严寒地区太阳能-地埋管地源热泵系统耦合性能研究

为解决严寒地区采用地埋管地源热泵系统供暖引起的土壤热失衡问题,以太阳能辅助地埋管地源热泵耦合系统为研究对象,分析了地埋管换热器供能性能、系统运行1 a和10 a后的土壤温度变化特性及土壤初始温度与集热器面积的关系,拟合得到了土壤初始温度与单位建筑面积下最优集热器面积的数学表达式,采用费用年值法对该耦合系统与常规燃煤锅炉供暖系统进行了经济性比较分析。结果表明:在冬季利用该耦合系统供暖且采用蓄热水箱出口与地埋管出口温差为10℃控制太阳能集热系统辅助供暖的方案,耦合系统运行1 a后,土壤平均温度升高0.09℃,土壤热平衡率为101%;10 a后土壤平均温度升高0.35℃,土壤热平衡率为104%;该耦合系统供暖经济性优于传统燃煤锅炉供暖系统。

严寒地区太阳能-地埋管地源热泵地板辐射供暖性能的实验研究

介绍了严寒地区太阳能-地埋管地源热泵供暖供冷示范工程,针对示范工程中太阳能-地埋管地源热泵与地板辐射供暖相结合的特点,提出了严寒地区太阳能-地埋管地源热泵系统的新型运行模式,并进行了初步的供暖实验研究。实验结果表明此运行模式节能效果显著,热泵平均COP为4.3,系统平均供暖性能系数达到8以上。

太阳能-地埋管地源热泵的地板采暖及生活热水供应系统浅论

介绍了太阳能--地埋管地源热泵在严寒地区联合使用的地板辐射采暖系统以及在冬暖夏热地区并联使用的热水供应系统。分别介绍了二个系统的组成、运行模式、运行规则及特点。实践证明该套系统是成功的,达到因地制宜和节能的目的。

粮食平房仓太阳能光伏-地源热泵供冷系统仿真研究与试验

为解决粮食平房仓通风能耗大、储粮成本高的问题,该研究提出太阳能-地源热泵供冷系统,研究太阳能光伏-地源热泵供冷系统在粮食平房仓建筑中的可行性以及节能效果,以实现“零能耗”和“零排放”绿色储粮。基于粮食平房仓实际尺寸,建立了空气源热泵与太阳能光伏-地源热泵供冷系统仿真模型,并通过与仓房实测数据的对比进行了模型验证,从运行性能、光电适配性、经济性、节能以及环保效益等方面对供冷系统进行了分析。结果表明:系统运行1 a后性能系数(coefficient of performance,COP)最大值为4.76,最小值3.3;运行10 a后COP最大值为3.96,最小值3.07;系统年实际发电量与库区用电量之比为192%~270%;投资回收期为7.8 a;与传统空气源热泵系统相比,太阳能-地源热泵供冷系统节能率达59%,研究结果可为粮食平房仓供冷系统优化提供理论依据和设计参考。

严寒地区太阳能-土壤源热泵复合系统运行特性研究

在极端寒冷区域通过增加辅助供热手段即引入太阳能,巧妙利用过渡季节的太阳能资源对土壤进行预热储存,进而在冬季时增强系统整体的运行效率与能源利用率,从而应对土壤源热泵系统在极端寒冷区域因为面临冷热负荷显著失衡导致系统的能效直接被削弱的问题。负荷模拟研究案例选定沈阳市一幢典型3层办公建筑,采用瞬态系统模拟软件计算15年全生命周期内太阳能-土壤源热泵复合系统的运行特性。该系统会有效提升土壤温度,冬季系统COP增幅6.7%,全年增幅3.8%,验证了通过蓄热方式减少地埋管数量的可行性。为降低系统总成本,对太阳能集热器面积和地埋管数量进行匹配及优化,提出了不同集热器和地埋管成本的最优组合,给出适用于严寒地区的土壤源热泵系统并应用于严寒地区土壤源热泵系统的方法与策略。

