低温蓄能型太阳能辅助空气源热泵系统供热与蓄热特性研究

文章基于结冰释热和融冰蓄热运行模式,对低温蓄能型太阳能辅助空气源热泵系统特性开展了实验研究。实验结果表明:结冰释热运行模式下,相变蓄能换热器内结冰率达到56.03%时,压缩机平均供热性能系数为4.14,其中,潜热供热阶段的平均供热性能系数为3.91,这说明以水作为低温相变蓄能材料时,通过合理设计相变蓄能换热器结构与控制其结冰率,可以实现热泵的高效运行;蓄热循环热水的供水温度和流量是影响相变蓄能换热器的蓄热速度的重要参数,当蓄热循环热水的供水温度与流量的乘积低于0.3333 kg·℃/s时,所需蓄热时间较长,不适合冬季日间进行太阳能蓄热;提高蓄热循环热水的流量和供水温度有助于提高相变蓄能换热器的蓄热速率,增加蓄热量;当蓄热循环热水的供水温度较低时,相变蓄能换热器的蓄热速率随蓄热循环热水流量的增加呈线性增加,但当蓄热循环热水的供水温度升高时,相变蓄能换热器蓄热速率的增加速度随蓄热循环热水流量的增加而减小。因此,应结合蓄热输送能耗与太阳能集热效率对蓄热循环热水的供水温度和流量进行优化。

一种太阳能辅助空气源热泵设备研究

介绍了一种太阳能辅助空气源热泵设备。该设备通过渗透型空气集热器预热蒸发器侧空气,不仅可以提高热泵的能效,也可以扩大热泵的适应地域的范围。本研究采用计算机软件模拟方法研究了典型气候区室外温度对空气源热泵制热性能的影响,并现场实际测试了太阳能集热系统对室外温度的提升能力和室外温度提升前后热泵的能效系数增量,模拟计算和实际测试结果互相印证。设备对进入蒸发器的空气进行预热,经计算和实际测试证实,设备能够有效提升空气源热泵的能效达23.4%以上。设备可在成熟的空气源热泵基础上直接进行简单改装,初投资低,操作简单;设备蒸发器侧空气温度每提高1℃,机组COP增量约为0.068,效益显著。设备在当前北方地区大力推行空气源热泵供热的背景下,具有显著的应用推广价值。

太阳能辅助空气源热泵夏季制冷性能的提升

翅片上涂有太阳能选择吸收涂料的太阳能辅助空气源热泵夏季运行时冷凝温度升高,导致系统性能系数(coefficient of performance,COP)和制冷性能下降。为解决这一问题,通过采用正压均流太阳能辅助空气源热泵系统以及制冷对照实验的方法,研究了气流组织形式、太阳辐射强度大小对不同压缩机频率下太阳能辅助空气源热泵系统性能的影响。结果表明,通过优化气流组织形式和改变遮阳条件,系统COP提升14.1%,仅比对照机组低3.0%,表明该设备可直接用于居住建筑;此外,不同系统形式均在压缩机频率为50~60 Hz时具有最高的系统COP,为系统匹配不同负荷特性建筑提供了依据。

太阳能辅助空气源热泵系统多地区适用性研究

为探究太阳能辅助空气源热泵系统在不同太阳能资源等级地区的适用性,根据年太阳辐照量的不同,依次选取太阳能资源等级为Ⅰ—Ⅳ级的拉萨、张家口、杭州、贵阳作为研究对象,使用TRNSYS软件进行系统的模拟。选择热泵功率、水箱容积、电辅热功率、集热器面积、集热器方位角和倾斜角6个参数作为优化变量,以生命周期成本为目标函数,利用粒子群优化算法得到各地区的最佳设备参数,并对优化后的系统进行经济性、敏感性分析。研究结果表明:拉萨和张家口地区的太阳能辅助空气源热泵系统最优运行方式为热泵搭配集热器,而杭州和贵阳地区的系统最优运行方式则为热泵搭配电辅热;其中,贵阳地区的热泵运行效率最高,为2.94,拉萨地区的系统运行效率最高,为2.26,杭州地区的系统单位制热量成本低,为0.48元/k W;选用相对灵敏度分析可知,热泵功率对各个地区系统的生命周期成本均具有显著影响。所得结果可为太阳能辅助空气源热泵系统的优化设计提供相应的理论依据。

