矿山太阳能耦合充填体热泵系统性能研究

太阳能热泵和土壤源的结合应用不仅大大提高了清洁能源的利用率,还能很好地解决土壤因冬、夏季负荷不平衡而导致的温度场降低问题。介绍了太阳能热泵系统的分类和存在的问题,提出太阳能耦合土壤源热泵系统的必要性。针对矿井条件,进一步提出了太阳能耦合充填体热泵系统的学术理念,分析了两者结合的可能性,并以石家庄为例用TRNSYS软件进行模拟。阐述了其在夏季与过渡季蓄热、在冬季供暖的运行模式,分析了输出结果以及该系统的利用价值。结果表明:相较无太阳能蓄热充填体温度场变化率为11.56%的情况,有太阳能蓄热时温度场变化率仅为3.67%。太阳能耦合充填体热泵系统中充填体总吸热量为304377.90 kW·h,充填体总释热量为222461.89 kW·h。相当于节省标煤27.36 t,减少二氧化碳排放68.21 t。为后续充填体储热及矿区热利用提供了参考。

基于Dymola的太阳能-热泵双水箱复合供暖系统参数优化设计

为降低西北地区居民使用太阳能复合供暖系统的经济成本和碳排放量,并提高太阳能利用率,设计一种太阳能-热泵双水箱复合供暖系统,并优化其重要参数。利用Dymola平台,搭建太阳能-热泵双水箱复合供暖系统模型,目标函数是系统全生命周期成本,选取太阳能集热器面积、集热器安装倾角、水箱容量和热泵功率作为优化变量,采用遗传算法同步优化系统所选变量,并对系统的环保性进行分析。以宁夏地区为案例进行优化计算,结果表明,所创建的数学模型准确性较好,比较模拟数据与实验数据,二者平均误差均在±8%以内。在系统15年寿命周期内,优化后系统性能系数提高10.3%,水箱平均温度提高至54.71℃,系统生命周期成本减少5.3%,节能率为24.4%,节能效果显著。系统的SO_(2)、CO_(2)、NOx及烟尘的减排量分别为0.82、26.6、0.41、7.48t,该系统可以显著降低环境影响,与传统燃煤锅炉相比减排效果显著。

基于TRNSYS的太阳能-热水源热泵复合供暖系统运行优化

针对太阳能供暖技术与热泵供暖技术的不足,提出了一种太阳能-热水源热泵复合供暖系统,并以西藏日喀则地区某项目为研究对象,利用TRNSYS仿真模拟软件建立太阳能-热水源热泵复合供暖系统模型,模拟分析该供暖系统的运行特性,并对系统的经济性进行了分析,然后利用Hooke-Jeeves优化算法对供暖系统关键参数进行优化。结果表明:西藏地区太阳能-热水源热泵复合供暖系统能够高效稳定运行,实现了对太阳能由高温到低温的梯级利用,供暖季系统季节能效比可达4.43;相比于电锅炉供暖,复合供暖系统具有更高的经济性,静态回收期为5.3年;优化后系统能耗减少,供暖季系统季节能效比提高了7.9%。

太阳能PV/T+相变能与直蒸式水源热泵供热(冷)系统特性分析

为解决河北农村建筑清洁供暖问题和太阳能利用具有不稳定性问题,设计了太阳能PV/T+相变能与直蒸式水源热泵供热(冷)系统进行实验研究。实验结果表明,冬季典型日系统发电量为4.453kWh,制热系数COP平均值3.41;夏季典型日系统发电量为5.945kWh,制冷系数EER平均值3.2;将发电量用于系统运行,制热系数COP为4.22,制冷系数EER为4.19,分别提高了23.75%和30.12%;夏季单纯PV/T太阳能电池发电量5.537kWh,本系统的发电量提高了7.37%。该系统经济效益高,运行稳定,是一种实现河北农村清洁供暖有效途径。

基于Trnsys的太阳能热泵苜蓿干燥系统优化研究

为了提高太阳能辅助水源热泵苜蓿干燥系统的干燥效率和性能系数,从设计和运行两个方面进行模拟研究。利用Trnsys软件设计并搭建了系统仿真模型,输入室外天气参数,对储热水箱体积、水冷集热器流量和是否带有空气-空气热交换器进行模拟研究。结果显示:在储热水箱最佳体积为0.5 m^(3)、水冷集热器最佳流量为0.3 kg/s条件下,不带热交换器可以有效干燥40 kg新鲜苜蓿,带热交换器可以有效干燥50 kg苜蓿。

