驱动源及低温热源双向梯级利用热泵工艺研究

为提高一次能源利用效率,针对大庆油田吸收式热泵余热提取工艺进行了改进,采用驱动源和低温热源双向梯级利用热泵工艺,提高了能源利用效率。传统热泵工艺COP为1.7,采用双效梯级利用工艺COP达到2.7。双向梯级利用热泵工艺为耦合蒸汽直拖离心式热泵和蒸汽驱动吸收式热泵对余热余压梯级利用的工艺流程,利用中温中压蒸汽梯级驱动两级热泵,充分发挥了蒸汽的做功能力;同时梯级提取含油污水低温余热,使含油污水温度从35℃降至21℃,传统热泵工艺从35℃降至25℃。综合能源利用效率较传统热泵工艺提高了50%。

水环热泵系统辅助热源容量设计与调控策略

提出采用工况分析法设计水环热泵系统辅助热源容量,利用循环水能量变化量逆推建立辅助热源容量模型,并以天津地区某办公建筑群为实例,设计3种辅助热源容量方案,采用负荷与水温2种热量调控方案分析辅助热源对系统运行的影响,并采用负荷能耗分析法分析控制方案。测试结果表明:3种辅助热源容量方案均能够保证系统正常运行,按55%负荷率选取设计容量时,系统能效最高;优化中低负荷的供热量、实现机组与辅助热源能量平衡是提升系统能效的关键技术;相比负荷控制,水温调节更适宜水环热泵系统。

热源塔热泵冷热水机组试验台的设计与应用

针对热源塔热泵冷热水机组的研发、测试及出厂检测,对试验台进行设计,包括系统设计方法、测试方法、测试设备的配置、软硬件设计、数据采集与处理以及试验应用等,并进行试验验证。研究结果可为该产品及类似产品试验台的研制与建造提供参考。

中深层地埋管热泵供热系统运行特性实测研究

通过大量工程实测研究,总结了中深层地埋管热泵供热技术的运行特性。中深层地埋管具有出水温度高、取热功率大、长期运行稳定的特点,为热泵系统提供了高品位的低温热源,以提升其运行性能;同时中深层地埋管自身存在间歇蓄热特性,能很好地满足建筑供热需求变化与柔性用能;无级变频热泵机组更适合与中深层地埋管匹配运行,节能减排效果显著;热源侧水系统具有小流量、大扬程,且阻力随着流量变化而大幅度变化的特性。研究结果可为提升该技术的供热性能提供关键指导。

基于高精度热泵模型的电热协同独立微网设备优化配置

为实现含丰富工业余热、数据中心余热、生活污水余热等低品位热源的区域协同供能,以及提高区域清洁能源利用效率,针对区域独立微网供能系统的设备优化配置策略进行研究。基于多类型低品位热源的不同温度品位特征,提出用于提升热源温度品位的关键电热泵设备多参数拟合模型,并生成热泵拟合模型的误差不确定性场景;考虑微网在实际运行不确定性场景下产生的供热舒适度补偿、切负荷与切光伏风险,提出基于多条件风险价值(CVaR)理论的独立微网设备容量优化配置双层模型,上层模型基于全寿命周期成本费用年值与年CVaR值优化设备配置方案,下层模型基于场景分析法优化运行成本;采用遗传算法对双层模型进行求解。算例结果证明:考虑热泵拟合模型误差有效降低了系统运行风险,且低品位热源的回收利用具有较大经济性潜力。

多模式再生运行的热源塔热泵系统运行能效分析

针对常规建筑空调冷热源形式的不足之处,采用多模式再生系统改善常规热源塔热泵系统,详述其工作原理、工作模式和系统设计方法。在实际节能改造项目中应用该系统并给出控制策略与评价计算方法,对制冷、制热和吸湿的典型工况进行现场实际测试,结果表明:在该系统设计参数下,夏季平均空气温度28.6℃、平均相对湿度84.5%工况综合制冷效率为4.51,冬季平均空气温度7.68℃、平均相对湿度81.2%工况考虑再生能耗在内综合制热效率为3.46。系统运行过程中溶液吸湿量与环境温度和相对湿度有关,环境温度越高,相对湿度越低,吸湿量越小。热源塔吸热由显热和潜热两部分组成,潜热占比受运行过程吸湿量影响,与空气相对湿度直接强相关,相对湿度越低,空气与水接触面水蒸气分压力差越小,水分更难从空气迁移到溶液中。测试时间内平均相对湿度81.2%的工况下由溶液吸湿导致的潜热占总系统热量比例约为18.6%。再生机组再生效率高低受外界环境与工况变化的影响较小,5天内平均值为4.45 kg/kWh。