太阳能辅助空气源热泵系统采暖能效实验分析

针对空气源热泵系统在北方冬季由于蒸发温度低而导致的制热效率低下的问题,本文采用了低温太阳能热水辅助空气源热泵采暖的解决方案,搭建了太阳能辅助空气源热泵系统试验台。本文对空气源热泵系统和太阳能辅助空气源热泵系统这两种运行模式下的制冷剂进出口温度、室内温度等参数进行了测试、对比,计算并且分析了系统的制热量和制热系数,得出太阳能热水辅助系统较空气源热泵系统,能够使室内温度提升4℃,COP提升1.3,热泵系统能够稳定、可靠、高效运行。与传统的空气源热泵系统相比,太阳能热水辅助空气源热泵系统具有较大的环保潜力、节能潜力。

太阳能辅助空气源热泵冬季运行性能研究

太阳能辅助空气源热泵有效地将两种可再生热源复合利用,实现了太阳能与空气热能的优势互补,本文主要介绍了太阳能辅助空气源热泵的系统组成、运行模式及原理。通过对华北科技学院太阳能辅助空气源热泵系统实验台的冷凝器进出口温度、室内温度、耗电量等相关参数进行实测,与普通空气源热泵和其他供暖方式进行对比分析,重点研究了该系统的实际节能性。结果表明:太阳能辅助空气源热泵耗电量与空气源热泵基本持平,但太阳能辅助空气源热泵的制热量高于空气源热泵,其白天模式制热量为空气源热泵的1.4倍,COP是空气源热泵的1.5倍;夜间模式与空气源热泵相比,制热量为其1.2倍,COP是其1.2倍。同时太阳能辅助空气源热泵的运行费用与碳排放与传统区域供暖方式也有所降低,因此是一种节能减排的供暖方式。

太阳能辅助空气源热泵系统供热特性的实验分析

农村能源是我国能源体系的重要组成部分,但目前农村能源结构体系并不合理,为了解决新农村能源利用尤其是建筑建设及采暖问题,提出一种基于改造式房屋建筑的太阳能辅助空气源热泵系统并搭建了系统实验台,对系统的运行参数进行了监测和记录。本文通过对系统太阳能集热、空气源热泵及毛细管辐射等运行数据的分析,得出以下重要结论。结果表明,采用太阳能辅助空气源热泵系统的改造式住宅建筑室内温度在20℃以上,人的体感温度可以达到23℃左右;在一天的供热时间段内,太阳能集热系统的供暖时间占比为35.4%,空气源热泵供暖时间占比为64.6%,节能效果显著;该系统能够满足该类型建筑用户对住宅的采暖需求,对京津冀地区新农村能源体系的完善意义重大。

太阳能辅助空气源热泵集中供热水系统在大型企业职工浴室中的应用

根据太阳能及空气源热泵热水系统各自的优缺点,结合企业节能改造工程实例分析,选取太阳能和空气源热泵联用系统的运行方式,取得了显著的经济效益,有着光明的发展前景。

太阳能辅助空气源热泵系统的TRNSYS动态模拟

太阳能具有绿色无污染、可持续性强的特性,因此,太阳能在建筑供暖中的应用受到了工程技术人员普遍的关注。笔者选取兰州地区典型年气象资料,利用数值分析软件TRNSYS对一房屋开展了太阳能辅助空气源热泵供暖系统的动态模拟及辐射采暖系统的优化,研究了整个供暖时段房屋的太阳能辐射状况、集热保证率、空气源热泵集热效率。得出供暖时段房屋热负荷与其它因素之间的相互影响情况,确定了住宅太阳能辅助空气源热泵供暖系统的最优参数。研究成果为我国西部地区太阳能资源在建筑供暖系统中的应用提供参考。

太阳能辅助空气源热泵供暖系统的试验研究

选取兰州地区典型年12月和1月的气象资料,进行太阳能辅助空气源热泵供暖系统的模拟试验。研究表明:太阳能辅助空气源热泵供暖系统比太阳能集热器供暖系统对室内温度的提升效果明显;由于热泵蒸发器的存在,减小了太阳辐射对室内温度提升速度的影响,有利于维持室内温度的恒定。所得结果为太阳能辅助空气源热泵在建筑供暖系统中的应用提供借鉴。

太阳能辅助空气源热泵系统的应用分析

太阳能热水辅助空气源热泵系统具有高效节能、安装方便、一机多用等显著优势,且在解决寒冷冬季室外盘管结霜问题上行之有效。本文从该系统的工作原理和运行模式出发,建立数学模型对在实际项目中的经济性进行分析。结果证明,相比独立使用的空气源热泵系统,该系统虽然初投资较高,但制热效率好、运行费用低,宜在部分地区得到推广。

太阳能辅助空气源热泵在生活热水工程中的合理运用

本文在对常用供热方式进行分析的基础上,介绍了太阳能制热技术及空气源热泵技术的原理.结合实际工程,对太阳能辅助空气源热泵在生活热水工程中的应用进行了分析,探讨了新技术的节能价值.