高效热泵与太阳能联合供热系统的性能优化与评价

文章针对高效热泵与太阳能联合供热系统的性能优化与评价进行了研究。分析了高效热泵和太阳能供热系统的原理与特点,探讨了联合供热系统的优势和适用性。针对该系统进行了性能优化,包括系统参数设计、运行策略优化和能源利用效率提升措施。对系统进行了性能评价,包括热效率评价、经济性评价和环保性评价。结果表明,高效热泵与太阳能联合供热系统具有较高的能源利用效率和经济性,是一种可行的供热解决方案。

太阳能集热器与水源热泵联合系统供热性能的仿真研究

提出了双热源热泵供热系统、太阳能与水源热泵串联供热系统、太阳能与水源热泵并联供热系统,并建立了3种联合供热系统的仿真模型。在不同太阳辐射强度和水源温度下,对3种系统的供热性能进行了模拟分析,并绘制了3种系统的最佳运行区间图。结果表明,当太阳辐射强度和水源温度较低时,双热源热泵系统有最佳供热性能;当太阳辐射强度和水源温度较高时,并联系统供热性能最好;当太阳辐射强度和水源温度在前两种系统最佳工作条件之间时,串联系统有最好的供热性能。

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。

R290直膨式太阳能热泵供暖系统实验研究

为分析直膨式太阳能热泵耦合地板辐射供暖系统在北方寒冷地区的实际运行特性,设计并搭建以丙烷(R290)为工质的直膨式太阳能热泵供暖实验平台,分析冬季不同运行工况下环境参数对系统热力性能的影响。实验结果表明:系统可实现室内供暖的稳定性,实验测试期间平均室温保持在16.1~20.8℃之间,热泵系统性能系数(COP)保持在2.57~4.30之间,供暖系统COP保持在2.24~3.98之间。太阳辐照度每增加50 W/m^(2),热泵系统COP提升4.9%;环境温度每升高1℃,热泵系统COP提升2.4%。太阳辐照度对热泵系统的电子膨胀阀开度和工质质量流量影响较为显著。当终止水温从45℃提升至55℃时,热泵系统COP降低12.2%;而在终止水温为50℃时,供暖系统COP达到最大值3.37。

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%。

太阳能化学热泵系统与燃煤供热系统的LCA分析

目的对比分析太阳能化学热泵理论系统和传统燃煤供热系统,明确太阳能化学热泵系统的环保特性及其推广的可行性.方法理论计算相同条件下,太阳能化学热泵理论系统和燃煤供热系统供热时的经济支出,并用LCA方法评价分析两种系统.结果给出太阳能化学热泵理论系统和燃煤供热系统原理图和在相同条件下供热时两种系统经济支出的对比图.结论太阳能化学热泵理论系统初投资和运行能耗的费用比燃煤供热系统高;由LCA分析可知,太阳能化学热泵理论系统运行时对大气环境的破坏程度远较燃煤供热系统低,是一种新型的节能供热系统;在现有基础上减少太阳能化学热泵系统投资,将有利于它的推广.

结合太阳能和热泵技术的节能减排效果分析研究

为了提升太阳能和热泵技术的节能减排效果,研究设计了结合太阳能技术和热泵技术的供暖系统。在建筑热负荷计算的基础上对供暖系统进行了构建,并对该供暖系统的运行模式进行了分析。为了对供暖系统的节能和减排效果进行分析,搭建了TRNSYS仿真平台,并对该仿真平台的准确性进行了验证。实验结果显示,所设计供暖系统的标煤节约量为4189.7 kg,一次能源节约率为65.78%,系统能效比为3.15,CO_(2)、SO_(2)和粉尘的减排量分别为10608.8、82.6、82.7 kg。所设计的供暖系统具有良好的节能减排效果。

直膨式太阳能PVT热泵热水系统运行性能仿真与分析

直膨式太阳能光伏光热(photovoltaic-thermal,PVT)热泵是一种综合利用太阳能资源的新型高效技术。为探究不同环境条件以及系统配置方式对直膨式太阳能PVT热泵热水系统运行性能的影响,基于能量平衡原理在Matlab平台上建立了系统的仿真模型,基于临港地区的环境数据,分析了各季节典型日下不同配置系统的热水供应性能以及发电增益的全年波动情况。结果表明,随压缩机理论输气量的减小,热水系统的性能系数(coefficient of performance,COP)有所提高,但所需的加热时间增加,系统的全年发电增益随理论输气量的减小而减小。

