严寒地区空气源热泵耦合电磁能系统模拟运行研究

目的 为了促进空气源热泵耦合电磁能供热系统在严寒地区住宅建筑中的应用,研究该系统的运行性能和稳定性。方法 以沈阳地区某住宅建筑为例,应用Trnsys软件建立了空气源热泵耦合电磁能供热系统仿真模型,并用实测值对模型进行了验证;深入探讨空气源热泵耦合电磁能供热系统在供热期的运行特点,并与空气源热泵和电磁能供热系统分别进行比较。结果 空气源热泵耦合电磁能供热系统模型可靠,相对误差可以控制在15%以内;在供热期,室内平均温度可保持在17.97~21.84℃;空气源热泵耦合电磁能供热系统比电磁能供热系统的COP提高了59.17%,空气源热泵耦合电磁能供热系统CO_(2)减排量比空气源热泵和电磁能供热系统分别提高1.47%和59.50%。结论 空气源热泵耦合电磁能供热系统运行和COP变化更为稳定,系统环境效益更佳,室内热舒适性更高。

“双碳”背景下液化天然气工业园区能源耦合技术研究

以国内LNG接收站为研究对象,开展LNG工业园区能源耦合技术研究,利用电厂等项目提供的温排海水作为LNG气化的热源,为LNG接收站设计建造提供新思路,实现LNG冷能、工业余热等能源的有效利用,保护海洋环境,在园区内形成循环绿色经济体系,产生显著的经济效益和社会效益。通过分析LNG接收站常规取水工程和温排海水取水工程案例,研究技术可行性,为后续工业园区规划和配套项目的建设提供思路与参考。

双能耦合供暖系统在近零能耗建筑中的应用

为解决严寒地区地源热泵供暖系统运行效率不佳的问题,以长春市某近零能耗示范建筑中的供暖能源系统进行实验研究。利用无法直接使用太阳能供暖系统时蓄热水箱中储存的“低温水”为地源热泵源侧溶液进行提温,从而提高热泵供暖系统的运行效率,进一步完善了近零能耗建筑中的能源系统。在保证室内热环境达标的前提下,对比地源热泵供暖系统以及太阳能耦合地源热泵供暖系统2种运行模式中系统运行状况,结果表明:热泵单独供暖系统机组平均制热效率为3.44,系统能效比为2.41;耦合供暖系统机组平均制热效率达到4.06,能效比为2.84。热泵机组的性能参数提升率为18%,系统能效比提升率为17.8%。相比于地源热泵单独供暖系统,太阳能耦合地源热泵供暖系统节能率高达30%。实验证明太阳能耦合地源热泵供暖系统不仅可以解决太阳能供暖的不稳定性问题,对于热泵机组的性能参数以及系统整体节能性来说提升效果显著。

LNG接收站与数据中心冷热源耦合利用技术及经济性分析

在LNG接收站中,LNG气化过程释放大量冷能,通常采用海水作为热源气化LNG,不仅浪费了LNG冷能资源,也对周边海洋环境造成了冷污染。近年来,互联网的蓬勃发展对数据计算、储存、传输等需求呈爆发式增长,数据中心的建设越来越多,但数据中心运行需要消耗大量电力,为保证数据中心正常稳定运行,需要消耗大量的冷量来消除其散热。本文重点分析了数据中心与LNG冷能冷热源耦合利用的技术经济性,分析结果表明:节能减排效果明显、技术经济可行,可为相关行业提供一定的参考。

夏热冬冷地区某资源受限型能源站空调冷热源方案优选

指出夏热冬冷地区空气源热泵系统应用的广泛性及应用痛点问题。建立了基于层次分析法(AHP)的空调冷热源优选模型,并以夏热冬冷地区某资源受限型能源站为例,对不同的空调冷热源方案进行优选,将定量与定性因素相结合进行决策分析,选出优选方案为空气源热泵耦合水源热泵+夏季辅助水冷电制冷系统方案。结果表明,AHP模型计算简便,能够客观、科学的对空调系统冷热源进行比选。

以太阳能为高温热源的LNG卫星站冷能发电系统

如何高效合理利用LNG所携带的冷能一直是人们关注的话题。为此,对LNG卫星站中LNG冷能利用方式及工艺流程进行了研究。以山东淄博LNG卫星站为例,建立了一种以太阳能加热的水为高温热源,LNG储罐输出的LNG液态工质为低温热源的热力循环发电系统。设计了该系统的工艺参数,计算了该系统日均净发电量和能量利用效率,分析了该系统的经济性和环保效益。结果表明:在日供气量为12×104 m3的山东淄博LNG卫星站中建立该热力循环系统,能量利用效率可超过30%且符合工程实际,年可发电27×104 kW.h,每年带来约30万元的经济效益;同时,还可以节约气化LNG所需的燃料费用6～8万元/a,减少因燃烧煤炭和天然气而带来的400～1 000kg/a的SO2排放量和56～146t/a的CO2排放量,实现了节能、环保、增效三赢。