严寒地区跨季节蓄热型太阳能-地源热泵系统研究

土壤热失衡问题会导致热泵性能下降.为解决这一问题,以大庆市某办公建筑为例,利用瞬态系统模拟软件TRNSYS对跨季节蓄热型太阳能-地源热泵系统进行采暖及制冷10年的数值模拟.结果表明:太阳能-地源热泵系统其土壤初始温度降为4.50℃,而跨季节蓄热型太阳能-地源热泵系统的土壤温度升到6.63℃.同时,太阳能-地源热泵系统的热泵平均COP为3.2,跨季节蓄热型太阳能-地源热泵系统的热泵平均COP为3.28,同比上涨2.5%.此时总耗电量减少4.44%,全年运行费用降低了5.54%,费用年值减少了1 257.69元.由此可见,跨季节蓄热型太阳能-地源热泵系统不仅可以有效缓解土壤热失衡问题,还能提高寒区地源热泵的性能并且减少能耗,经济性能好.

太阳能-土壤源热泵耦合系统及其地埋管系统

建立了太阳能-土壤源热泵耦合型热水系统实验平台,研究了在秋冬季不同运行条件下该系统的运行特性,分析了地下埋管系统中钻孔回填材料、U型管工作模式、套管内循环液流动模式、套管外管与内管的导热系数比等对系统制热效果的影响。研究表明,太阳能土壤源热泵系统在国内亚热带地区可以获得良好的应用,并给出了埋地换热器的合理形式。

太阳能-空气源热泵双联系统在高寒地区的应用

基于TRNSYS对太阳能-空气源热泵双联供热系统在拉萨地区的一幢住宅楼建筑供热中的运行性能进行研究分析。结果表明,供暖期间生活供水温度基本稳定在60℃左右,系统各模式运行时长分配较为合理,可以满足供热需求;双联供热系统在整个供暖期平均制热性能系数COP sys为4.21,证明了太阳能空气源热泵在高寒地区应用的可行性,为今后的研究提供了重要参考。

严寒地区太阳能-土壤源热泵耦合系统运行分析

主要研究了太阳能-土壤源热泵耦合系统在严寒地区不同运行模式下各供暖阶段机组制热量、太阳能集热量、热泵机组COP、系统耗电量、系统制热量变化,对比分析了各模式的优势与不足,确定了系统的最佳运行模式。

双地埋管群太阳能-地源热泵系统耦合方式研究

针对天津地区办公建筑的负荷特点提出2种双地埋管群太阳能-地源热泵耦合系统(区别为供热季的太阳能直供或储热),进行为期20 a的模拟预测,得出2种系统的最佳运行工况,并对其运行性能和经济性进行分析。结果表明:从运行性能方面看,直供系统运行20 a的平均系统COP可达3.78,比储热系统高5.3%;从追加投资费用和运行费用两方面考察二者的经济性,系统运行20 a直供系统比储热系统少花费0.52万元。

地埋管地源热泵-太阳能系统用于夏热冬冷地区居住建筑的若干考虑

分析了夏热冬冷地区居住建筑中应用地源热泵系统的全年热不平衡情况及应用太阳能热水系统的局限性,认为夏季地埋管系统多余的释热量可以利用冷却塔等设备辅助散热,与太阳能热水系统联合运行,可为居住建筑提供生活热水。结合实际工程,介绍了联合系统的负荷模拟计算。

太阳能-土壤复合式地源热泵供暖的实验研究

在所建立的太阳能-土壤复合式地源热泵实验台上,进行了单眼埋管井取热土壤源热泵供暖(模拟埋管面积不够的情形)和复合式地源热泵供暖的实验研究。结果表明,热泵机组从单眼埋管井取热时,冷凝器出水温度只有35℃左右,并且机组运行一段时间后,蒸发器出现结冰现象,造成了压缩机连续启停的不稳定工况;复合式系统运行时,蒸发压力始终保持在较高的水平,冷凝器出水温度达到43℃左右,可以满足风机盘管冬季工况的要求,复合式系统的机组平均制热性能系数为3.7。

