太阳能泵动态运行特性试验测试

为探究太阳能泵的运行特性并揭示太阳能泵瞬态流动机理,采用试验测试的方式,对日照辐射瞬态改变为±100 W/m^(2)和±200 W/m^(2)时的光伏阵列输出特性以及泵出口压力脉动情况进行了研究和分析。研究结果表明:相较于200 W/m^(2)日照强度升高幅度,日照强度瞬态升高幅度为100 W/m^(2)时,光伏阵列达到稳态所需时间缩短2 s,泵出口压力达到稳态所需时间增加0.5 s;光伏阵列输出的波动性随着日照强度的升高而逐渐降低;泵出口压力脉动的响应时间逐步减小,光伏阵列的输出功率随着日照辐射的瞬态升高出现显著变化,瞬态响应在3 s内趋于稳定。随着基础日照辐射的升高,泵出口压力响应时间逐渐变短,系统达到稳态所需的时间明显增加。随着基础日照辐射的逐渐降低,泵出口压力均出现先降低后升高最后逐渐趋于稳定的变化趋势,与光伏阵列输出功率的变化保持一致;随着基础日照辐射的增加,泵出口压力在较大瞬态日照辐射增加下需要花费更长的时间达到稳态。

以太阳能泵为动力的集热器的性能

由于太阳辐射的随机性,为调节平板型水太阳能集热器的介质流量已用了多种方法。利用在集热器和蓄水箱之间温差的水循环泵通断或调节器是最普遍的。但实际安装中总有些问题(例:ΔT值估算,传感器布置等)。水集热器的热惰性小,这样太阳辐射能够直接被用作水流量的比例调节,一个由太阳能电池启动的直流水泵可算是最简单的方法了。

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。

智能技术在直膨式太阳能热泵效能优化中的应用

阐述人工智能驱动下的直膨式太阳能热泵系统在效能提升方面的应用和成果。通过人工智能在系统中的应用,实现对太阳能资源的监测和预测、控制算法、能耗优化和协调管理的改进。

太阳能热泵系统配置形式及其研究进展

采用不同用途及配置形式相结合的分类方法对太阳能热泵系统进行分类,指出不同形式太阳能热泵系统的特点、当前研究现状及未来发展趋势,分析环境及运行参数对系统热力性能的影响。通过文献综述发现,在一定运行工况下,直膨式太阳能热泵系统性能系数(COP)值可达9.40以上,非直膨式太阳能热泵系统COP值可达8.80以上。提出太阳能热泵系统的应用与研究应从能耗与效率、经济性、可靠性、运行与操控等方面着手,朝更加高效经济、节能可靠的方向发展。

建筑领域太阳能利用系统的性能、挑战及优化策略综述

建筑领域的太阳能利用技术包括太阳能热水系统、太阳能制冷与空调系统、太阳能热泵系统以及建筑一体化光伏/热系统(BIPV/T)。系统效率和储热是制约太阳能热水系统发展的关键因素,目前的研究主要侧重于优化系统效率,未来应进一步关注储热技术的进步,以解决太阳能热水系统热水供应稳定性的问题。太阳能制冷与空调系统重点关注降低太阳能集热系统成本、提高集热器性能并研发小型太阳能制冷设备。太阳能热泵技术具有高能源利用率和低环境污染的特点,目前在实际应用中面临的技术障碍包括系统集成与优化、高效太阳能收集器、热泵性能提升、季节性储能、可靠性与稳定性以及经济性与可扩展性等,其中系统集成与优化尤为关键。太阳能光伏光热综合应用是建筑节能领域的一个重要研究方向,太阳能聚光光伏/光热系统(CPV/T)是解决BIPV/T系统中太阳能利用率低下问题的有效策略。BIPV/T和CPV/T系统还需要深入探讨集热器优化设计、材料选择、气候适应性及可持续性等问题。总之,未来建筑领域太阳能系统利用的主要研究方向为提高系统性能、开发新型材料以及集成优化。此外,应用物联网、大数据和人工智能技术可以促进太阳能系统的智能化监测、控制和维护。