太阳能辅助空气源热泵系统工程运行分析研究——以高台县为例

如今随着人们生活水平不断提升,太阳能在人们的日常生活中也越来越常见,因此太阳能、空气能作为可再生能源,在建筑节能中越来越受到人们的重视。正是由于太阳能、空气源热泵在生活中的重要地位,因此本次研究通过对两者的优劣分析,以高台县为例,结合实际工程经验,提出利用太阳能与空气源热泵联合供热系统在保证供暖热水供应、节约和环境保护等方面的优越性。最后,结合具体案例对其技术、经济进行分析,结果显示:太阳能辅助空气源热泵联合供暖热水系统比传统供暖热水系统具有更高的节能和经济价值,具有很好的应用前景。

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%。

基于ANFIS的太阳能-空气源热泵供暖系统温度控制研究

针对太阳能-空气源热泵供暖系统运行环境复杂多变,模糊控制器的设计高度依赖人工经验的问题,提出一种基于自适应神经模糊推理系统(ANFIS)改进的模糊控制方法。该方法利用ANFIS在复杂系统建模中的优势,结合供暖系统温度响应特性和实际运行数据,建立联合供暖系统变工况ANFIS模型,生成与系统性能适配的模糊规则库并传递给模糊控制器执行。Matlab/Simulink仿真对比试验表明,与单一的模糊控制相比,该方法的控制精度提高了17.65%,调节时间缩短了36.4%,具有更高的控制精度和响应速度。

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。

太阳能-空气源热泵热水系统新型组合优化设计

太阳能-空气源热泵热水系统(solar-air source heat pump hot water system, SAHWS)常用于宿舍楼宇供暖,通过对系统参数的优化设计可显著提高系统能效性能与环境友好性。为得到一种综合考虑SAHWS经济、能源、环保与节能的优化方法,提出了一种新型组合优化设计策略,并利用TRNSYS软件搭建系统仿真模型,以西安、西宁、拉萨这3座不同太阳能资源等级城市为例,对SAHWS运行工况对比分析。结果表明:与常用生命周期成本设计相比,所提出的组合优化设计不仅降低了系统成本,还有着较低的系统能耗;组合优化设计的热泵能耗与工作小时数最短,且有最低的热损,在投资成本、系统季节性能因子、太阳能保证率以及碳粉尘、二氧化碳排放量均有较好表现。

严寒地区太阳能-空气源热泵复合供暖系统的适用性研究

近些年来,随着传统能源的开发与使用的日益增加,传统能源不足、环境污染问题也都接踵而至。因此,开发利用可再生能源势在必行。本文以哈尔滨某办公建筑为研究对象,采用了太阳能-空气源热泵复合供暖系统,利用Trnsys分析了该地区复合供暖系统的工作原理及运行特性,并对比分析了系统的经济性和环保性,可对复合供暖系统在严寒地区的应用提供借鉴和参考。

空气源热泵辅助供热太阳能热水系统实验研究

设计并构建了一种新型空气源热泵辅助加热太阳能热水系统,该热水系统可根据气候条件分别以单一的太阳能热水器模式、单一的空气源热泵模式及太阳能与空气源热泵耦合模式运行。在昆明地区气候条件下,对空气源热泵辅助加热太阳能热水系统进行了一系列测试,分析了在不同运行工况下系统的热力性能。测试结果表明该系统具有较大的节能潜力,热泵空气源热泵子系统的日平均COP可达3.8左右。

基于多参数空气源热泵辅助太阳能热水机组的控制系统

采用了空气源热泵辅助的太阳能热水机组,以解决单一太阳能热水系统受天气条件影响的问题。以PLC控制器为核心,综合考虑光照条件、环境温度、水箱水温、供水压力等多个参数条件,设计了基于多参数的空气源热泵辅助太阳能热水机组的自动控制系统,实现了以太阳能为主热源的热水机组全天候稳定热水供应,有效地节约了能源。