冬季运行能量桩热力响应及系统性能监测与评价

以湖北宜昌地区25 m~2的建筑房间冬季供暖需求为应用场景,构建由能量桩、集分水器、热泵机组、循环水泵等组成的地源热泵系统,分析建筑房间实际冬季供暖需求条件下,能量桩系统持续或间歇运行对能量桩热力响应及系统性能的影响规律,并开展传统钻孔埋管地源热泵系统试验和空气源热泵系统试验进行对比分析。着重探讨实际运行条件下能量桩热力响应特性与传统TPT或TRT试验条件下获得结果之间的异同点,监测能量桩系统的供暖效果、能效比(COP)。持续运行试验对应桩顶出现最大温度降低值3.78℃及最大约束拉应力0.70 MPa(约为完全约束应力上限值的57.5%),运行桩较非运行对角桩对应承台部位产生的实测应变值差值在顶部和底部分别为19.98,17.78με。实测能量桩系统COP约为3.03,较相关空气源热泵系统提高约12.2%~21.2%(规范参考COP为2.50~2.70)。能量桩系统较常规空气源热泵系统,能提前约2.5 h到达预设温度,具有更快的启动速度。

空气源热泵热水机组应用能效评价研究

以成都某高校公共浴室热水系统为例,连续跟踪采集空气源热泵热水机组2年的运行数据。分析运行数据明确空气源热泵热水机组实际运行能效随着环境温度的降低而降低,制热效率受冬季室外气温影响最严重,浴室热水机组在不同年份运行能效是不同的。基于此提出基于典型气象年气象数据评估热泵热水机组的能效。给出了热泵机组全年能源消耗效率APF概念及其计算公式,根据温度频数法将全年运行环境分为高温区、中温区和低温区,简化APF计算公式,方便计算。结合实际工程案例,由测试数据计算得到机组运行全年能效3.9,与基于典型气象年的全年能效计算结果 APF=4.1接近,而和机组额定能效比COP=4.5相差较大。结果表明:利用基于典型气象年数据和BIN分析法的全年能源消耗效率APF评价空气源热泵热水机组的能效较额定COP更为合理。

带中间换热器的低环温空气源热泵实验研究

为提高空气源热泵在低环境温度下的制热量,通过在热泵系统中设置中间换热器,对带中间换热器的空气源热泵性能进行理论与实验研究,并与不带中间换热器的空气源热泵系统进行对比。实验结果表明:当环境温度为-25℃时,带中间换热器的空气源热泵制热量为19.35 kW,能效比为1.95,分别比不带中间换热器的空气源热泵提高了23%和21.9%。同时,使用中间换热器能够保证系统在相同工况下压缩机功率基本保持不变,具有明显的节能效果。

空气源热泵热水器全年综合能效(ACE)分析与实验

文章提出一种热泵热水器全年综合能效(ACE)的方案,并对影响热泵热水器全年综合能效(ACE)的因素进行了分析。该方案将热泵热水器全年运行工况分为高、中、低三个区间,计算得出各个温度区间在全年范围中的比重,以及各个温度区间的平均发生温度,将计算出的平均温度作为测试工况,测试系统COP,最后经过加权计算,得出热泵热水器全年综合能效(ACE)。对该方案进行的实验验证证明,全年综合能效(ACE)能够考虑环境温度对机组性能的影响,即能反映了热泵热水器夏季时的高效率,也能反映了冬季时机组性能受影响较大的情况。

复叠式热功转换制热系统的性能分析

通过搭建复叠式热功转换制热系统的实验平台,研究分析不同的运行工况对系统性能的影响,实验结果表明:当在系统允许的运行工况范围之内,随废水侧进口温度升高,系统能效比COP先增加后减小。当废水侧进口温度为66℃时,系统性能达到最优化。随清水侧进口温度的增加,系统能效比COP呈现减小的趋势。当清水侧进口温度为20℃时,系统性能达到最优化。随废水侧进口流量升高,系统能效比COP先增加后减小。当废水侧进口温度为17 m3/h时,系统性能达到最优化。随清水侧进口流量的增加,系统能效比COP呈现减小的趋势。当清水侧进口温度为10 m3/h时,系统性能达到最优化。且在上述工况下系统能效比COP最大可达到11.9。

基于TRNSYS软件多能互补耦合系统的模拟分析

多能互补耦合系统是未来能源供应的主要形式,其核心在于因地制宜建立最小能耗组合不同的可再生能源,使得各种能源间优劣互补、相辅相成。本文基于TRNSYS软件对南京地区某科研楼的多能互补耦合示范项目进行模拟,得到太阳能-地源热泵-水源热泵-空气源热泵多能互补耦合系统,全天候保证科研楼的供暖和制冷需求,维持55~70℃的热水供应。系统的全年最小能耗为125 MW·h,能效比(COP)约为3。系统的总造价为31.89万元,运行约2年即可回归成本,具有良好的经济效益。

R134a/CO2复叠式热泵系统热力学分析及研究

文章介绍了R134a/CO2复叠式热泵系统,建立了系统及各参数的数学模型,研究了在不同的低温冷凝温度、蒸发温度、高温冷凝温度、中间换热温差以及高、低温级质量流量比下热泵系统性能的变化。结果表明,该复叠式热泵系统能效比(coefficient of performance,COP)随低温蒸发温度的升高、高温冷凝温度的降低而增大,随中间换热温差的升高而减小;而高、低温级质量流量比的变化趋势与之相反,且存在使得系统COP最大的最佳中间温度。

