基于模糊层次分析法的太阳能-空气源热泵复合供暖系统多目标优化

为减小太阳能空气源热泵供暖系统的综合成本和碳排放量,提高热泵运行效率及太阳能使用率,提出一种基于模糊层次分析法的多目标优化设计方法。采用TRNSYS,搭建复合供暖系统仿真模型,通过参数化分析选出7个系统参数作为优化变量,提出复合供暖系统综合评价指标,运用模糊层次分析法确定每个因素的权重并定义综合目标函数并通过正交试验法得到最终优化方案。通过仿真试验对比复合供暖系统优化前后的运行性能,验证了该优化方法的有效性。

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。

热风直供型太阳能空气源热泵复合系统的供暖效果研究

发展太阳能复合热泵技术,能有效克服太阳能供暖装置制热性能因时间空间变化而造成波动性较大的问题,从而实现较稳定、低耗能供暖,但不同形式的复合供暖系统都存在一定程度的优缺点。结合北方农村地区用热需求,提出一种太阳能空气集热器与空气源热泵相结合双模式运行的太阳能复合热泵供暖系统,并给出了系统的运行方式和控制策略,对系统的组成结构和能耗情况进行了分析,系统利用太阳能直通管式集热器加热空气后直接送往负荷房间、太阳能辅助热泵、设置水箱储存太阳能热量来承担夜间热负荷的方式,充分使用太阳能资源替代其他类型能源供暖,实现绿色低碳供暖。并利用Airpak软件对供热系统的室内供热效果进行模拟,结果表明,室内温度普遍位于20℃以上,大部分区域的风速小于0.2m/s,室内PMV平均在-0.1左右,人员热舒适性较高。

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。

主被动太阳能、空气源热泵辐射地板优化集成供暖系统

1示范建筑概况 示范建筑位于北京市昌平区马池口清华阳光生产厂2楼南向毗邻的2间宿舍，该宿舍楼为南北向3层板楼．2层以上有南阳台．阳台外上为单层玻璃窗，下为混凝土板．阳台地板下为户外。该房建于2003年．估计节能指标为50％。

蓄热型空气式太阳能集热-空气源热泵复合供暖系统在寒冷地区的应用研究

设计了一种蓄热型空气式太阳能集热-空气源热泵复合供暖系统。该系统具有太阳能供热、太阳能辅助热泵供热和热泵供热3种运行模式,可根据环境工况及供暖负荷的变化自动切换运行模式,保证室内供暖的稳定性。在通辽市的实验研究结果表明:在整个供暖季内,该系统可持续提供42.6℃的热水,维持室内温度在21.3~24.1℃之间;平均COP为3.6,实现了太阳能的高效利用,减少了常规能源的消耗,可节约标准煤21 t;与电供暖、燃煤锅炉供暖及燃气锅炉供暖系统相比,年运行费用可分别降低62.2%、49.1%、46.2%,回收期分别为4.7、9.8、10.3 a。

夏热冬冷地区办公建筑空气源热泵与太阳能复合供暖系统运行特性

为推进高效节能供暖方式,缓解夏热冬冷地区集中供暖时能源限制问题,以成都典型办公建筑为例,结合当地气候和建筑特点,在太阳能资源基本处于三类地区的条件下,提出以空气源热泵(ASHP)为主、太阳能光热光电为辅的高效复合供暖系统。利用TRNSYS、Dest等数值模拟软件,建立此复合供暖系统仿真模型,分析夏热冬冷地区供暖季复合热泵系统的运行特性。结果表明:以空气源为主、太阳能为辅的复合热泵系统,可实现热量和电力的补给,不仅可以改善热泵运行性能系数COP,还可以确保电池保持较高的光电转换效率;与太阳能供暖系统相比,可避免太阳能供暖系统的运行不稳定、舒适性较低等问题;与传统的ASHP系统相比,复合供暖系统的制热性能系数提高了44.0%,能耗降低了28.9%,且每年可减少碳排放28.9%。

空气源热泵辅助加热太阳能集中热水系统设计探讨

太阳能集中热水系统受到天气的影响难以全天候运行,需要设置辅助加热装置。结合工程实例,对空气源热泵辅助加热太阳能集中热水系统的特点、适用范围、运行工况以及系统设计进行分析和探讨。

蓄热型空气式太阳能集热空气源热泵复合供暖系统的应用研究

在气候寒冷的地区,供暖系统的重要性不言而喻,在寒冷地区搭建蓄热型空气式太阳能集热空气源热泵复合供暖系统,能够满足当地的热水使用需求和用户用暖需求。蓄热型空气式太阳能集热空气源热泵复合供暖系统受到建筑负荷变化以及气候条件等多重因素影响,在应用的过程中需要呈现出多种不同的运行模式,为了保证蓄热型空气式太阳能集热空气源热泵复合供暖系统拥有更加合理的供热、蓄热和集热功能,本文将以蓄热型空气式太阳能集热空气源热泵复合供暖系统为基础,系统性分析蓄热型空气式太阳能集热空气源热泵复合供暖系统运行模式以及控制方案,通过本文的研究,旨在提升蓄热型空气式太阳能集热空气源热泵复合供暖系统应用的科学性,为寒冷地区寒冷气候环境下生活质量改善提供支持。