太阳能-土壤源热泵相变蓄热供暖系统运行模式

介绍了太阳能-土壤源热泵相变蓄热供暖系统;详细阐述了系统的各个运行模式;确定了模式间的转换条件。选取了供暖期间具有代表性的数据,分析了系统在不同供暖时期、典型天气的运行模式及运行效果。系统采用了太阳能和土壤热能的复合热源,增加了运行的灵活性,提高了运行性能系数。

太阳能-土壤源热泵系统(SESHPS)交替运行性能的数值模拟

针对青岛地区的气象与地质条件,以土壤温度恢复率为指标,对太阳能-土壤源热泵系统(SESHPS)的交替运行性能进行了数值模拟.结果表明:SESHPS以24 h为周期交替运行时,近盘管处土壤温度恢复率取30%～60%为宜,太阳能热泵投入运行的时间比例应控制在42%～58%,以此可确定出太阳能集热器的面积,为SESHPS的实际工程设计与运行提供了理论参考.

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-土壤源热泵系统联合供暖运行模式的探讨

针对青岛地区的气候条件,对太阳能土壤源热泵系统(SESHPS)有、无蓄热水箱时各联合供暖运行模式进行了数值模拟。结果表明,与土壤源热泵相比,联合供暖运行模式具有明显的节能效果,有、无蓄热水箱时的节能率分别为14.5%和10.4%;有蓄热水箱时的联合供暖运行模式二(集热器与埋管串联运行,载热流体先经过埋管后进入集热器)的效果最佳。对SESHPS联合供暖运行模式的优化结果表明,可按能量比例63%与37%或尺寸比例13.8m/m2来设计埋管长度与集热器面积。

严寒地区太阳能-地源热泵系统应用经济性分析研究

文章以呼和浩特市某住宅别墅为研究对象,对太阳能-地源热泵系统的经济性及主要影响经济因素的敏感性进行评价和分析。结果表明:当折现率为8%时,太阳能-地源热泵系统的回收年限为27a,净现值最大值为1.1万元,其经济性略高于单一地源热泵系统;当折现率大于8%时,系统无法获取经济回报;通过敏感性分析,系统对初投资敏感程度最大,可节省人工费次之,电价最小;就目前而言,太阳能-地源热泵系统在经济性方面还不具优势,未来可对系统配置及相关技术进行优化完善,以减少其初投资及运行费用,提高经济性。

太阳能-空气源热泵并联供热系统模拟研究

通过对太阳能-空气源热泵并联供热系统的主要附件建立热力模型,利用VC语言开发了该供热系统的运行模拟软件,通过模拟来预测该太阳能系统的运行情况,使设计人员对该系统的动态特性有一个较全面的了解。利用开发的软件,对某实例进行了模拟分析,得出了一些对于该系统运行的一般性结论。

太阳能辅助地埋管地源热泵复合系统过渡季运行模式

对比了太阳能辅助地埋管地源热泵复合系统在过渡季利用太阳能进行土壤蓄热时,定时蓄热与随时蓄热2种运行模式下蓄热子系统的热利用效率。给出了复合系统过渡季2种模式下蓄热子系统主要设备参数的确定方法。在TRNSYS平台搭建了蓄热子系统仿真模型,模拟了不同太阳能集热器面积下系统的蓄热情况。根据模拟结果对2种蓄热运行模式下子系统的蓄热效率进行了评价。

潜热蓄热对太阳能-土壤源热泵系统影响

为提高太阳能-土壤源热泵系统在整个供暖期性能系数,提出带有潜热蓄热装置的太阳能-土壤源热泵供暖系统,并对该系统在哈尔滨地区的运行特性进行动态数值模拟,分析潜热蓄热装置对系统在整个供暖期运行性能的影响.由模拟分析可知,相变蓄热装置在系统的运行中起到重要的作用,使整个系统的运行更加灵活、高效、稳定.系统在整个供暖季的平均供暖性能系数为3.82,在供暖季的前期和末期,系统的日平均供暖性能系数较高,最高可达12.89.