太阳能-空气源热泵热水系统新型组合优化设计

太阳能-空气源热泵热水系统(solar-air source heat pump hot water system, SAHWS)常用于宿舍楼宇供暖,通过对系统参数的优化设计可显著提高系统能效性能与环境友好性。为得到一种综合考虑SAHWS经济、能源、环保与节能的优化方法,提出了一种新型组合优化设计策略,并利用TRNSYS软件搭建系统仿真模型,以西安、西宁、拉萨这3座不同太阳能资源等级城市为例,对SAHWS运行工况对比分析。结果表明:与常用生命周期成本设计相比,所提出的组合优化设计不仅降低了系统成本,还有着较低的系统能耗;组合优化设计的热泵能耗与工作小时数最短,且有最低的热损,在投资成本、系统季节性能因子、太阳能保证率以及碳粉尘、二氧化碳排放量均有较好表现。

吨水耗电量在太阳能空气源热泵热水系统的应用

随着建设绿色低碳校园的理念提出,太阳能空气源热泵技术在高校得到了广泛应用。为了更好地分析和评价太阳能空气源热泵热水系统的节能降碳效果,以某高校宿舍楼为研究对象,设计了并联式太阳能空气源热泵(SC-ASHP)热水系统,分析了该系统的年实际运行情况,并与单一热泵(ASHP)热水系统的运行情况进行了对比研究。结果表明:该高校宿舍楼典型用水高峰期在18:00-22:00时,这有利于并联式太阳能空气源热泵热水系统在白天利用太阳能加热水箱,剩余不足部分由热泵进行补热。吨水耗电量可作为评价该热水系统运行效果的关键参数,并联式太阳能空气源热泵热水系统吨水耗电量y随环境温度T_a升高在逐渐降低,随进水温度T_(in)升高先减小后增大。在T_a和T_(in)都是11.5℃时,系统吨水耗电量达到最小值,这是因为当T_(in)>11.5℃时,不利于热泵凝汽器放热,热泵效率降低,热水系统吨水耗电量随之增大。并联式太阳能空气源热泵热水系统吨水耗电量整体低于单一热泵热水系统,其中热泵对系统吨水耗电量的影响最大。并联式太阳能空气源热泵热水系统比单一热泵热水系统年平均节省电量为4.18万kW·h,年平均降低CO_(2)间接排放量为41.67 tCO_(2),具有明显的节能降碳效果。

空气源热泵辅助太阳能集中生活热水系统分析

双碳目标下,二氧化碳排放量成为评价系统环保性的一个重要指标。文章分析了集中生活热水系统中太阳能与空气源热泵常用组合形式的优缺点及控制逻辑,得出空气源热泵辅助太阳能制备热媒的系统适用于改造项目,新建项目建议优先选用空气源热泵辅助太阳能制备热水。结果表明,太阳能和空气源热泵二者供热比例相当,各占总供热量的46%,电加热占总供热量的8%;与传统燃气锅炉热水系统相比,空气源热泵辅助太阳能制备热水系统减碳19.1%,环保效益明显。

太阳能与空气源热泵双热源热水系统的设计与研究

以天津某酒店项目为例,探究复合两种可再生能源作为热源应用到生活热水系统的可行性。从热源选择和系统构成、工作原理、设备选型等方面介绍了太阳能+空气源热泵+电辅助加热系统的设计,为类似设计提供参考。

广东某职工宿舍太阳能热水系统设计

介绍了广东某职工宿舍采用的太阳能与空气源热泵相结合的全日制生活热水系统,分析了该太阳能热水系统的设计计算、设计要点、重要参数取值、空气源热泵的设计计算等主要问题。

光伏光热-双源热泵系统地区适用性研究

利用TRNSYS软件建立了光伏光热-双源热泵(PV/T-DSHP)系统仿真模型,选取拉萨和上海对PV/T-DSHP系统的运行特性进行了模拟分析,对不同室外气象条件(环境温度、太阳辐照度)下单一光伏-空气源热泵(PV-ASHP)系统和光伏光热-水源热泵(PV/T-WSHP)系统的性能系数进行了对比分析。结果表明:PV/T-DSHP系统在拉萨和上海的供暖季平均系统性能系数(COP s)分别为4.23和3.34;在太阳能资源一般区和丰富区,PV/T-WSHP系统较PV-ASHP系统在根据环境温度和太阳辐照度划定的最佳COP*s运行区域内运行更具性能优势。

