珠三角地区地埋管地源热泵热水系统运行特性实验研究

在现有的U形地埋管地源热泵热水系统的基础上搭建了实验平台,研究了该地区不同运行工况下地埋管地源热泵的启动运行特性、制热性能系数COP、地埋管内循环水温度恢复规律、单位井深换热量及地埋管换热器的热影响半径。结果显示,该地区地埋管地源热泵供热工况下从启动到进入稳定换热的时间为6～9h,连续和间歇运行工况下COP的平均值分别为3.47和3.56,间歇运行工况下两个实验井的单位井深换热量比连续运行工况分别提高了6.6%和9.4%,两种U形地埋管换热器在48h内的热影响半径均在0.5～1.0m之间。

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。

地埋管地源热泵热水供应系统运行性能的影响因素

建立了地埋管地源热泵热水供应系统实验平台,研究了环境温度、间歇/连续运行工况、管内循环液流速等对地埋管换热器换热能力的影响,并研究了地埋管换热器周围土壤温度场的变化。结果表明,地埋管地源热泵热水供应系统基本不受环境温度的影响;采用间歇运行,有利于提高地埋管换热器的换热能力;地埋管换热器平均单位井深换热量随管内循环液流速的增大而增大,但当流速增大到一定程度时,其增幅趋于平缓。

不同垂直埋管形式地源热泵热水系统换热性能研究

富水土壤条件下,采用单因素方法,研究了3种不同垂直地埋管换热器--单U型、双U型和套管型的地源热泵热水系统。3种小型热泵热水系统在稳定运行情况下,系统能效比分别为3.5、4.1、4.5。小型地源热泵热水系统在夏热冬暖地区具有良好的适应性,能满足制取生活热水的需求。

“空气源热泵-太阳能”热水系统在高校学生公寓的应用

学生公寓热水需求量大且用水时间较为分散,选择少污染且高效的热源形式,对高校的节能减排有重要的意义。空气源热泵辅助太阳能热水系统水温恒定,可全天候供应热水,满足阴雨天及冬季使用热水需求,智能化程度高,节能效果明显且项目回收周期短,可以在高校中推广使用。介绍山东某高校公寓实际运行的空气源热泵辅助太阳能热水系统及其控制原理;并通过对电热水器和单独采用空气源热泵制取热水方式的年耗电量计算,与实际运行项目的年耗电量比较,对其节能性进行分析。由于对系统各设备的启停采用了智能控制系统,能够对系统运行模式进行灵活调控,使得该系统比电热水器节电75%,比独立空气源热泵系统节电30%。根据2021年项目实际年收入,预计该系统回收周期为4.2年。

24h全日集中空气源热泵热水系统贮热水箱容积的分析探讨

在空气源热泵热水系统设计中,贮热水箱容积的计算至关重要。介绍并分析了现行标准规程贮热水箱容积的计算公式,指出了公式运用时可能存在的问题。针对空气源热泵定时运行、24 h全日集中热水供应系统,根据热泵运行时间与用水高峰持续时段的覆盖关系,分情况分析并推导了贮热水箱容积的计算公式。在设计取值范围内,对上述推导公式计算的贮热水箱容积进行了分析。提出了贮热水箱容积在方案阶段的估算建议值。

基于热平衡原理的地埋管地源热泵系统开发利用规划评价

为了保障海门地区地埋管地源热泵系统的可持续开发利用,科学合理设计地埋管地源热泵系统布置方案,准确评价系统的浅层地热能可采资源量,根据研究区水文地质和浅层地热地质条件,基于热平衡原理,建立了海门地区地埋管地源热泵系统水-热三维耦合数值模型,预测分析了未来地源热泵系统运行期间不同布置方案下浅层土体温度场的动态变化规律。通过对比分析,针对出现的热堆积问题,确定了克服土体热堆积的地埋管优化布置方案,评价了研究区地埋管地源热泵系统的浅层地热能可采资源量。结果表明,海门地区地埋管地源热泵系统开发可分为6个区,各区地埋管间距在29~39m,能够保证未来运行10a内土体温度升幅不超过0.5℃,地热能可持续开采。在此方案下,研究区地埋管地源热泵系统可采资源潜力夏季为3.851157×10^(4)m^(2)/km^(2),冬季为7.586812×10^(4)m^(2)/km^(2)。