真空管直膨式太阳能热泵系统性能分析

该文将真空管集热器与直膨式太阳能热泵结合,提出一种真空管直膨式太阳能热泵系统。实验研究典型工况下太阳辐照度、循环水温度对系统性能的影响,并探讨压缩机变频条件下系统的动态性能。结果表明,提高太阳辐照度、降低循环水温度有利于提高系统性能,在太阳辐照度为850 W/m^(2),循环水温度为55℃时系统取得最大COP,为5.36。压缩机频率为42 Hz的系统COP为4.08,较45、47、50 Hz分别提高1.23%、8.5%、13.6%。

化学热泵系统在太阳能热利用中的应用

以ＣａＣｌ２／ＮＨ３做工质对介绍了化学热泵系统在太阳能热利用中的应用，分析了在不同工作状态时的理论和实际效率。结果表明，化学热泵系统为太阳能的热利用提供了一种良好的途径。

基于Trnsys的太阳能-热泵供暖系统集热器面积优化

计算山东济南某典型农宅建筑的负荷,并采用Trnsys软件模拟该农宅冬季的供暖效果,着重考虑供暖系统集热器面积对空调负荷率和供暖效果等方面的影响。结果显示:集热面积比为11%~15%的系统的供暖效果更好,且系统耗电量变化差距不大。根据费用年值法确定最优集热面积比,集热面积比为11.9%的供暖系统最经济。

太阳能热泵供水系统的理论研究

本文对太阳能热泵供水系统各部件进行了分析，建立了理论数学模型。通过对系统动态特性编制的计算机程序计算，得到了与实验值一致的结果，为进一步完善该系统设计提供了理论依据。

基于CNN的太阳能热泵—壁挂炉供暖系统约束控制方法

为了保障供暖系统的供热效果,提高其能源利用率,研究了一种基于CNN的太阳能热泵-壁挂炉供暖系统约束控制方法。通过梯度下降法优化CNN训练过程,提升其训练与收敛效率,运用优化训练后的CNN引入输入与输出的约束,构建太阳能热泵-壁挂炉供暖系统约束控制模型,对太阳能热泵-壁挂炉供暖系统的约束控制,实例测试结果表明,该方法具有较高的收敛速度及较低的训练函数损失值,可有限控制供暖系统的供水温度,满足供暖系统的实际供水温度需求。同时,水温控制误差的平均值比设定的0.007℃供暖系统控制水温误差约束值低,可约束控制供暖系统的阀门开合度保持在预先设定的合理范围内,且阀门开合度的波动趋势稳定,整体控制性能显著,能够为供暖系统供热质量及能源利用率的提升提供保障。

太阳能矿井水源热泵系统节能环保分析

从矿井水源热泵系统、太阳能热泵系统以及太阳能矿井水源热泵系统的工作原理方面对太阳能矿井水源热泵系统展开研究,重点针对太阳能矿井水源热泵系统中的太阳能热泵系统进行设计,最后从能耗、节能效果以及环保效果三个层面对太阳能矿井水源热泵系统的节能环保效果进行了综合分析。

空气源热泵辅助加热太阳能热力系统热性能研究

按照空气源热泵辅热技术操作规范要求,在合理的太阳能热力作用系统操作规范中,结合合理的部件评估方式,分析气候条件下的空气源泵加热管理办法,依据现有的热水系统热转换率过程,提升太阳能可保障率水平。从40%比例到80%比例效果,提升空气热原体系的操作过程,冷却到合理的范围内。参考我国现有的能源使用配比过程,结合可数据分析过程,对现有的能源热泵处理方式,运行方法,可控流程进行分析,优化热原泵参考热太阳能转换过程,拓展系统结构,在合理的系统运行范围内,对模式优化提升。空气热原泵辅助加热过程中,按照太阳能热泵水系统评估方式,调整系统热能转换过程,注意测试数据结果评估和信息分析,评估加热太阳能热水体系的经济经营方式,调控数据标准,拓展空气热原的配比过程,达到空气热原辅助评估可靠性能的参考标准。本文将根据热空气泵热作用方法,分析太阳能热水体系的操作流程,明确热气候条件下的系统热作用,测试分析合理的配比过程,空气热原泵的参考机组供热方式,通过空气热原分析,架起那个热作用体系评估,优化节能潜力水平,提升经济可控价值。