太阳能-空气双热源热泵中央热水系统

太阳能-空气双热源热泵中央热水系统在太阳能与热泵结合方面做了很好的尝试,系统可有效解决北方寒冷地区太阳能全年稳定供热水问题。本项目的实施将为2008绿色奥运工程起到积极的示范和推广作用。

双源热泵太阳能热水系统最佳切换温度和设备配置

引入制热季节性能系数(HSPF)指标,基于武汉地区太阳辐射和气温条件,对某酒店制取生活热水的双源热泵太阳能热水系统能效在不同切换温度下的变化规律进行分析,确定双源热泵热水系统最佳切换温度并进行设备配置。结果表明,最佳切换温度Tqh范围为6.3~6.5℃,对应的HSPF值为3.0~3.1,双源热泵太阳能热水系统制取生活热水的能效最高,在满足生活热水需求的情况下设备能耗处于最低值;对应配置蓄热水箱有效使用容积为87.5m^3,太阳能集热器集热面积1924m^2。

太阳能耦合空气源热泵热水系统在风电场的应用

结合闽清上莲风电场工程实例,阐述太阳能耦合空气源热泵热水系统的设计方案、运行模式和系统节能效益分析。通过理论计算及节能效益分析,表明选用太阳能耦合空气源热泵用于生活热水供应,节能减排效果显著,投资回收期短,经济效益良好,可推广应用。

寒冷地区空气源热泵辅助太阳能热水器供暖性能

为提高太阳能热水器供暖的稳定性并大幅降低空气源热泵供暖的成本,提出空气源热泵辅助太阳能真空管热水器供暖构想,在甘肃省兰州市七里河区魏岭乡绿化村搭建空气源热泵辅助太阳能热水器供暖试验系统,详细研究了晴天、阴天及多云3种典型工况下系统的集热效率、热泵性能系数、系统太阳能保证率和系统能效比等.研究结果表明,晴天、阴天及多云工况下太阳能集热器有效得热量分别为75.5、4.1和49.2 kW·h,集热效率分别为61.3%、26.6%、55.2%,太阳能热泵平均性能系数(COP)分别为3.6、3.4、3.6,空气源热泵平均COP分别为0、2.9、3.1,系统实际供热量分别为113.4、125.9和124.8 kW·h,系统耗电量分别为33.4、50.5和42.7 kW·h,系统太阳能保证率分别为66.6%、3.3%、39.4%,系统能效比分别为3.4,2.5,2.9.研究证明了太阳能真空管集热器-空气源热泵系统用于寒冷地区供暖的可行性,为寒冷地区供暖提供了一种新途径.

某高校洗浴中心“太阳能+空气源热泵”热水系统应用

近年来,随着国家对资源节约型、环境友好型发展要求的不断提高,以及碳达峰碳中和目标的不断推进,各大工业企业陆续贯彻执行国家低碳环保、节能减排的措施,以限制燃煤锅炉的使用。而在生活用能方面,部分高校采用大型锅炉联合供气的方式加热。在新旧动能转换政策之下,很多学校采用太阳能来替代传统锅炉加热,使用电能进行辅助,但是效果也不甚理想,表现为电辅加热成本太高,太阳能供热不稳定,难以兼顾节约成本和稳定供热,且高校没有专业的技术人员对设备进行专门维护。

双源热泵太阳能热水系统节能运行策略

在武汉地区太阳辐射和气温条件的基础上,对某酒店双源热泵太阳能热水系统进行了运行模式判别,并对热水系统运行策略和节能性进行了深入分析。研究结果表明,在冬季,太阳能系统需要与热泵系统联合制取,在过度季和夏季,太阳能系统与热泵系统可独立制取;冬季制热季节性能系数达到了2.49,过度季制热季节性能系数达到了4.37,而夏季制热季节性能系数则达到了5.76;每年节省标准煤量为28364.7吨,减少CO2减排量、SO2减排量、粉尘减排量分别为70060.8吨/年、567.3吨/年、283.6吨/年,社会经济效益明显。