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。

闭式空气源热泵热水系统设计探讨

以学生宿舍闭式空气源热泵热水系统运行、改造过程中发现的问题为例,通过理论分析、流体仿真模拟,探讨了闭式空气源热泵热水系统卧式贮热水罐在集中负荷状况下实际可利用热水比例偏小问题。在工程实践中,采取卧式贮热水罐串联代替并联、并联辅热等方式,解决了宿舍热水运行问题。同时,通过流体仿真模拟,对该热水系统改造前后卧式贮热水罐实际可利用热水比例的值作比较分析。

空气源热泵在酒店热水系统中的应用分析

随着国家经济的快速发展,城市化进程不断加快,城市建筑和小区越来越密集,人们对生活品质的要求也越来越高,而酒店作为人们日常生活、工作的重要场所,其热水供应质量直接影响到人们的生活品质和工作效率。空气源热泵作为一种清洁能源利用设备,具有运行环保、运行费用低等优点,因此在酒店热水供应中具有良好的应用前景。基于此,文章以某酒店热水系统为例,分析了空气源热泵在酒店热水系统中应用意义和空气源热泵在热水系统应用的类型及特点,探讨了空气源热泵在酒店热水系统中的应用设计,供同行参考。

西北严寒地区空气源热泵热水系统安装运维管理措施

空气源热泵热水系统因其在高效、环保方面的优势,得到广泛应用。针对西北严寒地区,本文对空气源热泵热水系统在冬季的安装及运行维护特性进行了分析。研究结果显示:在严寒气候条件下,选用适应低温环境的空气源热泵型号至关重要,设备本身需具备优良的防冻保护设计,并采取相应的保温措施,以防止水路系统出现冻结风险。同时,定期开展维护工作,关注极端低温环境下系统能效的降低,充分考虑设备选型、设备支撑、管路布置等方面的合理性,并注重定期维护与监测,确保空气源热泵系统在极寒环境中实现高效、可靠运行。

高校学生宿舍空气源热泵热水系统运行实测与评估

为了解决重庆大学虎溪校区松园学生宿舍热水系统在运行中出现的诸多问题,如系统能效比(COP)较低、部分房间热水供应延迟及管道顶端排气阀锈蚀等,本文通过实地考察、测试及后台数据分析,深入分析了这些问题并识别出影响系统效率和可靠性的关键因素。基于这些分析,提出了包括在供水管道增加保温层、在供水管上采用变频补水泵定压、水泵出口段安装止回阀并完善回水控制策略等观点。通过这些措施,得出了通过对热水系统实施常态化监测以及及时诊断优化能够有效提高系统的整体效率和可靠性的结论。

临沂市罗庄区浅层地热能资源研究与评价——以地埋管地源热泵系统为例

本研究旨在评估临沂市罗庄区浅层地热能资源量和开发利用潜力。在分析临沂市罗庄区区域地质、地热地质等基础资料的基础上,结合岩土体样品测试和现场热响应试验,采用指标法和层次分析法对临沂市罗庄区进行地埋管地源热泵系统进行适宜性区划并进行了潜力计算。结果表明:罗庄区内浅层地热能开发利用适宜性中等区面积68.97 km^(2),占97.17%;适宜区内,0~120 m浅层地热能储存量1.882×10^(13)kJ/℃。研究区采取地埋管地源热泵方式开采浅层地热能,冬季可供取暖面积2.56×10^(7)m^(2),夏季供可制冷面积1.56×10^(7)m^(2)。

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+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。

地源热泵系统地下埋管换热器设计(1)

分析讨论了地下埋管换热器设计中岩土热物性参数的确定,垂直竖井的回填材料、 岩土冻结对埋管换热器的影响,埋管形式及埋管深度的选择。

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%。

太阳能-土壤源热泵耦合系统及其地埋管系统

建立了太阳能-土壤源热泵耦合型热水系统实验平台,研究了在秋冬季不同运行条件下该系统的运行特性,分析了地下埋管系统中钻孔回填材料、U型管工作模式、套管内循环液流动模式、套管外管与内管的导热系数比等对系统制热效果的影响。研究表明,太阳能土壤源热泵系统在国内亚热带地区可以获得良好的应用,并给出了埋地换热器的合理形式。