段式烘烤工艺相比,可变频密集烤房采用改良三段式烘烤工艺后效果较好,其初烤烟叶化学成分赋值提高8.9%,淀粉含量下降20.0%,中性致香物质含量提高0.7%,多酚类物质含量提高49.4%,评吸得分提高6.2%。说明改良三段式烘烤工艺可促进烟叶香气代谢产物的积累和化学质量、评吸质量的提高。综合分析,改良后的三段式烘烤工艺能够有效提升热泵密集烤房初烤烟叶质量,有较好的实用价值。

课程思政视域下空调用热泵技术及应用课程教学改革探索

高校承载着人才培养的重任,是大学生思想政治教育的重要阵地。推进课程思政建设是将价值观教育与知识传授和能力培养融合,帮助大学生塑造正确的世界观、人生观和价值观,是落实立德树人根本任务的重要举措。如何在知识传授中实现价值引领,避免课程思政教育与专业教育“两张皮”的问题,是目前课程思政教育中的关键问题之一。基于建筑环境与能源应用工程专业的空调用热泵技术及应用课程特点以及新时代背景下的人才要求,对课程内容蕴含的思政元素进行了初步探索,并对教学模式等进行了讨论,推进课程思政建设融合,打造高质量思政课堂。

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。

新能源汽车空调热泵技术应用探讨

新能源汽车与国家节能减排的指导战略一致,在能源日益紧张的今天,即可解决民众出行对交通工具的需求,同时可减少车辆运行中对资源的消耗,也不会出现严重的环境污染问题,所以在未来有较大的发展潜力。制冷与制热是汽车空调的主要功能,传统燃油车的制冷制热技术已可非常成熟地利用燃油资源。然而,以往燃油车因技术的限制,虽然可进行制冷与制热的操作,但是存在较大的问题,比如能源利用率低,与我国能源战略的初衷相悖。新能源汽车具有无污染、零排放等优点,新能源汽车空调热泵技术的运用,可显著提高新能源汽车的综合性能,所以该技术在新能源汽车领域备受关注。本文对新能源热泵空调系统的工作模式及热泵空调技术应用状况进行探讨分析,梳理空调热泵的应用内容,探讨其在未来面临的发展机遇及面临的挑战。

混合动力轿车热泵系统NVH控制技术研究

热泵系统的振动噪声性能在新能源汽车整车NVH舒适性评估中起到至关重要的作用。本文根据热泵系统的结构和工作特点,结合汽车振动噪声控制原理,从振动噪声激励源、结构模态分布、传递路径、评价工况等多个维度开展了热泵系统振动噪声控制方法研究。通过分析某国产混合动力轿车在热泵产品开发中的NVH问题,提出相应的解决方案。结果表明:热泵NVH控制是一个系统工程,压缩机、空调管路、HVAC箱体、声学包以及压缩机控制策略是NVH的重要影响因素,为新能源汽车热泵系统的振动噪声性能控制提供了清晰的技术参考。

氟泵多联空调技术在北方某数据中心的应用研究

随着数据中心的发展、IT单机柜功耗的不断提高,国家对其能效等指标的管控越来越严。作为提高空调系统能效、降低PUE、WUE指标的有效方案,氟泵多联空调技术和蒸发冷却技术在工程中使用较多,也是行业重点关注的空调冷却方案。通过分析该项目的应用,总结经验,为此类方案在东北地区大型数据中心的使用提供参考借鉴。

脱水桑叶菜加工工艺及成套设备的研究

本文介绍了采用连续式热水热烫机、气浴式冷却机和热泵除湿干燥机等作为主要设备的脱水桑叶菜加工成套设备,并给出了脱水桑叶菜工业化加工的工艺,热烫温度95~100℃,热烫机变频器频率设定20 Hz(热烫时间约5 min),挤压脱水机的压力设定2 500 N/m^(2),热泵除湿干燥机的铺料密度为5.0 kg/m^(2),干燥风速约3.0 m/s,设定干燥温度为40~65℃,相对湿度为80%~20%,将桑叶菜水分降至10%,干燥耗时为12~16 h。热泵干燥后期应用缓苏、复烘工艺并配合干、湿库的干燥模式,既提高设备产能,也进一步节约干燥能耗。

国际热泵技术发展热点分析——第14届世界热泵大会跟踪

热泵技术是国际能源署认证的减碳技术措施之一,可高效利用可再生能源实现低碳供热,在全球得到了广泛的应用。由国际能源署热泵技术合作委员会(IEA HPT TCP)组织的世界热泵大会,是全球首屈一指的热泵技术交流平台,本文通过对2023年第14届世界热泵大会进行论文综述,介绍了国际热泵政策,对工业高温热泵、环保工质研发、地源热泵技术、空气源热泵技术、吸收式热泵技术、热泵和电网交互技术6个研究热点的研究工作和成果进行了说明,分析了热泵技术发展趋势和在不同区域的发展特点,并对热泵技术在建筑供热领域和工业供热领域应用的未来进行了展望。