集成外热源的超临界二氧化碳热泵储电系统性能研究

对基于超临界二氧化碳工质的热泵储电系统展开研究,建立了热力学与技术经济性分析模型,并对系统热力参数进行优化,分析了压缩机等熵效率、透平等熵效率、换热器压损以及最小换热温差等关键设备参数对系统性能的影响。此外,提出了以燃气轮机排气为外热源的集成系统构型,对独立热泵储电系统及集成外热源的系统性能进行分析。结果表明:独立储能系统的最高往返效率可达62.91%;集成外热源后,单位能量的投资成本降低,系统能量效率随放电时间和放电功率的增加而降低。

太阳能应用于土壤源热泵低温热源侧的实验研究

为了提升热泵机组的性能系数COP,合理利用不同温度层次的太阳能集热量,文章基于太阳能—土壤源复合热泵系统的大量实验结果,分析了蒸发器进口温度对热泵系统各项性能的影响,并在此基础上,分析了复合源热泵工况和太阳能热泵工况的运行特点。分析结果表明:随着蒸发器进口温度的升高,热泵机组吸热量逐渐增大,热泵机组输入功率略有增加,导致热泵机组的供热量和COP均逐渐增大;复合源热泵工况下,存在土壤源和太阳能共同供热,以及土壤短期储热与太阳能单独供热同时进行的两种运行情况;为了提升热泵机组的工作性能,在太阳能集热量较低时,优先运行复合源热泵工况;土壤源温度的自然恢复能力较差,需要利用太阳能集热系统对土壤源进行跨季强制蓄热,以提高土壤源温度,缓解土壤源冷堆积现象。

水热型中深层地热在热源厂的应用分析

通过工程设计实例论述水热型中深层地热在热源厂的应用分析,包括技术路线分析、设计方案分析、装机选型以及中深层地热的适用性分析等。通过对水热型中深层地热的梯级利用,加热市政热网的回水,进一步加大片区内的可再生能源的利用、降低化石能源的消耗,达到节能减排的目的。

某酒店定频空气源热泵空调系统变流量调适实践

借助对武汉某酒店定频空气源热泵空调系统冷(热)源与末端双变流量一级泵系统调适,分析定频空气源热泵制冷最小流量特性、计算并测试了末端管路供回水压差,分析变频水泵频率特性,制定了空气源热泵与末端用户双变流量系统控制策略,将系统水流量按照热泵台数分为5个挡位满足热泵最小流量,冷冻水温度控制在6~15℃之间,室内温度24~27℃,相对湿度45%~65%,在满足舒适性条件下,与传统冷源定流量、末端变流量运行相比,水泵节能57.5%,热泵节电6%。

武汉某国际商务区暖通空调冷热源工程设计

武汉某国际商务区江水源能源站项目被评为湖北省2019年建筑节能示范工程,本文对该项目的暖通空调冷热源工程设计进行了介绍,阐述了采用可再生能源——江水为冷、热源、利用热泵技术为商务区提供空调用冷、热水的方案,介绍了冬季供冷的四管制设计思路,同时对空调水系统进行了设计,阐述了采用二次泵+一次泵变流量设计的合理性等;设计内容可为大规模商务区集中供冷供热的暖通空调冷热源系统设计提供参考。

严寒地区空气-土壤复合热源热泵系统运行模拟研究

以沈阳市某居民住宅建筑作为研究对象,使用DeST软件进行负荷计算,使用Trnsys软件建立空气-土壤复合热源热泵系统的仿真模型,模型模拟运行十年,与常规土壤源热泵模型的模拟结果进行对比。结果显示:空气-土壤复合热源热泵系统能够有效地缓解常规土壤源热泵造成的土壤热量损失问题,保证系统机组长期高效运行,保障热泵系统的供暖效果良好。

