The Characteristics of the Evaporator/Evaporator for Direct Expansion Solar Assisted Heat Pump System

Direct expansion solar assisted heat pump (DX-SAHP) technology is developed by combining solar energy heat utilization with heat pump energy saving technology. The experimental researches of the DX-SAHP hot water system are conducted in this paper, and overall performance of DX-SAHP is analyzed with three different structures of collectors/evaporators, namely a bare-plate collector, a glass-plate collector and double collectors/evaporators (a bare-plate collector and a glass-plate collector). The influence factors and overall performance are studied, which show that the overall performance of the system is mainly influenced by solar irradiation intensity and the collector area. Comparing with glass-plate collector in similar conditions, bare-plate collector system COP is higher. While increasing collector area is conducive to improve the system COP, but will reduce the collector efficiency and increase the workload of the compressor by comparing the bare-plate collector with double-plate collectors.

Simulation of embedded heat exchangers of solar aided ground source heat pump system

Aimed at unbalance of soil temperature field of ground source heat pump system, solar aided energy storage system was established. In solar assisted ground-source heat pump (SAGSHP) system with soil storage, solar energy collected in three seasons was stored in the soil by vertical U type soil exchangers. The heat abstracted by the ground-source heat pump and collected by the solar collector was employed to heating. Some of the soil heat exchangers were used to store solar energy in the soil so as to be used in next winter after this heating period; and the others were used to extract cooling energy directly in the soil by circulation pump for air conditioning in summer. After that solar energy began to be stored in the soil and ended before heating period. Three dimensional dynamic numerical simulations were built for soil and soil heat exchanger through finite element method. Simulation was done in different strata month by month. Variation and restoration of soil temperature were studied. Economy and reliability of long term SAGSHP system were revealed. It can be seen that soil temperature is about 3 ℃ higher than the original one after one year's running. It is beneficial for the system to operate for long period.

Exergy Analysis of Direct-Expansion Solar-Assisted Heat Pump Based on Experimental Data

The purpose of this research is to reveal the exergy variation of each component in a direct-expansion solar-assisted heat pump(DX-SAHP)system.Exergy analysis of the DX-SAHP system with R134a is conducted.and the performance evaluation is done.The proposed system is mainly composed of a bare plate solar collec-tor/evaporator,a hermetic variable-frequency rotary-type compressor,a micro-channel condenser and an electronic expansion valve.The experimental data include the exergy loss rates.irreversibility rates and exergy loss ratios of all components and the infuences of ambient temperature on these parameters.The analysis results show that the average irreversibility rate of the compressor is 204.8 W at an ambient temperature of 16℃,and 149.9 W atan ambient temperature of 27℃.The highest irreversibility rate occurs in the compression process,followed by the throttling process.the evaporation process and the condensation process.

智能技术在直膨式太阳能热泵效能优化中的应用

阐述人工智能驱动下的直膨式太阳能热泵系统在效能提升方面的应用和成果。通过人工智能在系统中的应用,实现对太阳能资源的监测和预测、控制算法、能耗优化和协调管理的改进。

直膨式太阳能PVT热泵热水系统运行性能仿真与分析

直膨式太阳能光伏光热(photovoltaic-thermal,PVT)热泵是一种综合利用太阳能资源的新型高效技术。为探究不同环境条件以及系统配置方式对直膨式太阳能PVT热泵热水系统运行性能的影响,基于能量平衡原理在Matlab平台上建立了系统的仿真模型,基于临港地区的环境数据,分析了各季节典型日下不同配置系统的热水供应性能以及发电增益的全年波动情况。结果表明,随压缩机理论输气量的减小,热水系统的性能系数(coefficient of performance,COP)有所提高,但所需的加热时间增加,系统的全年发电增益随理论输气量的减小而减小。

太阳能热泵系统配置形式及其研究进展

采用不同用途及配置形式相结合的分类方法对太阳能热泵系统进行分类,指出不同形式太阳能热泵系统的特点、当前研究现状及未来发展趋势,分析环境及运行参数对系统热力性能的影响。通过文献综述发现,在一定运行工况下,直膨式太阳能热泵系统性能系数(COP)值可达9.40以上,非直膨式太阳能热泵系统COP值可达8.80以上。提出太阳能热泵系统的应用与研究应从能耗与效率、经济性、可靠性、运行与操控等方面着手,朝更加高效经济、节能可靠的方向发展。