双级耦合式热泵供暖系统在北京地区实际应用性能测试与分析

基于双级耦合式热泵供暖系统在我国实际工程首次应用的测试结果 ,通过对机组性能、供暖总体效果、供暖可靠性等多方面的分析 ,验证了该系统在北方寒冷地区应用的可行性 ,同时指出中间环路蓄热措施和系统调节过程将成为今后研究的重点。

土壤源热泵系统土壤热平衡的评价方法研究

为了使土壤源热泵系统能够长期高效的运行,需要保持土壤以年为周期的热平衡,必要时需添加辅助冷热源。本文提出了一种土壤热平衡的评价方法,给出热平衡方程,并定义土壤年热平衡率,得出土壤热平衡点Δ_g^0,浮动范围80%Δ_g^0~120%Δ_g^0,其上下限分别对应冷临界地区和热临界地区。根据示范工程所做出的蓄热、供热、供冷实验数据,得出了系统的热平衡点为80%、浮动范围为65%~95%,这可作为衡量土壤热平衡的指标,并可评价得出太阳能季节性蓄热土壤源热泵(GCHPSSHS)系统适用于我国的严寒地区以及部分寒冷A区。基于年热平衡率的土壤热平衡评价方法可以分析添加辅助冷源和热源的土壤源热泵系统的土壤热平衡问题,并可用于评价系统的地区适用性,设计能保持土壤热平衡的高效系统。

空调冷热源能耗及其环境影响评价分析

通过计算风冷热泵冷热水机组、水冷螺杆式冷水机组+电热锅炉、水冷螺杆式冷水机组+燃油锅炉和燃油(气)直燃吸收式冷热水机组这些常见的空调冷热源方案的一次能耗量、CO2、SO2及烟尘的排放量,分析这些方案的能源利用率、耗能过程中造成的温室效应和大气污染情况。

制冷机性能测试装置的节能研究

针对目前制冷机性能测试能耗过大的问题,提出了制冷机性能测试冷热源耦合系统。应用实际制作的一套冷热源装置进行了试验测试,结果表明冷热源耦合系统中制冷机运行平稳,节电率和节水率较高。

夏热冬冷地区供暖探讨

夏热冬冷地区应合理选定技术路线,采用适合该地区社会与自然特点的供暖方式,在室内环境健康舒适和供暖能效两个方面超越北方集中供暖;逐渐改变燃料燃烧供暖的基本方式,以热泵为核心技术,从自然环境中取热供暖;分散供暖还是集中供暖,取决于热源,同时还受到社会、环境资源等因素的限制;以空气作为热源适宜分散,以岩土、水体作为热源适宜集中;积极发展多种供暖方式,具体工程应根据自身条件确定供暖方式。

寒区土壤源热泵换热埋管的水热力耦合分析

为解决寒区土壤源热泵地下埋管冻胀安全性问题,根据传热学、渗流和冻土力学理论建立寒区土壤源热泵水热力耦合的数学力学模型及其控制方程。利用FEPG有限元自动生成软件,对大庆油田某土壤源热泵地下埋管所在土体内温度场分布、冻胀位移及应力作用进行仿真计算,并对不同深度、不同回填区土壤导热系数、不同管脚间距情况进行了对比分析。结果表明,土壤源热泵运行初期,土壤未冻结,埋管的位移量很小。土壤温度达到相变温度后,土体冻结体积增大,埋管发生挤压变形。当土壤温度超过冻结相变区(-0.75℃,-0.30℃)时,埋管不会发生连续不断的变形。

空调冷热源选择能耗分析

分析了常用空调冷/热源(电制冷/热泵、溴化锂机组、燃气机机组和燃气锅炉)和生活热水(燃气和电热水器)的一次能源利用率,认为可在电力有保障的情况下优先考虑使用电动机组作为空调的冷热源;对电网峰谷差比较大而燃气充足的地区可采用燃气机组作为空调的冷热源;而单效溴化锂机组仅用于有余热利用的场所;生活热水应使用燃气热水器;不提倡使用电锅炉作空调的热源或电热水器提供生活热水。