直膨式太阳能热泵供暖系统实验及性能分析

围绕建筑供暖需求,本文构建了太阳能集热/蒸发器和翅片蒸发器并联的直膨式太阳能热泵(direct expansion solar assisted heat pump,DX-SAHP)供暖系统,分析了系统热力循环过程,搭建了系统的工程应用实验平台,实验结果分析表明,DX-SAHP供暖系统在不同运行工况下可获得较高的性能,性能系数(coefficient of performance,COP)最高可达到6.88,压缩机频率、太阳辐照度和环境温度对系统的制热量和COP均有影响;压缩机定频运行时,太阳能集热/蒸发器运行的COP比翅片蒸发器大约高30%,变频运行时大约高45%,变频运行具有更优的性能。

直膨式太阳能热泵系统冬季工况性能分析

直膨式太阳能热泵系统的集热蒸发器通过吸收太阳辐射,使冬季工况下热泵的性能得到有效提高,减少了电能消耗,得到了广泛应用。通过实验测试了直膨式太阳能热泵系统冬季工况下的性能参数,讨论了单日内白天在太阳辐照下热泵性能的变化。分析发现,集热蒸发器内制冷剂进口温度随太阳辐照度迅速升高,在正午时刻之前,进口温度可由0.1℃升至10.3℃。系统过热度波动维持在约0.3℃以内之间。当进口压力达到单日内极值418.8 kPa时,系统制冷剂流量以及制冷量较初始时刻分别增加1.76 kg/h、168.2 W。系统得热量则呈现出先增后降的趋势,正午时刻达到最大得热量2 199.55 kJ。太阳辐照度由363.31 W/m^(2)变化到585.39 W/m^(2),集热蒸发器有效集热率由1.01减至0.41。日均太阳辐照度变化200 W/m^(2)时,COP由1.61升高到2.93。建立了制冷剂蒸发温度、冷凝温度与COP之间的函数关系COP_(a)=6.01-0.284ΔT0.689。

新型太阳能热回收准二级压缩热泵系统特征气候运行性能分析

针对目前建筑供暖/制冷能耗问题,提出了一种利用新型热回收式准二级压缩热泵的太阳能热泵供暖/制冷系统。通过建立系统仿真模型,分析了该系统在中国3种特征气候(重庆、太原、乌鲁木齐)下的运行情况。研究结果表明:该系统可利用新型热回收技术与太阳能光伏光热技术为建筑供暖、供冷,回收热量约占重庆、太原、乌鲁木齐房屋负荷的12%,光热供能占总负荷的30%,20%,15%;光伏利润占重庆、太原、乌鲁木齐房屋总运营成本的38%,26%,18%。可再生能源在新型热回收式准二级压缩热泵系统中起到了关键作用,可极大提升系统性能并减少碳排放。

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。

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。

太阳能热回收型空气能热泵系统在医院生活热水中的应用

文章阐述了空气能热泵机组的热能回收原理,提出了利用太阳能+热回收型空气能热泵系统解决医院的生活热水需求,对太阳能+热回收型空气能热泵系统的组成和工作原理进行了简单论述,并结合实际案例对该系统的运行稳定性、节能效益和经济性进行了分析。

太阳能直接泵浦式激光器

太阳能是洁净的可再生能源,利用它来直接泵浦激光工作物质产生激光,即为太阳能直接泵浦式激光器。本文阐述了太阳能泵浦激光器的发展历程,介绍了太阳光的成像采集和非成像采集系统以及太阳能激光器的泵浦方式,并分析了掺Nd和Cr/Nd共掺材料等激光工作物质的性能。最后经过分析,认为Cr/Yb共掺双包层光纤在太阳能泵浦激光器方面具有很大的应用潜力。。