严寒地区太阳能跨季节蓄热热泵系统研究

针对我国严寒地区冬季热负荷远大于夏季冷负荷导致的土壤热失衡问题,选取包头市某医院为对象,应用TRNSYS仿真软件分析太阳能跨季节蓄热土壤源热泵系统的性能。分析结果表明:跨季节蓄热系统运行10年内,土壤温度由10.00℃提升到10.68℃,太阳能-土壤源热泵复合系统的土壤温度下降至5.62℃。此时跨季节蓄热模式热泵机组的性能系数为3.25,同比上涨2.20%;供冷季热泵机组的性能系数为7.55,同比上涨0.13%。同时,总耗电量相较于复合系统减少11.54%。由此可见,太阳能跨季节蓄热模式不仅可以提高土壤源热泵制热性能系数,又能有效缓解土壤热失衡的现象,同时节约系统总耗电量。

直膨式太阳能热泵供暖系统实验及性能分析

围绕建筑供暖需求,本文构建了太阳能集热/蒸发器和翅片蒸发器并联的直膨式太阳能热泵(direct expansion solar assisted heat pump,DX-SAHP)供暖系统,分析了系统热力循环过程,搭建了系统的工程应用实验平台,实验结果分析表明,DX-SAHP供暖系统在不同运行工况下可获得较高的性能,性能系数(coefficient of performance,COP)最高可达到6.88,压缩机频率、太阳辐照度和环境温度对系统的制热量和COP均有影响;压缩机定频运行时,太阳能集热/蒸发器运行的COP比翅片蒸发器大约高30%,变频运行时大约高45%,变频运行具有更优的性能。

直膨式太阳能热泵系统冬季工况性能分析

直膨式太阳能热泵系统的集热蒸发器通过吸收太阳辐射,使冬季工况下热泵的性能得到有效提高,减少了电能消耗,得到了广泛应用。通过实验测试了直膨式太阳能热泵系统冬季工况下的性能参数,讨论了单日内白天在太阳辐照下热泵性能的变化。分析发现,集热蒸发器内制冷剂进口温度随太阳辐照度迅速升高,在正午时刻之前,进口温度可由0.1℃升至10.3℃。系统过热度波动维持在约0.3℃以内之间。当进口压力达到单日内极值418.8 kPa时,系统制冷剂流量以及制冷量较初始时刻分别增加1.76 kg/h、168.2 W。系统得热量则呈现出先增后降的趋势,正午时刻达到最大得热量2 199.55 kJ。太阳辐照度由363.31 W/m^(2)变化到585.39 W/m^(2),集热蒸发器有效集热率由1.01减至0.41。日均太阳辐照度变化200 W/m^(2)时,COP由1.61升高到2.93。建立了制冷剂蒸发温度、冷凝温度与COP之间的函数关系COP_(a)=6.01-0.284ΔT0.689。

真空管直膨式太阳能热泵系统性能分析

该文将真空管集热器与直膨式太阳能热泵结合,提出一种真空管直膨式太阳能热泵系统。实验研究典型工况下太阳辐照度、循环水温度对系统性能的影响,并探讨压缩机变频条件下系统的动态性能。结果表明,提高太阳辐照度、降低循环水温度有利于提高系统性能,在太阳辐照度为850 W/m^(2),循环水温度为55℃时系统取得最大COP,为5.36。压缩机频率为42 Hz的系统COP为4.08,较45、47、50 Hz分别提高1.23%、8.5%、13.6%。

R134a应用于直接膨胀式太阳能热泵系统

利用平衡均相理论建立了太阳能集热器两相流模型 ,用四阶 Runge- Kutta方法对其求解 ,实验验证了其可靠性 .利用该模型从理论上研究了以 R1 34 a作为工质的直接膨胀式太阳能热泵的性能 ,并与采用 R1 2作为工质的结果进行比较 ,指出了 R1 34 a应用于此类热泵的适用性 .理论结果还表明 ,在较宽的环境温度、冷凝温度和太阳能辐照度范围内 ,采用 R1 34 a作为工质 ,热泵系统的性能系数可达到 4.0～ 6 .5 .

间接膨胀式太阳能多功能热泵供热实验

提出了一种太阳能与多功能热泵技术有机结合的间接膨胀式太阳能多功能热泵（IESAMDHP）系统．描述了间接膨胀式太阳能多功能热泵系统的组成及工作原理，并阐述了各种功能模式的运行条件和运行方式．重点对研制的IESA-MDHP实验样机的供热性能进行了实验研究．实验结果表明，IESA-MDHP系统的COPhp在3．30～4．71之间变化，而COPsys在2．88～3．96之间变化，明显高于传统的家用空气源热泵系统，但[火用]性能系数在0．17～0．31之间变化．

