太阳能—地源热泵式空调自适应模糊PID复合控制方法

为了优化太阳能-地源热泵空调系统的能耗和效率,减少环境因素对稳定运行的影响,提出自适应模糊PID复合控制方法。通过监控管理层上位机采集现场数据信号,并下发开关量信号至PLC控制器,再通过PLC控制器对太阳能集热器、循环水泵和温度进行控制。同时,将模糊PID控制器作为子程序控制循环水泵的频率,温度误差和误差变化率作为复合控制器的输入,通过模糊化处理输入信号,调节PID控制的相关参数,输出控制变频器频率的信号,以调节水泵电机的运转速度,精准控制室内温度。实验结果表明,该方法能提高太阳能的利用率,具有较好的抗干扰性能和较高的制冷、供暖性能系数,可实现高效的节能效果。

太阳能耦合空气源水源热泵复合供暖系统性能分析

提出了一种适用于北方地区的太阳能耦合空气源水源热泵复合供暖系统。以某铁路站区为例,建立了TRNSYS仿真模型和优化模型,分析了该系统的性能,获得了不同保证率下的设备容量和运行特性。结果表明,该组合供暖系统供水温度高且稳定,平均供水温度达60℃,对室外环境和供暖末端适应性强;该系统能最大限度地利用太阳能,提高太阳能利用率,相比无太阳能的空气源水源热泵复叠供暖系统,系统综合能效提升了22.5%~117.8%,平均提升了67.96%。研究结果为北方严寒、寒冷地区铁路站房提供了一种可行的供暖方案。

直膨式太阳能-空气双源热泵全年运行性能及逐时工作模式优化

该文基于能量平衡与集热/蒸发器换热特性建立双源热泵的系统仿真模型,该热泵采用并联的翅片管风冷蒸发器和吹胀板双面太阳能集热/蒸发器,模型考虑吹胀板蒸发器的正面和背面的实时太阳辐射得热,基于全年气象参数,对热泵在上海地区的全年运行性能进行模拟,分析太阳能集热面积对热泵性能的影响;基于优化的集热/蒸发器面积,对比分析双源热泵3种工作模式的全年运行性能;以逐时热泵COP最高为目标,得到热泵逐时最佳工作模式。模拟结果表明:对于45°朝南安装的双面吹胀板蒸发器,背面太阳能辐射得热是正面得热的3%~15%;双源热泵并联运行模式下全年COP比单空气源热泵、单太阳能热泵分别高24.2%和2.5%;得到以水平总辐照度I_(g)和环境温度T_(a)表示的双源热泵逐时最佳工作模式判别规则:I_(g)>25.05Ta-146.8时,系统的最佳工作模式为太阳能模式;I_(g)<25.05Ta-146.8时,系统最佳工作模式为太阳能-空气源并联模式。在逐时最佳工作模式下,相对于固定的双源并联运行模式,热泵年COP提高4.7%,冬季COP提高11.0%。

太阳能热泵复合系统应用与节能分析

本文分析计算了广东某地区一个300间客房的酒店采用太阳能和热泵复合系统供应热水的方案,并且和采用电热水器供热水的方案进行了对比。研究表明,采用太阳能热泵复合系统仅需要18匹的热泵配20平米的太阳能集热器,即可满足每间客房8小时供热水的需求。供应热水的方案无论从初投资还是运行费用以及环保方面,都具有明显的优势。该方案可以为类似热水需求单位提供理论和现实的指导。

太阳能+空气能一体化热泵室外侧换热器气流组织及换热性能研究

常规空气源热泵在制热运行中,由于室外侧换热器冷风回流和迎面风速不均匀性过大,会导致换热性能恶化。为了解决这些问题,文章调整室外侧换热器结构并利用太阳辐射能量,提出了一种适用于公共建筑的新型太阳能+空气能一体化热泵室外机方案;建立了室外侧换热器数学模型,对常规空气源热泵室外侧换热器的气流组织及换热性能进行仿真分析,并通过实验验证模型的正确性;构建了涂敷太阳能吸收膜的单倒型和双倒型两种新型室外侧换热器结构,并对其气流组织及换热性能进行模拟研究。结果表明:单倒型和双倒型结构均能改善换热器迎面风速不均匀现象,其中双倒型结构改善效果更为明显,其外侧换热器和内侧换热器迎面风速不均匀度与常规空气源热泵室外侧换热器相比分别降低了46%和83%;在换热器面积、风机型号和数量相同的情况下,双倒型结构换热器空气侧换热量比单倒型结构提高了5.4%。该研究可提高热泵换热器换热效率,降低系统能耗,为太阳能耦合空气能一体化热泵相关研究提供理论支撑。

基于太阳能和热回收预热的空气源热水系统逻辑控制监理要点

由于涉及系统效率的问题,多种热源的热水系统在不同情况下,采用一种或几种热源要有严格的逻辑控制。文章通过对系统原理图进行剖析,从单个热源如太阳能集热、空调热回收等的逻辑控制,到预热、加热和保温等各层逻辑控制,再到热水回水循环加热等系统运作逻辑控制,都进行了详细的分析和说明。此外,对关键部件如紫外线光催化二氧化钛(AOT)消毒器、膨胀罐和循环水泵的安装和运作也进行了分析,以保证各部件的有效运行。

