基于低温空气含湿量的太阳能耦合空气源热泵热水系统性能分析

利用TRNEdit与宏编辑器,通过对TRNSYS软件空气源热泵模块蒸发器部件的数学模型优化,新建太阳能耦合空气源热泵模块,综合判断基于低温空气含湿量的太阳能蒸发集热器结霜除霜对于耦合热泵热水系统制热性能的影响。在太原地区典型气象年低温空气含湿量典型日工况下,相比同型号常规热泵热水系统,耦合热泵热水系统的平均COP_h提高7.7%,耗电量节省6.9%,具有较好的节能效益。

太阳能耦合1000 MW二次再热超超临界机组节能优化设计

为降低600℃二次再热超超临界燃煤发电机组的发电煤耗和碳排放量,针对某1 000 MW典型二次再热超超临界燃煤发电机组(方案1),提出耦合太阳能加热除氧器出口回热系统给水的设计方案(方案2),并进行对比研究。采用基于[火用]分析的单耗分析法对比了1 000 MW等级600℃二次再热机组不同方案的热力性能,并分析各方案在变工况下的能耗分布情况。结果表明:二次再热燃煤机组集成太阳能后,显著降低发电煤耗和碳排放量;耦合太阳能的二次再热燃煤机组方案2在各工况下发电煤耗均低于方案1,100%THA工况下,方案2抽取除氧器出口10%、30%、50%、70%、100%的给水用太阳能加热时,发电煤耗分别降低4.59、15.70、24.96、32.56、41.32 g/kWh,碳排放量分别降低12.70、43.50、69.10、90.28、114.50 g/kWh,节煤降碳效果明显;采用单耗分析法研究机组各设备单元的附加单耗,方案2锅炉、回热加热器和冷凝器的附加单耗相比方案1均下降;随除氧器出口给水采用塔式太阳能加热比例的提高,方案2锅炉的附加单耗明显降低,方案2增加了太阳能设备,太阳能的附加单耗高于方案1。因此,耦合太阳能有助于进一步提升火电机组性能。

基于TRNSYS的太阳能耦合燃料电池热电联产系统的模拟研究

文章建立了太阳能耦合燃料电池热电联产系统的TRNSYS模型。采用镇江地区的天气数据(太阳直射辐射强度和环境温度),模拟了该系统在各典型日的火用效率。得出热电联产系统的集热量、发电量及火用效率均随着太阳辐射强度的增强而提高的结论。基于此,将热电联产系统的生命周期成本设为优化目标,采用Hooke-Jeeves算法对关键运行参数进行优化。结果表明:当集热器面积为15 m^(2),单电池片数为60个,蓄热水箱容积为5 m^(2),太阳能电池板面积为5 m^(2)时,可以获得最小的生命周期成本49.1万元,比常规模型降低11.7%;优化后的热电联产系统在典型日的火用效率为50%~57%,较常规热电联产系统提升50.0%~85.7%。

土壤源热泵与太阳能耦合系统节能效果分析——以公屋展示中心为例

土壤源热泵与太阳能耦合系统将太阳能热水系统产生的盈余热量转移至土壤源热泵系统,保证热泵机组出水水温恒定,以提高土壤源热泵机组COP,减少对土壤温度场的破坏,提高系统整体运行寿命,进而降低了项目后期运行费用。以中新天津生态城公屋展示中心项目为例,通过数学建模,对该系统应用于北方地区的节能效果进行分析和论证,得出土壤源热泵与太阳能耦合系统是一种较适宜天津生态城地区的可再生能源综合利用的系统,并为北方地区建筑利用可再生能源起到了推进和示范作用。

基于滴水湖景区的太阳能耦合厕所系统研究

以滴水湖景区为例,设计了一种适用于没有市电及下水管网环境的厕所系统,通过耦合太阳能发电系统、采光器件、通风装置、粪便存放收集设备、污水处理设备,使得厕所摆脱了对外界资源环境的依赖,做到了节能、环保,体现了生态的原则。

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。

模块化电磁能耦合相变蓄能水箱辅助太阳能供暖系统分析

随着我国北方清洁供暖的不断推进,多种形式的供暖系统不断涌现。针对沈阳地区设计了一种模块化供暖系统,采用了电磁能加热装置和相变储能水箱模块化设计,并对该系统的各种运行工况进行了分析。选择集热面积、相变水箱体积和电磁能加热装置的功率为优化变量,运用TRNSYS软件对系统进行了参数优化,得到了全寿命周期下最优的系统配置组合,并对最优值下系统的运行性能进行了分析。

