太阳能-空气源热泵牧草干燥系统制热性能研究

以太阳能-空气源热泵牧草干燥系统为研究对象,通过系统不同工作模式的温升、恒温制热试验及带载试验,分析了温升速率、单位温升能耗、COP及除湿效率。研究结果表明:联合制热模式与太阳能单独制热相比,单位温升耗电量降低了86.2%,温升速率提高了99~112倍。联合制热模式与热泵单独制热试验相比,在温升过程中温升速率降低了7.7%~17.6%,单位温升耗电量降低8.0%;在恒温制热过程中,前者COP比后者提高了6.5%~11.1%,耗电量降低了5.8%~10.7%;在升温制热过程中前者COP比后者提高了6.0%~10.4%,耗电量降低了6.6%~11.1%。联合干燥模式比热泵单独干燥模式的SMER值高19.8%~36.2%。

粮食平房仓太阳能光伏-地源热泵供冷系统仿真研究与试验

为解决粮食平房仓通风能耗大、储粮成本高的问题,该研究提出太阳能-地源热泵供冷系统,研究太阳能光伏-地源热泵供冷系统在粮食平房仓建筑中的可行性以及节能效果,以实现“零能耗”和“零排放”绿色储粮。基于粮食平房仓实际尺寸,建立了空气源热泵与太阳能光伏-地源热泵供冷系统仿真模型,并通过与仓房实测数据的对比进行了模型验证,从运行性能、光电适配性、经济性、节能以及环保效益等方面对供冷系统进行了分析。结果表明:系统运行1 a后性能系数(coefficient of performance,COP)最大值为4.76,最小值3.3;运行10 a后COP最大值为3.96,最小值3.07;系统年实际发电量与库区用电量之比为192%~270%;投资回收期为7.8 a;与传统空气源热泵系统相比,太阳能-地源热泵供冷系统节能率达59%,研究结果可为粮食平房仓供冷系统优化提供理论依据和设计参考。

基于TRNSYS太阳能地源热泵供暖系统仿真研究

利用DEST建筑能耗模拟软件,对张家口市某建筑进行全年逐时热负荷模拟,利用太阳能和地热能两种可再生能源作为供暖热源,以TRNSYS建立太阳能地源热泵系统仿真模型,在供暖期采用定流量和变流量两种不同的系统运行方式进行模拟分析,分析结果表明,两种供暖系统COP分别为3.74和4.29。采用定流量方式运行时,循环水泵总能耗为9610.87kW/h,热泵机组总能耗为26122.69kW/h,系统总能耗为35733.56kW/h。负荷侧采取变流量方式运行时循环水泵总能耗为6229.89kW/h,热泵机组总能耗为24961.36kW/h,系统总能耗为31191.25kW/h。根据结果可看出,相对于定流量运行,用户侧变流量运行下系统COP提高14.7%,系统总能耗减少14.56%。负荷侧变流量运行下太阳能地源热泵系统整体性能更优。

严寒地区太阳能-土壤源热泵复合系统运行特性研究

在极端寒冷区域通过增加辅助供热手段即引入太阳能,巧妙利用过渡季节的太阳能资源对土壤进行预热储存,进而在冬季时增强系统整体的运行效率与能源利用率,从而应对土壤源热泵系统在极端寒冷区域因为面临冷热负荷显著失衡导致系统的能效直接被削弱的问题。负荷模拟研究案例选定沈阳市一幢典型3层办公建筑,采用瞬态系统模拟软件计算15年全生命周期内太阳能-土壤源热泵复合系统的运行特性。该系统会有效提升土壤温度,冬季系统COP增幅6.7%,全年增幅3.8%,验证了通过蓄热方式减少地埋管数量的可行性。为降低系统总成本,对太阳能集热器面积和地埋管数量进行匹配及优化,提出了不同集热器和地埋管成本的最优组合,给出适用于严寒地区的土壤源热泵系统并应用于严寒地区土壤源热泵系统的方法与策略。

严寒地区跨季节蓄热型太阳能-地源热泵系统研究

土壤热失衡问题会导致热泵性能下降.为解决这一问题,以大庆市某办公建筑为例,利用瞬态系统模拟软件TRNSYS对跨季节蓄热型太阳能-地源热泵系统进行采暖及制冷10年的数值模拟.结果表明:太阳能-地源热泵系统其土壤初始温度降为4.50℃,而跨季节蓄热型太阳能-地源热泵系统的土壤温度升到6.63℃.同时,太阳能-地源热泵系统的热泵平均COP为3.2,跨季节蓄热型太阳能-地源热泵系统的热泵平均COP为3.28,同比上涨2.5%.此时总耗电量减少4.44%,全年运行费用降低了5.54%,费用年值减少了1 257.69元.由此可见,跨季节蓄热型太阳能-地源热泵系统不仅可以有效缓解土壤热失衡问题,还能提高寒区地源热泵的性能并且减少能耗,经济性能好.