太阳能空气源复合多功能热泵系统的试验研究

构建了一种多功能直膨式太阳能与空气源复合的热泵系统。在常州的冬季及春季分别对试验样机的运行特性进行研究。试验结果表明:系统在冷暖联供的工况下,即同时产生生活热水和冷冻水,整个过程平均COP为6.0;在冬季,太阳辐射强度为354 W/m^2时,系统制生活热水平均COP为4.32;模拟系统供暖,即将循环水从40℃加热至45℃时,测试结果中最低COP为5.07。在春季,太阳辐射强度为856 W/m^2时,系统制生活热水平均COP为5.78。夏季时,系统同时生产冷热水用于生活热水和供冷的需求;冬季时,由于太阳能的辐射,提高了系统的蒸发温度,热泵的性能因此得到提升。

太阳能辅助空气源复合热泵冬季供热特性实验研究

设计了以非同态双热源复合换热器为核心技术部件的太阳能辅助空气源复合热泵,搭建试验台,按照国家标准规定的单一空气源热泵的3种冬季供热工况(7、2、-7℃)进行实验研究。研究结果表明,该复合热泵冬季低温供热性能明显优于单一空气源热泵,在标准规定的环境温度为-7℃的超低温工况下,复合热泵较单一空气源热泵,制热量提高24%,能效比提高25%以上。

太阳能与空气复合源热泵热水系统多模式运行实验特性

提出并构建了一种直接膨胀式太阳能与空气复合源热泵热水系统。在南京夏季的晴天、阴天及冬季晴天工况下分别对实验样机的运行特性进行研究。实验结果表明:该系统在不同天气下以不同热源模式高效地将热水加热到55℃。在夏季晴天太阳辐射波动较大时,系统的集热/蒸发器可以同时吸收太阳辐射能和空气热量,以太阳能为主,空气源为辅,平均能效比为4.83;在夏季阴天,系统以空气源热泵模式稳定运行,平均能效比为3.97;在冬季晴天,系统以太阳能热泵模式运行,太阳能的输入提高了热泵蒸发温度,从而缓解了蒸发器结霜问题。

太阳能-空气复合热源热泵供热特性实验研究

针对空气源热泵低温供热性能差的突出问题,设计了一种以双热源复合换热器为核心技术部件的太阳能-空气复合热源热泵,并在三种低温工况下(-5℃,-10℃,-15℃)对两种热泵的供热特性进行了实验研究.研究结果表明,太阳能-空气复合热源热泵的低温性能明显优于单一空气源热泵.在室外环境温度达到-15℃的超低温工况时,其制热量和能效比分别较单一空气源热泵提高了45(和50(以上.

太阳能-空气双热源复合热泵系统性能研究

太阳能-空气双热源复合热泵技术能有效解决空气源热泵室外温度低时蒸发器易结霜、系统性能降低的缺点。本文在课题组前期研究的基础上,针对一种新型的太阳能-空气双热源复合热泵系统,采用分布参数法建立了系统的数学模型。利用数学模拟的方法对单一空气源热泵系统和太阳能-空气双热源复合热泵系统在三种不同工况下的制热量和COP进行了模拟,并对模拟结果进行了对比分析。

太阳能空气源热泵复合系统实验研究

本文基于太阳能集热器的运行不稳定性和空气源热泵冬夏季极限天气性能衰减,建立了一种太阳能—空气源复合热泵系统,并对其运行模式和技术特点进行了分析。实验测试了夏季名义工况和最大负荷工况下复合系统制冷兼制热水性能系数;冬季室外换热器需要和不需要周期除霜工况下复合系统的制热性能系数;冬季周期除霜工况下热泵的除霜时间和除霜效果。结果表明:该复合系统在夏季(名义和最大负荷工况)和冬季(除霜、不除霜工况)的COP比常规空气源热泵系统高;冬季除霜条件下利用蓄热热水热量反向除霜时间明显小于常规除霜模式的除霜时间且效果良好。

一种新型阳台壁挂太阳能—空气源复合热泵系统

介绍了一种新型阳台壁挂式太阳能—空气源复合热泵系统,说明了系统在冬季、夏季和过渡季节的运行方式、控制模式及技术特点。系统结构简单,安装上与现有空气源热泵协调一致,易实现高层建筑热水系统和建筑一体化。系统充分利用了低品位的太阳能,实现太阳能热效应和空气源热泵的优势互补,既可有效提高空气源热泵冬夏季运行的可靠性,又可提高夏季阴雨天气、过渡季节及冬季太阳能热水器运行的稳定性,对于节约能源和环境保护具有重要意义。