矿井余热利用技术研究及应用分析

针对矿井乏风余热和涌水余热对风井场地井口和建筑物供暖进行了研究,以陕西陕煤曹家滩矿业有限公司为例,对该矿的用热需求、供热现状和余热量进行了分析,使用直冷式深焓取热乏风热泵与矿井涌水余热利用技术相结合的方法,提出了余热利用系统的设计方案,重点分析了该系统运行效果、经济和环境效益。研究结果表明,矿井乏风余热和涌水余热可满足矿井用热需求,并能获得显著的经济效益和环境效益。

大中型粮食烘干设备研究进展

随着农业科技的进步,粮食烘干设备在粮食加工过程中得到广泛应用。而关于粮食烘干的研究大多集中在工艺优化上,对于粮食烘干设备的研究较少,导致新型工艺技术难以应用,粮食烘干设备的进步受到制约。目前应用于粮食烘干的有热风、热泵、远红外、太阳能、真空、微波以及联合干燥设备,本文从工作原理、干燥效率、干后品质、能源消耗、发展趋势等方面对以上粮食干燥技术及其设备进行综述,介绍了节能环保、智能调控的新型干燥设备的研究现状,分析了各种大中型粮食烘干设备及技术存在的问题,并对粮食烘干设备的发展趋势提出建议,以期为粮食烘干产业健康发展提供参考。

基于专利文献计量的热泵相变蓄热除霜技术发展态势研究

结霜问题制约了空气源热泵的应用与发展。基于专利文献计量,以热泵领域节能性能良好的相变蓄热除霜技术作为主题,系统梳理了2001—2022年间全球专利申请情况,分析了申请趋势、申请人分布、申请人国别、外国申请人在中国申请情况、技术功效、技术演进情况。格力、美的、松下电器为主要申请人。该领域主要包含蓄热装置内单制冷剂管路、蓄热装置内多制冷剂管路、蓄热装置回收压缩机余热、蓄热装置回收太阳能及蓄热装置结构设计5个技术分支。为了保障室内舒适性,技术研发集中在实现热泵化霜时制热。对于蓄热装置回收压缩机余热技术,可以在相变材料、技术效果等方面与松下电器区分。

吸收式热泵技术在工业余热回收中的应用与前景

随着全球能源问题的日益严峻,工业余热的回收和再利用已成为提高能源效率、减少能源浪费、降低生产成本和减轻环境污染的重要途径。吸收式热泵技术作为一种有效的余热回收手段,能够在不同温度范围内实现高效的热能转移,尤其在工业领域的低温余热回收中显示出显著的优势。详细介绍了吸收式热泵的工作原理及其在工业余热回收中的应用案例,并通过实际数据分析其节能减排效果;还探讨了吸收式热泵技术的现状和未来发展趋势,以期推动该技术在更多领域的广泛应用。

地热供暖梯级利用优化研究

提高地热能利用率是地热供暖节能增效的有效途径,尾水回灌是热储可持续开发利用的根本保障。不同的地热能供暖运行策略致使系统地热能利用率与系统总能效不同。不同的热储层具有不同的物化特征,为利于回灌、节能及安全,宜据其特性优化利用模式。基于砂岩热储供暖在不同运行模式下案例,定量分析不同侧重点之优缺,提供更合理的梯级利用策略参考模型。

含储能的空气源热泵供暖运行策略优化

近年来,在中国北方地区,空气源热泵供暖作为清洁供暖的方式之一,在实现“双碳”目标中发挥着不可替代的作用。然而,热泵主要依靠电力驱动,因此热泵供暖使得电量消耗增加,供热成本增加。基于太原市A清洁供暖项目,建立运行优化模型,利用GAMS软件求解,发现制定最优运行策略可节省电耗约5.2%,节省运行费用约2.6%。此外,在能源系统中加入储热水箱,利用分时电价政策可进一步节省电耗11.1%,节省运行成本9.9%。

陈四楼煤矿水余热利用节能装备技术的研究与应用

本文针对陈四楼煤矿原有传统供暖方式运行中存在的问题,分析了矿井水余热利用系统装备技术运行机理及选型设计,介绍了井筒矿井水余热利用系统装备技术工艺流程、运行特点及效益分析,并对实际应用中的矿井水余热利用效果进行了论证与研究,指出了煤矿生产资源节能装备技术高效利用模式在现代化矿井安全生产中的重要性。

宽温域工况下热泵技术应用的研究进展

为了研究实际运行中环境温度过低或目标供热温度较高工况下,热泵系统的性能系数及压缩机的可靠性,单级压缩循环已经不能满足供热需求。本文梳理了宽温域工况下热泵系统的应用现状,从补气增焓、双级压缩、复叠系统等技术分析了影响其系统能效的因素,相应热泵系统制热量较单级压缩系统可相对提高12%~15%。展望了宽温域工况下热泵技术的发展趋势与研究重点,对热泵技术进一步推广应用具有一定实际意义。