浅析水源热泵在沈阳地区的应用优势和节能设计措施

介绍水源热泵机组与常规空调技术相比的优点,沈阳得天独厚的热源地质以及系统设计中可采取的节能措施。

低温强热型空气源热泵热水器试验研究

采用中间喷射的涡旋热泵热水器专用压缩机及带经济器的系统设计，构成低温喷气增焓热泵热水器试验系统。试验结果表明：该系统能在-20～43℃环境下正常运行，制取65℃较高温度的热水。系统在环境温度高于20℃，且最高出水温度达到65℃时，能效比（COP）在3．4以上；在-15℃环境温度下COP依然能够保持在2．0以上；在-7℃--7℃段制热能力比目前常规热泵系统提高21％-28．9％。有效地扩大了（非二氧化碳）热泵系统的气候适应范围。

应用人工智能和大数据的制冷控制系统节能案例分析

以中国南方某展馆升级改造为实例,提出某些条件下制冷机群控系统追求制冷“系统COP”值最优化,而不是追求“制冷机COP”值最大化的节能目标,提出了对于制冷系统的整体控制逻辑,此控制策略的实施有效地降低了冷却塔风机能耗和冷却水泵能耗,因此有效降低了制冷系统的总能耗。

老旧大型数据中心节能挖潜的应用研究

通过研究国内某老旧大型数据中心的运营现状,从有效节能角度提出传统大型数据中心适用的常规节能技术以和AI节能技术方案,通过案例分析测算证明可有效提升精细化运维管理水平和实现全生命周期内年均PUE明显降低及电费大幅节约。针对市电容量、供冷容量及机房场地资源有富余情况,从创收角度提出了新增机柜的挖潜方案。最后指出,对老旧大型数据中心应积极推行按需供电、精准供冷和积极挖潜创收方案,有助于提升项目整体收益且值得在全国范围内推广。

双冷热源恒温恒湿空调机组在烟草检测室的应用

随着烟草行业大力推广绿色工房建设,围绕着提质降耗、节能减排的目标,着力阐述了双冷热源恒温恒湿空调机组在烟草检测室的应用前景,从控制精度以及能耗对比分析中不难看出,双冷热源恒温恒湿空调机组较传统电加热恒温恒湿空调机组控制精度相当,节能效果明显.

低温强热型空气源热泵热水器实验研究

采用中间喷射的涡旋热泵热水器专用压缩机及带经济器的系统设计，构成低温喷气增焓热泵热水器实验系统。实验结果表明：该系统能在-20℃-45℃环境下正常运行，制取65℃较高温度的热水。系统在环境温度高于20℃，且最高出水温度达到65℃时，能效此（COP）在5．4以上；在-15℃环境温度下COP依然能够保持在2：0以上；在-7℃-7℃段制热能力比目前常规热泵系统提高21％-28．9％。有效的扩大了（非二氧化碳）热泵系统的气候适应范围。

多级热泵耦合应用清洁能源供热实例分析

针对天津地区愈发突出的地面沉降问题,天津环城四区开展了大规模的地热井集中关停,由此所带来的供热缺口和隐患随之产生。结合区域资源属性,大部分供热缺口区域采用了电驱动空气源热泵模式来解决问题。但随着几个采暖季的运行,针对北方极寒地区,空气源热泵应用所产生的一系列问题集中爆发。在极寒天气下,空气源热泵工作效率低,甚至停机所引发的供热矛盾愈发激烈。为了解决某小区冬季采暖问题,提出了多级热泵耦合应用的方案,通过该技术成功应用了清洁能源供热,提高了供热保障度,提升了设备能效比,最终实现高效、经济、稳定、安全的供热效果。

污水热能利用现状与潜在用途

污水余温含有比有机物化学能高近10倍的热能,应审时度势予以开发。在污水管道上直接利用热量存在热交换器(热泵)防污、防堵、防腐构造问题,需要严控技术设计与采用特殊材料。居家水平原位利用热能亦存在同样问题,需要与源分离卫生设施相结合。国内外目前已有污水热能利用项目以管道在线利用为主,但规模不大,这不仅取决于热泵材料与质量,重要的是难以保持长期稳定运行。污水处理后在出水端进行集中热交换优点颇多,但是被交换出的巨大热量需要就近、稳定的热量用户。出水集中热能利用首选是服务于周边住宅或工企空调热量交换;出水交换热量亦可用于污泥热干化补充热量;交换热量还可用于污水处理厂周边农业大棚/温室。因此,污水处理厂若利用热能终将会演变为"能源工厂",并以热量输出交换方式间接实现"碳中和"运行。

水冷式太阳能半导体空调的实验研究

设计制作了一种水冷散热式太阳能半导体空调,在不同的冷却水流量、电压和半导体热电堆数量下进行制冷性能测试,得到了在不同工况下的空调制冷功率和空调能效比(COP)。实验结果表明:该空调能够达到4m3小空间的制冷需求,并且COP能达到2.2～2.8。根据实验得到的运行参数评价了该空调的经济性,评价结果表明该空调的年平均费用约为普通压缩式空调的2.1倍。研究结果为半导体空调如何提高COP、降低成本提供了参考。