不同用能模式对太阳能-空气源热泵互补供热系统的影响研究

太阳能-空气源热泵互补供热系统在农村地区得到了应用,而农村人员的用能模式与城市居民具有较大差异。为定量探讨不同用能模式对系统的影响,以全生命周期费用和碳排放量为目标函数,利用TRNSYS软件构建了系统仿真优化模型,优化了不同用能模式下的系统设备容量,定量评价了不同用能模式下的系统COP、太阳能保证率、全生命周期费用和碳排放量。结果表明,与固定室温模式相比,采用动态室温控制模式下的集热器面积和水箱体积明显减少,而用能模式的不同对系统碳排放量的影响最大。研究成果揭示了不同用能模式对太阳能-空气源热泵互补供热系统的显著影响,可为今后农村地区系统的应用及优化研究提供参考依据。

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。

太阳能--地源热泵复合系统应用研究

针对夏热冬冷地区宾馆建筑,本文提出一种太阳能-地源热泵复合系统运行方案用于供冷、供暖和全年供给生活热水。利用TRNSYS软件对宾馆建筑的空调系统和生活热水系统运行性能进行模拟分析,结果表明该复合系统能效比较高,可为太阳能-地源热泵复合系统在夏热冬冷地区宾馆建筑中的推广应用提供参考。

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。

西北严寒半干旱地区太阳能地源热泵系统优化配比研究

通过对西北严寒半干旱地区太阳能-地源热泵系统的优化配比进行研究,达到提高系统性能的目的。以包头市居住建筑为模型,对3种不同太阳能与地源热泵联合运行的模式进行仿真,结果表明,集热器侧一部分接入地埋管出口端、另一部分接入热泵机组出口端的模式性能最优,系统运行20 a后的COP从5.48减小至4.99,降低了9%。提出了负荷比和循环流体的分流比,当集热器侧承担总热负荷的40%左右时,COP最高,较最优模式下的COP(5.48)提高了1.45%。集热器侧分流比为0.6时,较优化前的平均COP提高了6.8%。

太阳能-空气源热泵双联系统在高寒地区的应用

基于TRNSYS对太阳能-空气源热泵双联供热系统在拉萨地区的一幢住宅楼建筑供热中的运行性能进行研究分析。结果表明,供暖期间生活供水温度基本稳定在60℃左右,系统各模式运行时长分配较为合理,可以满足供热需求;双联供热系统在整个供暖期平均制热性能系数COP sys为4.21,证明了太阳能空气源热泵在高寒地区应用的可行性,为今后的研究提供了重要参考。

严寒地区太阳能-土壤源热泵耦合系统运行分析

主要研究了太阳能-土壤源热泵耦合系统在严寒地区不同运行模式下各供暖阶段机组制热量、太阳能集热量、热泵机组COP、系统耗电量、系统制热量变化,对比分析了各模式的优势与不足,确定了系统的最佳运行模式。

太阳能-土壤源热泵相变蓄热供暖系统运行模式

介绍了太阳能-土壤源热泵相变蓄热供暖系统;详细阐述了系统的各个运行模式;确定了模式间的转换条件。选取了供暖期间具有代表性的数据,分析了系统在不同供暖时期、典型天气的运行模式及运行效果。系统采用了太阳能和土壤热能的复合热源,增加了运行的灵活性,提高了运行性能系数。

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。

太阳能—土壤源热泵系统联合运行模式的研究

针对青岛地区的气象条件 ,对太阳能—土壤源热泵系统联合运行的各种模式进行了模拟计算 ,并与土壤源热泵作了比较。结果表明 ,与土壤源热泵相比 ,联合运行各模式具有明显的节能效果 ,其节能率在 12 %以上 ,可作为实际工程设计。

太阳能-土壤源热泵系统(SESHPS)交替运行性能的数值模拟

针对青岛地区的气象与地质条件,以土壤温度恢复率为指标,对太阳能-土壤源热泵系统(SESHPS)的交替运行性能进行了数值模拟.结果表明:SESHPS以24 h为周期交替运行时,近盘管处土壤温度恢复率取30%～60%为宜,太阳能热泵投入运行的时间比例应控制在42%～58%,以此可确定出太阳能集热器的面积,为SESHPS的实际工程设计与运行提供了理论参考.

太阳能辅助地源热泵供暖实验研究

选取宁波某公用建筑的太阳能-地源热泵复合系统为实验系统,对太阳能辅助地源热泵(solar assisted ground source heat pump,SAGSHP)供暖进行了实验研究.研究结果表明:与单一的地源热泵(ground source heat pump,GSHP)相比,当太阳能承担41.9%负荷时,热泵机组和整个系统的能效比(coefficient of performance,COP)分别提高了15.1%和7.7%,SAGSHP供暖运行模式具有明显的性能优势.

蓄热型太阳能-地源热泵耦合系统设计

以所设计的新型蓄热太阳能-地源热泵耦合系统为研究对象进行了现场模拟实验,太阳能集热器具有季节性蓄热功能,蓄热水箱可在冬季高品质供暖,夏季实现高效制冷。通过实验研究和经济分析结果显示,系统中地埋管换热器和蓄热水箱间歇运行,有利于地下温度场的恢复,延长地埋管的使用寿命,提高地源热泵工作效率及使用年限,具有明显的经济效益。

并联式太阳能空气源热泵热水系统优化运行策略

夏热冬暖地区某高校26座学生公寓并联式太阳能空气源热泵热水系统原有运行模式存在外界气象参数突变时热水供应不足、太阳能利用效率不高及供水泵工频运行造成能源浪费等问题.文中将该系统运行模式划分为补水模式、蓄热模式和供水模式,根据不同模式的特点分别提出了基于日用水量上限和时用水量下限的优化设定、太阳能集热系统制热量逐时预测、空气源热泵制热量逐时预测及供水分时变压差控制的精细化管理和优化运行策略,并将优化运行策略和实验所得参数运用于该系统的实时控制.运行结果表明,优化控制策略在满足热水供应的前提下,与2015年对比,2016年的热水系统吨水电耗下降了17.49%,系统能效比提高了19.98%.

寒冷地区太阳能—土壤源热泵系统运行方式的探讨

在太阳能—土壤源热泵系统中 ,合理确定其运行工况 ,对系统运行的经济性、可靠性具有重要意义。该文对寒冷地区太阳能热泵系统在各种运行工况的运行特性及太阳能—土壤源热泵系统在各种运行方式下的运行时间分配比例进行理论研究 ,为太阳能—土壤源热泵系统的设计、运行管理提供参考。