太阳能-空气双热源热泵中央热水系统

近几届奥运会都把太阳能热水作为场馆建设和奥运村热水供应的一个环保亮点,特别是2000年悉尼奥运会的奥运村成功地应用了太阳能热水系统。我国提出把2008年奥运会办成绿色奥运的一个主要内容是90%以上的热水由太阳能提供,这是历届奥运会上都未达到的高度。由于太阳能供热水受天气影响,如何使热水供应的保证率达到100%,在经济上又不因太阳能集热器面积过大而过多地增加初始投资,如何使太阳能集热器和奥运村及奥运场馆的建筑结合符合建筑师的要求,目前国内尚未有现成的案例。

太阳能+地源热泵并联热水系统冬季运行特性研究

利用笔者设计的太阳能+地源热泵并联热水系统实验平台,研究了该系统在冬季太阳能辐照量不足的情况下的运行特性。结果表明,采用太阳能+地源热泵并联热水系统不但可以满足学生公寓对生活热水的需求,而且总体效率保持在4.0以上,其中地源热泵系统在日均运行时间达16h的冬季依然保持着较高的性能,其COP值均值为3.0。太阳能+地源热泵并联热水系统在冬季宜采用地源热泵为主热源、太阳能为辅助热源或完全采用地源热泵制热的运行模式。

空气源热泵辅助供热太阳能热水系统实验研究

设计并构建了一种新型空气源热泵辅助加热太阳能热水系统,该热水系统可根据气候条件分别以单一的太阳能热水器模式、单一的空气源热泵模式及太阳能与空气源热泵耦合模式运行。在昆明地区气候条件下,对空气源热泵辅助加热太阳能热水系统进行了一系列测试,分析了在不同运行工况下系统的热力性能。测试结果表明该系统具有较大的节能潜力,热泵空气源热泵子系统的日平均COP可达3.8左右。

基于多参数空气源热泵辅助太阳能热水机组的控制系统

采用了空气源热泵辅助的太阳能热水机组,以解决单一太阳能热水系统受天气条件影响的问题。以PLC控制器为核心,综合考虑光照条件、环境温度、水箱水温、供水压力等多个参数条件,设计了基于多参数的空气源热泵辅助太阳能热水机组的自动控制系统,实现了以太阳能为主热源的热水机组全天候稳定热水供应,有效地节约了能源。

太阳能、空气源热泵热水系统性能优化实验研究

将已实用化的非直膨式太阳能、空气源热泵热水器作为被测对象,测试其基础性能,以对其全年实际性能进行分析。然后设计拟定出3种性能优化方案,对提出方案进行可行性分析并在冬季条件下进行多组实验,以观测所能达到的优化程度。最后提出一种优化方案的综合运行策略,并通过模拟全年不同温度、气候环境计算出该优化方案的综合运行效果,复合系统全年累计电能消耗减少达45.8%。

双水箱太阳能集中热水系统关键参数优化及建筑类型的适用性研究

为对供热水箱容积、供热水箱控制最低水位、补水泵流量、集热水箱放水温度等关键参数进行系统优化,建立典型的双水箱太阳能集中热水系统仿真模型,以太阳能保证率和集热效率为主优化指标。结果表明:部分工况下供热水箱容积的增大会引起太阳能保证率的增大,但集热器的集热效率会有所减小;对于供热水箱通过水位控制的双水箱太阳能集中热水系统,建筑类型对系统补水泵流量的影响较大;对于集热水箱到供热水箱的热水通过温差控制的热水系统,放水温度应大于用户用水温度;双水箱太阳能集中热水系统,更适于24 h连续供水的建筑类型。

空气源热泵辅助建筑一体化太阳能热水系统的经济性分析

太阳能与建筑一体化是太阳能利用的发展方向之一。以兰州地区某10层住宅建筑共20户为研究对象,采用以空气源热泵为辅助热源的太阳能集中热水供应系统,对可供选择的4种辅助热源进行了经济性评价。首先用动态费用年值法对各方案的费用年值进行了计算比较,然后进行了敏感性分析。分析表明,在兰州地区住宅建筑太阳能集中热水供应中,综合考虑经济、管理、环保等因素,空气源热泵为辅助热源的方案会取得更好的效果。

空气源热泵辅助加热太阳能集中热水系统设计探讨

太阳能集中热水系统受到天气的影响难以全天候运行,需要设置辅助加热装置。结合工程实例,对空气源热泵辅助加热太阳能集中热水系统的特点、适用范围、运行工况以及系统设计进行分析和探讨。