太阳能与土壤源耦合供暖系统的实验研究

在分析太阳能、土壤源热泵及联合供热特点的基础上,研究了太阳能热泵独立系统、土壤源耦合热泵系统运行模式的制热性能和节能效果,建立了太阳能蓄能-热泵耦合热泵系统的供暖模式及优化模型。通过采暖季初期的太阳能蓄能、供暖,土壤源热泵独立供暖及太阳能-土壤源耦合热泵供热的实验研究,验证了太阳能-土壤源耦合热泵供暖模式的可行性和经济性,对比了太阳能-土壤源耦合热泵与单独运行土壤源热泵的系统性能。在整个供暖期内,太阳能-土壤源耦合热泵系统热泵机组平均COP为4.33,系统COP为3.98,系统性能优于任一独立系统。对于热泵容量2.5kW的实验机组,供暖系统冬季可节电2100kWh,综合经济效益显著。

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。

太阳能-土壤源热能耦合道路融雪系统融雪性能的研究

基于太阳能-土壤源热能耦合道路融雪试验系统,开展能量转化型道路融雪性能的研究,分析了融雪过程道路温度场的变化规律并对影响系统融雪效果的因素进行探讨。研究显示:路面融雪经历初期升温过程-恒温融雪过程-融雪后升温过程3个阶段,且同一水平面内,由于与埋管的距离不同,温度分布不均匀,造成带状无雪区域的出现;太阳能-土壤源热能耦合道路融雪系统影响因素分析表明:管间距、埋设深度、液体流速、环境温度等因素对融雪效果存在显著影响,可针对具体运行工况,通过调整相关参数达到理想的融雪效果。

太阳能-土壤耦合热泵长年蓄热土壤热平衡分析

以严寒地区季节性蓄热太阳能-土壤耦合热泵系统为研究对象,通过数值模拟的方法,对该系统在长年蓄、取热情况下土壤的热平衡状况进行分析并对系统模型进行实验验证。研究结果表明:系统在相同控制条件下运行,蓄热量大于取热量,土壤温度得到有效提升,但由于连续多年蓄热土壤中出现热堆积现象,蓄热量逐年下降并趋于平稳;土壤温度的逐年升高使热泵COP保持在较高水平,但每年提升的幅度不大,可在土壤平均温度趋于稳定时减少蓄热量,使土壤热量达到平衡。

太阳能-土壤源热能耦合桥面融雪系统温度分布特性的研究

依托太阳能-土壤源热能耦合桥面融雪系统试验路开展桥面融雪系统温度分布特性的研究,对比分析有无加热系统的桥面温度场分布规律,研究加热系统运行对桥面温度分布的影响,并通过调整测试工况,对影响桥面温度分布的因素进行探讨。研究显示:正常天气状况下,桥面不同深度处的温度、热流密度日变化均近似呈正弦状分布;随着深度的增加,日温差及热流密度的日波幅逐渐减小;太阳辐射是桥面温度变化的重要影响因素。加热系统的运行,增大了桥梁结构内部的传热量,改变了桥梁结构一定深度范围内热流传递的方向,桥面温度分布发生显著改变。对影响系统运行效果的因素研究表明:可通过使用高导热系数管材、提高循环流体温度及流速改善太阳能-土壤源热能耦合桥面加热系统的使用效果。

太阳能-地源热泵耦合式热水系统优化匹配研究

为解决传统太阳能或地源热泵生活热水系统独立运行时存在的问题,该文将两者进行组合匹配得到复合式系统,结合逐月负荷变化来确定系统各设备选型范围,从中选取正交试验设计所需的各因素水平值;同时以长沙地区某高校学生宿舍的复合式热水系统为研究对象,通过动态模拟软件对不同组合下系统性能进行考察,并对试验结果统计分析,得出复合式热水系统中主要的设备及控制参数的最优匹配方案。本文的结论可为实际工程设计提供设备选型及控制设定的参考,有助于提高热水系统的经济效益。