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。

太阳能与空气源热泵复合式供暖系统在西安地区的应用特性分析及评价

以西安地区的某个房间为研究对象,采用TRNSYS软件针对该房间分别应用太阳能集热系统、空气源热泵系统及太阳能与空气源热泵复合式供暖系统进行供暖时的情况进行了分析。首先,建立了太阳能与空气源热泵复合式供暖系统的仿真模型,并对其正确性进行了实验验证;其次,对比分析了在3种运行模式下各个系统的运行特性;最后,以系统能耗及能效比(COP)等参数为指标,对太阳能与空气源热泵复合式供暖系统的性能进行了评价。结果表明:在整个供暖期内,太阳能与空气源热泵复合式供暖系统的总能耗为284.61kWh,其中,空气源热泵消耗的电能为264.10kWh;该复合式供暖系统的太阳能保证率为30.71%,平均COPc-sys为3.04,比单独采用空气源热泵系统进行供暖时的平均COPhp-sys提高了0.33,这表明太阳能与空气源热泵复合式供暖系统在西安地区具有较好的节能优势。这一研究结果为太阳能与空气源热泵复合式供暖系统在西安地区的应用及优化奠定了理论基础,对其推广应用具有重要意义。

空气源热泵辅助型太阳能热水系统国家标准即将实施

“以空气源热泵作为太阳能热水系统的辅助热源，将太阳能热水系统和空气源热泵结合在一起，是目前最节能、最环保的家用热水系统。”中国太阳能热利用产业联盟秘书长霍志臣说。针对这种组合产品的国家标准——GB／T23889—2009《家用空气源热泵辅助型太阳能热水系统技术条件》，已经通过国家有关部门审批，于2009年6月1日发布，并于2010年1月1日起正式实施。“该标准的实施填补了行业规范的空白，将引导这一节能环保产业走上更加规范的发展道路。”

“太阳光热、空气源热泵与地板辐射优化集成供暖系统”通过新产品鉴定

太阳能间歇性的特点决定了太阳能采暖可节约常规能源，但并不能完全替代常规能源。如何最大限度地利用太阳能，最大限度降低常规能源消耗，同时保障良好的采暧效果，以及采暖季与非采暖季供热的合理平衡，是科技工作者一直探寻的课题。

空气源热泵辅助太阳能热水系统在医院中的应用

结合佛山市妇幼保健院(新城院区)工程实例,阐述了空气源热泵热水系统实施方案,尤其对空气源热泵辅助太阳能加热的适用范围、系统特点、运行工况和该系统带来的节能减排效应与经济效益进行探讨。

一种太阳能与空气源双热源热泵系统的性能研究

针对单一空气源热泵和单一太阳能热水器的不足,提出太阳能-空气源双热源热泵系统,分析了太阳辐射强度对系统运行的影响.通过太阳能辅助热泵与空气源热泵运行对比实验得出,在整个加热过程中,太阳能辅助热泵系统的系统运行性能和加热水速率均优于空气源热泵系统.太阳能辅助热泵系统的性能系数COP平均值约为单一空气源热泵系统的3倍.在冬季环境温度较低情况下,太阳能辅助热泵相对于空气源热泵具有明显优势.

幕墙式太阳能供暖系统热性能测试与分析

结合幕墙式太阳能供暖系统示范工程,进行了系统热性能测试。在2013年1月7—9日测试期间,室外平均气温为-7.7℃,太阳能集热系统的平均集热效率约为27.5%,补热系统的热泵平均COP为1.554;在3月13—15日测试期间,室外平均温度为3℃,热泵平均COP为1.782;3月13日的测试结果表明,集热系统的有效平均热效率为18.8%,系统的水箱和管路热损失较小,仅占太阳能有效集热量的9.16%。末端风机盘管采用侧面向下送风的气流组织形式时,室内供暖效果较好。

兰州太阳能热水系统使用空气源热泵为辅助热源的项目解析

依托兰州有色招待所生活热水节能改造项目,应用了太阳能集热器和空气源热泵热水机组结合的热水供应系统,通过对比分析太阳能热水系统辅助热源,得出利用空气源热泵作为太阳能热水系统的辅助热源在兰州地区有着很好的经济性,为此类项目在兰州的公共建筑上应用有借鉴作用,推广该类项目可获得显著的效益。

太阳能与空气源热泵联合按需分时供暖柔性节能控制策略

结合分时室内热需求的不同,通过设计合理的控制策略对房间进行供暖,将为有辅助热泵的太阳能供暖系统(solar heating system,SHS)带来巨大的节能潜力。在当前西北地区人体差异化热需求研究的基础上,提出太阳能与空气源热泵(air source heat pump,ASHP)联合按需分时供暖柔性节能控制策略,根据不同时段的室内热需求,设置一定的温度波动范围,优化热源出力顺序,使控制系统更具柔性。并通过TRNSYS软件建立联合供暖系统的仿真模型,对3个太阳能资源等级不同地区的某住宅建筑进行不同控制策略下系统的运行研究。结果表明,与常用的“恒温策略”相比,所提出的控制策略可充分利用太阳能,在保证热舒适的前提下通过减少ASHP的工作时长,从而减少高达24%的系统总能耗;所提出的控制策略在高辐照度地区应用更有效。

住宅与酒店的“太阳能＋空气源热泵辅助加热系统”比较分析

酒店和住宅用热水的用水特点不同，酒店的用热水时段是分散的，住宅的用热水时段一般较集中，通过对某项目的住宅和酒店的“太阳能＋空气源热泵辅助加热”的集中式热水系统的设计实例分析，说明应根据用户的用水特征及不同季节的环境温度，合理选择各自的空气源热泵的制热量、储热水箱的容积及控制方式。

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。