世博轴及地下综合体空调冷热源能耗分析

针对世博轴及地下综合体,运用能耗模拟软件eQUEST建立了建筑模型,计算了全年动态负荷,对江水源-地埋管地源热泵集成系统与常用冷热源系统的能耗进行了对比分析。探讨了江水源-地埋管地源热泵系统的综合节能潜力、最佳运行策略以及在长江流域的适用性。

低谷电驱动双级耦合热泵蓄能空调系统优化

针对寒冷地区周边无热网且环境要求较高的建筑对象,提出了利用低谷电驱动的空气源双级耦合热泵蓄能空调系统,介绍了系统的组成和运行原理,分析确定了系统优化目标变量,建立了系统优化数学模型,针对126m2某办公建筑,研究了热泵容量和关闭温度对经济性的影响规律,结果表明:在乌鲁木齐的气候条件下,热泵的最优关闭温度为-20℃,额定制热量为8k W,系统全年平均COP为1.71,系统全年运行费用仅较集中供热和分体空调方案高4%,表明该系统具有一定的应用可行性。

双级耦合热泵在寒冷地区高层建筑中应用的模拟分析

分析了寒冷地区高层建筑供暖空调的特点,提出了四种可供高层建筑使用的、以空气为低位热源的双级耦合热泵系统。选择一幢写字楼,以空气源热泵+热泵型水冷VRF系统为例,通过建立数学模型,模拟分析了该系统在寒冷地区代表城市的运行特性,并与传统的低温空气源热泵系统进行了经济性比较。

空气源蓄热式土壤源热泵系统模拟研究

提出了空气源蓄热式土壤源热泵系统,该系统将夏季自然空气热量蓄存于土壤中,冬季再由热泵取出供热,即实现了可再生能源的移季利用又能解决严寒地区应用土壤源热泵引起的土壤全年总取热量与总排热量失衡的问题。为研究系统运行特性,建立了系统全年仿真模型,并以哈尔滨某建筑为例进行了模拟计算。结果表明,经移季蓄热埋管管壁处土壤温度升高了3.2℃,显著改善了热泵运行条件,使得供暖保证率达到了99.5%,热泵性能系数为3.99,系统全年供热性能系数为2.56。证明了该系统在严寒地区应用是可行的。

户用太阳能-空气源热泵耦合供能系统性能模拟研究

针对夏热冬冷地区家庭供冷、供暖和生活热水需求特点,建立了一套户用太阳能-空气源热泵耦合供能系统.调研形成了夏热冬冷地区住宅用能模型,构建住宅建筑模型,进一步用TRNSYS软件搭建系统仿真模型,模拟系统全年运行并得到相应数据.仿真结果表明:系统全年运行的太阳能集热效率在40%左右,系统能效比为4.45,系统不保证率为0.9%,佐证系统的可行性;对系统全年能耗进行分类分析,与传统系统进行对比,成本差额动态回收期为11.0 a,年运行费用节省621.8元,年碳排放减少621.2 kg,验证了系统的经济性与环保性;通过对太阳能集热器面积和贮热水箱体积进行调节模拟确立系统参数的最佳匹配范围,以夏热冬冷地区两居室为例,空气源热泵依据供冷供热负荷选型后,匹配的太阳能集热器面积推荐范围为2.7±0.3m^(2)、贮热水箱容积推荐范围为0.20±0.05 m^(3),可为系统的推广应用提供理论依据.

基于喷射制冷和除湿溶液再生的复合冷源系统优化及应用

结合低温工业余热特点和夏季空调系统温、湿度调节需求,该文根据梯级用能原理提出基于喷射制冷和除湿溶液再生的复合冷源系统,以实现工业余热的回收利用。采用数值模拟手段分析低温工业余热温度、冷冻水温度和热湿比对该复合冷源系统性能的影响。研究表明,随着低温工业余热温度和冷冻水温度的升高以及热湿比的降低,该复合冷源系统的COP增大。该复合冷源系统的COP在热湿比较大的条件下,主要受喷射制冷子系统性能的影响;在热湿比较小的条件下,主要受除湿溶液再生子系统性能的影响。该复合冷源系统具有较大的节能潜力和较好的环保效益,可用于高效回收低温工业余热。

严寒地区岩土热响应试验与地埋管地源热泵系统应用

结合严寒地区某工程,建立了两口120m深U形竖直埋管试验井并进行热响应试验,利用Kelvin无限长线热源理论模型计算了岩土层热物性参数及地埋管换热器的换热能力,分析了地埋管换热器的热阻特性,得出了夏季直接取冷条件下的单井取冷量与冷水温度的关系,并给出空调方案。依据土壤热平衡、初始土壤温度、地埋管换热器的换热能力及全年负荷等因素,确定了太阳能结合土壤蓄热的地埋管地源热泵系统供热供冷方案。