单井地热联合太阳能供暖系统性能模拟

为获得单井地热联合太阳能供暖系统的性能,本文建立了单井地热存取热以及太阳能集热器和热泵系统的数学模型,采用三对角矩阵算法对模型进行了求解。研究结果表明:单井地热的输出功率调节主要是由注入水温度和流量决定的;单井地热具有宽负荷调节能力,最小输出功率是最大值的72.61%,两者相差223.50 kW。利用地热的宽负荷调节能力可解决太阳能的不稳定性;太阳能集热器的功率和面积由地热的负荷调节能力决定。3 km深地热井,热泵平均输出功率720.81 kW,匹配的太阳能集热器功率约95.00 kW,集热器面积270 m^2;非供暖季的储热虽不能明显提高供暖时的取热功率,但可以缓解取热功率随时间的衰减。研究结果可为单井地热联合太阳能供暖系统的设计和运行提供指导。

太阳能与空气源热泵耦合采暖系统案例分析

本文介绍了北京农村户用采暖的解决方案,本方案根据实际情况,从经济性、可行性等角度分析,选取最佳适合本项目的环保型采暖系统。该项目采用使用太阳能与空气能热泵耦合技术,是将太阳能与空气能转换成热能供给建筑物冬季采暖,满足用户的采暖需求。

太阳能、地能及节能水暖锅炉耦合式温室养殖供暖系统的设计研究

针对甲鱼温室养殖设计了一套太阳能、地能及节能水暖锅炉耦合式供暖系统,可以根据不同天气切换运行太阳能系统、地能系统和节能水暖锅炉3种热源模式,以满足温室养殖的增温需要。设计出太阳能集热面积28.8 m2,选用XD5818-30型全玻璃真空管式;设计地源热泵系统1套,选择型号为JSJN-50 LW的4.5 k W地源热泵机组,取水深度为43 m,取水量约1.0 m/h,同井回灌;通过设计自动控制系统,实现3套系统的耦合联用,到达经济环保,节能减排的目的。

耦合太阳能的中央空调废热斯特林发电系统

文章提出了耦合太阳能的中央空调废热斯特林发电系统。该系统回收中央空调冷凝器排出的废热，并耦合部分太阳能，以此加热斯特林发动机热气缸中的工质，推动斯特林机的正常运转，从而带动发电机发电。整个系统实现了单项能耗、双项输出的理想效果，具有较好的应用价值和节能潜力。

点、线耦合聚焦塔式太阳能线菲定日镜追踪角时空变换特性研究

介绍一种新型的点、线耦合菲涅尔二次反射塔式太阳能聚光系统,推导该系统定日镜追踪太阳光线的理论追踪角（俯仰角βh和滚转角βm）公式,利用理论追踪角公式计算上海地区一年中4个典型日系统线菲定日镜追踪角的时空变换特性。以夏至日定日镜H3为例,详细计算其子镜与中心子镜的理论俯仰角差Δβ（h,id）和理论滚转角差Δβ（m,id）。该文的目的是通过研究菲涅尔二次反射塔式太阳能聚光系统定日镜理论追踪角的时空变换特性,确定系统定日子镜追踪太阳的实际滚转角差,并利用Soltrace软件模拟系统在夏至日实际追踪和理论追踪时的光学效率,差值最大为8.20%,最小为0.28%。

被动房中太阳能辅助地源热泵系统的应用研究

针对内蒙古阿尔山一座超低能耗被动房建筑展览馆,利用TRNSYS软件分别建立传统地源热泵系统仿真模型和太阳能—地源热泵耦合系统仿真模型,对比分析两种系统运行10年间的地埋管周围土壤温度、地埋管吸热量、热泵机组COP。结果表明:太阳能—地源热泵耦合系统比传统地源热泵系统热泵机组COP提高了0.22,地埋管周围土壤温度提高了19.31℃,验证了该系统的可行性与节能性。

高寒地区近零能耗公共建筑耦合供暖系统适用性研究

本研究以青藏高寒地区近零能耗公共建筑太阳能-空气能耦合供暖系统为研究对象,基于TRNSYS软件对建筑供暖系统的能效水平、节能效益和环保效益等指标进行分析,探索该耦合供暖系统在高寒地区近零能耗建筑中的适用性。研究结果表明,在保持良好室内舒适度前提下,该供暖系统在整个供暖季期间的太阳能保证率可达71.9%,可再生能源利用率可达81.1%,且具备良好的节能和环保效益。