热泵冷热源城市原生污水的流动阻塞与换热特性

以实际工程的污水换热器为研究对象,连续测试了污水流量随时间的变化,得到了以30天为周期的5个流量分区,分析了各区的阻塞特性。根据测试得到的温度数据,通过反算得出不同雷诺数下的换热系数,给出了污水管内流动换热的准则关联式。

土壤热源热泵地下换热性能分析

以土壤热源热泵为研究对象 ,采用探针法对 4种情况下的土壤的导热性能进行实验研究。结果表明 ,总体上讲土壤的导热系数随砂与含水量增加而增大。在 4种配比情况下 ,当含水量相同时 ,土与砂比率为 1∶2时土壤导热系数达到最大 ,但土与砂比率为 2∶1时与其相差不多 ,则土与砂比率采用 2∶1时可认为更经济。

基于热源塔的热泵系统构建与试验

为解决水冷冷水机组冬季闲置和空气源热泵冬季制热存在的结霜问题,构建了一种基于热源塔的热泵系统。详细分析了热源塔热泵系统的构成和工作过程,依据所建立的热源塔热泵试验装置进行了不同热源塔溶液进出口温差的制热试验。结果表明:热泵制热量和COP都随着热源塔溶液进出口温差的增大而减小,而压缩机的耗功变化较小,空气与蒸发温度间的温差随之增大而增加;当环境温度为-1.2℃,热源塔溶液进出口温差从1.5℃增大到3℃时,热泵制热COP由3.02降为2.72,空气与蒸发温度的温差由7.64℃增大至11.96℃。整个实验过程中系统运行稳定可靠,避免了空气源热泵的结霜问题,表明热源塔热泵是一种非常具有前景的冷热源方案。

梧桐庄矿热泵系统可用热源分析及利用

通过现场调研及理论计算,分析了梧桐庄矿工业广场可利用的热源及特点,并对可用热源的稳定性进行了评价。研究表明:梧桐庄矿可用热源主要有矿井排水、奥灰水、矿井排风、洗浴排水、空气压缩机冷却水,其中矿井排风可利用热量最大、最稳定;其次为奥灰水、矿井排水,但两者供热量均不稳定;洗浴排水和空气压缩机冷却水供热量较稳定,但热量较小。根据该矿热负荷较大的特点,提出了多种热源联合为热泵系统提供低品位热量的方案,以满足了工业广场供热需求。

利用长江水作水源热泵冷热源的探讨

对重庆段长江水温进行了实测,在仅考虑制冷剂与冷却水、制冷剂与长江水体之间的传热温差影响的情况下,水源热泵机组的性能系数能达到6.4以上,热力完善度大于0.76,认为利用长江水作为水源热泵机组的冷热源具有极大的节能潜力。

中深层地热源热泵供暖系统能耗和能效实测分析

介绍了中深层地热源热泵供暖系统的构成、工程案例基本信息及测点布置情况。通过连续48h以上的监测,得到了中深层地热源热泵供暖系统的实际运行情况。介绍了几类常规热泵系统热源侧出水温度的连续监测情况。通过对比可知,中深层地热源热泵系统热源侧的出水温度明显高于其他几类常规热泵系统。计算结果显示:中深层地热源热泵系统热源侧换热器单位长度取热量可以达到常规地源热泵系统的2.0~3.6倍;中深层地热源热泵系统的机组能效和系统能效都得到了提升;中深层地热源热泵供暖系统适合为居住建筑供暖。

太阳能与双热源热泵组合干燥落叶松

为进一步降低木材干燥过程的能耗,合理利用太阳能,对北京林业大学研制的太阳能与双热源热泵联合干燥系统的主要参数、原理、结构,进行了说明和系统性能测试。设备在空气源热泵模式下平均供热系数P为2.48,水源热泵模式供热系数P为3.77。使用该系统对落叶松进行初步干燥实验,与常规蒸气干燥做对比,结果显示,热泵干燥和联合干燥与常规蒸气干燥相比分别节能67.8%和70.32%,两者均有明显节能效果。

以电厂循环水为热源利用热泵区域供热的可行性分析

利用热泵技术解决汽轮机凝汽器循环水余热排放问题,对这种方式的可行性作了技术经济分析。认为此举不但可以解决附近用户的供暖问题,而且可以降低凝汽器循环水泵的运行费用,提高机组的通流量及输出功率。