阳台壁挂太阳能—空气源复合热泵系统的仿真模拟和实验验证

针对自行设计的一台3.6kW阳台壁挂太阳能—空气源复合热泵样机,建立了样机各部件的仿真模型,并对其冬、夏季运行模式进行了仿真模拟,模拟结果显示:在名义工况和最大负荷工况下复合热泵性能优于空气源热泵。通过与样机实验测试结果对比,仿真模拟误差在允许范围之内,模型精度达到系统主要性能的要求。

太阳能-空气源复合热泵性能研究

为提高空气源热泵的低温适用性,通过在焓差试验室设定工况条件下进行试验,研究标准工况下3种太阳能热水温度与7种风机频率对太阳能-空气源复合热泵机组制热性能的影响。试验结果表明,在20 Hz变化到50 Hz风机频率的工况下,随着蒸发器通入太阳能热水水温的升高,机组制热量增加越明显,当通入30℃太阳能热水时,机组制热量比单一空气源热泵制热量平均可增加24.4%。通过不同环境工况下无太阳能热水与利用20℃太阳能热水条件的制热量对比,结果表明,随着环境温度降低,太阳能热水作用越明显。利用20℃热水时,在7种风机频率工况下,制热量平均增加23.3%。

太阳能/空气复合热源热泵机组研究

针对空气源热泵用于冬季供热时存在的不足及太阳能热泵应用特点,提出可同时利用空气和太阳能两种低位热源的复合热源热泵模式:制热工况时,该热泵机组有两个并联的蒸发器;制冷工况时,机组有两个并联的冷凝器。建立了复合源热泵系统的稳态仿真模型,对复合热源热泵机组样机进行了测试,模型分析和测试结果表明,复合源热泵机组的性能大大优于传统的风冷热泵机组。

蓄能型空气源吸收式热泵性能分析

提出一种基于空气源吸收式热泵的蓄热系统,构建系统数学模型,通过Matlab软件模拟运行,研究其运行特性并进行性能分析和经济性分析。蓄能型空气源吸收式热泵蓄能供热工况和释能供热工况的能量效率分别为0.58和0.99,系统总的能量效率为1.57,蓄能密度为6.17×10^(5)kJ/m^(3)。蓄能型空气源吸收式热泵在低谷时段进行蓄能,非低谷时段释能,有效降低供暖季运行费用,与传统的城市集中供热方式相比,蓄能型空气源吸收式热泵的投资回收期为3.89年。

基于平板热管的太阳能-空气能双源集热蒸发器性能实验研究

设计一种基于平板热管的太阳能-空气能双源集热蒸发器及由其组成的新型直膨式热泵系统,并对其进行实验研究与分析。实验测试平板热管在制冷剂低温取热条件下的均温性与导热性能,热泵运行工况下集热蒸发器表面温度分布、光电光热性能,以及在不同天气条件不同运行模式下热泵系统性能。结果表明,平板热管在低温取热条件下当量导热系数可达6.8×10^(5)W/(m·℃),集热蒸发器运行时纵向最大温差为3.9℃;在夏季晴朗天气条件下运行太阳能模式制热水时热泵平均COP为3.62;在低辐照阴天下运行太阳能-空气能双源模式与太阳能模式相比,单位面积集热功率提高18.8%,系统平均COP提高5.7%;在无辐照的夜晚,运行空气源模式系统COP为2.54。

基于分解式小周期逆循环除霜控制的空气源热泵制热量试验研究

空气源热泵在制热运行时室外机换热器会结霜,影响换热能力进而导致室内机供热量不足、舒适性降低的问题。在特定的使用工况下,常规逆循环除霜控制技术存在除霜前运行能力衰减大、除霜时间长、除霜前运行周期短的问题。本文在逆循环除霜控制的基础上,提出分解式小周期逆循环除霜控制技术,将该技术用于多联式空调(热泵)机组。对制冷量为45 kW的室外机、搭配5台制冷量为9 kW的室内机进行测试,结果表明:在除霜工况(室外干/湿球温度2℃/1℃,室内干球温度20℃)下,本控制方法较常规逆循环除霜控制,平均制热能力提升17%,运行周期提升92%,最低出风温度可达32.7℃,改善效果显著。

空气源热管热泵技术用于煤矿井筒防冻的节能安全研究

针对煤矿井筒防冻这种特殊供热需求,本文采用分体式热管作为空气源热泵的冷凝换热器,空气源热泵采用低冷凝温度,小压比高效运行,根据热力学第二定律,热泵系统能效比高,同时可以在低温环境下安全运行。通过实验样机测试,验证了热泵系统小压比运行能效比很高,同时热管换热器可以提供较高温度的热风。通过2023年冬季在邢东煤矿井筒防冻的工业实验应用,验证了小压比高效能空气源热管热泵系统完全可以满足井筒防冻供热需求,能够为煤矿井筒防冻提供能源应急保障、同时系统稳定,在环境温度-20℃下不但可以可靠供热,系统能效比也超过了3.0,远高于传统空气源热泵,节能效果显著、运行安全。该技术为煤矿提供了节能、安全的井筒防冻技术手段。