太阳能辅助供暖的地源热泵经济性分析

在冬季土壤温度较低,而且以热负荷为主的北方地区,若完全采用地源热泵来供暖,则地热换热器和机组的初投资均比较高,连续运行的效率也较低,因此,可利用太阳能集热器作为辅助能源。白天完全依靠地源热泵供暖,夜间利用太阳能集热器蓄存的热量,使地热换热器与太阳能集热器串联运行。通过分析比较,该方案比完全用地源热泵供暖更经济。

直膨式太阳能热泵热水器热力性能分析及优化设计

针对"直膨式太阳能热泵热水器"750W实验样机(系统A)进行了过渡季节运行工况下的实验研究,根据实验数据计算出系统供热性能系数、太阳集热效率和各主要部件的有效能损失系数以及系统的有效能效率等热力学指标,对各部件可加以完善的潜力做了量化分析,为整套系统的进一步优化设计提供参考。根据分析结果,研制了小型化400W实验样机(系统B)并加以实验验证。通过对比分析发现,两套系统各主要部件的有效能损失以压缩机(其有效能损失系数,系统A为40%,系统B为34%)和太阳集热/蒸发器(其有效能损失系数,系统A为21%,系统B为37%)为最大,然后依次是冷凝器(其有效能损失系数,系统A为11%,系统B为8%)和热力膨胀阀(其有效能损失系数,系统A和系统B均为5%)。因此,压缩机的合理选配、集热器的优化设计是提高太阳能热泵热水器性能的关键。

间接膨胀式太阳能多功能热泵单独制热水性能实验研究

简要介绍了间接膨胀式太阳能多功能热泵(IESA-MDHP)系统的功能模式。在冷凝侧采用强制循环和自然循环两种运行模式,对系统在冬季工况下利用中低温水源单独制热水性能进行实验测试。实验结果表明,在两种运行模式下热泵COP_(hp)、系统COP_(sys)及(?)性能系数COP_(EX)都明显高于空气源热泵热水器系统。实验同时对不同初始水温下IESA-MDHP系统单独制热水性能进行对比,发现初始水温对热泵COP_(hp)、系统COP_(sys)影响不大,而对(?)性能系数COP_(EX)影响较明显。

太阳能热泵供热水系统的实验研究

一套太阳能热泵供热水系统实验装置,四季能提供50℃热水,致热系数COP约达3,通过优化设计,进一步降低成本,增加供暖或空调功能,会使其更具竞争力。

直膨式太阳能热泵热水器运行特性的实验研究

本文针对自行设计、建造的“直膨式太阳能热泵热水器”实验样机进行了春季运行工况下的实验研究,并对其运行特性进行了详尽的分析．实验结果表明,在环境温度均值20．6℃、太阳辐射强度均值954．59 W／m2的室外气象条件下,将150升水从13．4℃加热到50．5℃只需要94分钟,热泵供热性能系数达到6．61．即使在环境温度为17．1℃的雨夜天气,热泵性能系数仍能够达到3．11．通过对典型工况下太阳能集热板的集热效率和过热度进行分析发现,如果用电子膨胀阀取代热力膨胀阀对供液量进行实时调节,可以进一步提高热泵的性能系数和系统运行的稳定性．

直膨式太阳能热泵供热水系统的性能研究

本文对直膨式太阳能热泵系统进行了实验研究,并对其热工性能及影响因素进行了理论分析,结果表明该系统 的热工性能主要受太阳辐射强度、环境温度、集热面积、水箱容积及压缩机转速等因素的影响,在此基础上提出了系统设 计和运行控制等方面的改进意见。

太阳能光伏光热利用的研究进展

首先对当今发展较为成熟的太阳能光伏发电技术、太阳能热水器和太阳房采暖的性能和发展进行了介绍,概述了这3项技术各自的优点和当前发展所面临的问题,指出发展新工艺、提高系统可靠性、扩大市场规模和出台相关政策支持是当前发展这3项技术的关键。然后总结了国内外相关学者对于太阳能热泵及太阳能光伏光热综合利用的研究,介绍了当今这两项技术的优越性和研究热点。该工作对于提高太阳能利用技术、提高清洁能源利用率有比较积极地意义。

光伏-直膨太阳能热泵系统在变水温工况下的实验研究

提出了一种新型光伏-直膨太阳能热泵(PV-DXSAHP)的系统原理,建立了PV-DXSAHP系统试验台。对PV- DXSAHP系统在水温从15℃升高到55℃工况下的动态性能进行了测试和分析,结果显示,在水温升高到55℃时,PV-DXSAHP系统COP为4.1,测试过程的平均光电效率为13.2%。研究表明PV-DXSAHP系统具有优越的热泵性能和光电转换效率。