间接膨胀式太阳能多功能热泵供热实验

提出了一种太阳能与多功能热泵技术有机结合的间接膨胀式太阳能多功能热泵（IESAMDHP）系统．描述了间接膨胀式太阳能多功能热泵系统的组成及工作原理，并阐述了各种功能模式的运行条件和运行方式．重点对研制的IESA-MDHP实验样机的供热性能进行了实验研究．实验结果表明，IESA-MDHP系统的COPhp在3．30～4．71之间变化，而COPsys在2．88～3．96之间变化，明显高于传统的家用空气源热泵系统，但[火用]性能系数在0．17～0．31之间变化．

间接膨胀式太阳能多功能热泵单独制热水性能实验研究

简要介绍了间接膨胀式太阳能多功能热泵(IESA-MDHP)系统的功能模式。在冷凝侧采用强制循环和自然循环两种运行模式,对系统在冬季工况下利用中低温水源单独制热水性能进行实验测试。实验结果表明,在两种运行模式下热泵COP_(hp)、系统COP_(sys)及(?)性能系数COP_(EX)都明显高于空气源热泵热水器系统。实验同时对不同初始水温下IESA-MDHP系统单独制热水性能进行对比,发现初始水温对热泵COP_(hp)、系统COP_(sys)影响不大,而对(?)性能系数COP_(EX)影响较明显。

R134a应用于直接膨胀式太阳能热泵系统

利用平衡均相理论建立了太阳能集热器两相流模型 ,用四阶 Runge- Kutta方法对其求解 ,实验验证了其可靠性 .利用该模型从理论上研究了以 R1 34 a作为工质的直接膨胀式太阳能热泵的性能 ,并与采用 R1 2作为工质的结果进行比较 ,指出了 R1 34 a应用于此类热泵的适用性 .理论结果还表明 ,在较宽的环境温度、冷凝温度和太阳能辐照度范围内 ,采用 R1 34 a作为工质 ,热泵系统的性能系数可达到 4.0～ 6 .5 .

太阳能热泵热水装置试验研究与应用分析

研制了一种将热泵与太阳能热水器结合的太阳能热泵空调热水器装置,对正在进行试验研究的太阳能热泵空调热水器一体装置的基本原理和构成进行介绍,并对其在热泵制热水模式下的运行工况进行了实验研究.实验结果得到能效比最大可达3.85,平均在3.0以上.并分析讨论了各种参数变化对系统的影响,在此基础上做出了该装置的耗能分析.与其他类型的热水器进行了经济性比较,数据结果表明该热水器装置更为经济.

太阳能-沼液余热式热泵高温厌氧发酵加温系统

针对地源热泵式沼气池加温系统需要打地埋井及铺设地埋管受地质水质局限等问题,系统构建了太阳能—沼液余热式热泵高温厌氧发酵加温系统.对系统发酵池热负荷、沼液余热回收率、中高温热泵机组、太阳能集热装置等关键参数进行了理论计算,得出系统能够保证发酵池温度50±2℃,沼液余热回收量可以达到系统总需要热量的70%.系统特点在于采用太阳能和沼液余热联合作为中高温热泵低位热源并确立其三种运行模式,包括太阳能直接加温模式,太阳能低位热源—热泵加热模式和太阳能—沼液余热回收联合式热泵加温模式.

光伏-太阳能热泵在不同冷凝水温下的特性

提出了光伏-太阳能热泵(PV-SAHP)的系统原理,建立了PV-SAHP系统试验台.在不同的冷凝水温工况下,对PV-SAHP系统的动态性能进行了实验和分析,同时也就不同冷凝水温对PV-SAHP系统性能的影响进行了对比.PV-SAHP系统平均性能系数为5.4,最高COP可达10.4,平均光电效率为13.4%.结果表明PV-SAHP系统具有优越的热泵性能和光电转换效率.