Study on corrosion behavior of heat exchanger in water source heat pump

Water source heat pump is a new kind of energy saving process.One of the most common problems for water source heat pump system is the corrosion of the copper in heat exchanger.The quality of water is the key factor.The river water collected in six different places of the Yangtze River and Jialing River in Chongqing were analyzed.Various parameters(pH,coexisted ions,and hardness value)were investigated.It showed that the Yangtze River and Jialing River water was suitable for developing water source heat pump technology.Further more,aimed at the temperature and pH of the raw water's variation range in a year,the corrosion behavior of copper material was studied by controlling the water environmental condition.Corrosion rate of copper is accelerated at high temperature and lower pH value.

储能协调下负荷密集区分布式综合能源系统优化研究

分布式综合能源系统是提高清洁能源使用比例,实现碳减排和碳中和目标的一种配套技术。因此,针对负荷密集区冷热电负荷供需矛盾问题,提出储能协调下的负荷密集区分布式综合能源系统,并构建数学模型。其次,确立考虑系统经济、能耗、环境性能的多目标优化模型,利用层次分析法确定不同优化指标之间的权重关系。建立由住宅、办公、酒店、商场四类建筑组成的负荷密集区建筑模型,分别对四类建筑全年的逐时冷热电负荷进行模拟。最后,对比分析四类建筑分别单独设置供能系统和考虑四类建筑负荷耦合互补设置一套供能系统时的系统容量配置优化以及在相关政策影响下的系统性能。结果表明:无论是否加入储能系统,考虑四类建筑负荷耦合互补设置一套供能系统时的系统性能优于四类建筑分别单独设置供能系统的性能。

基于数据拟合的江水源热泵系统能效模型研究

采用数据拟合建立了制热工况下江水源热泵机组基础性能系数模型,在此基础上考虑蒸发器和冷凝器侧水温、水量对机组性能的影响,拟合得到变工况下江水源热泵机组制热能效模型;同时基于水泵“最小二乘法”拟合公式,建立了江水取水侧和用户侧水泵能耗模型。依托于重庆市某区域复合供能系统项目实测数据,机组能效模型误差为-5.84%~13.65%,输配系统能耗模型误差为-5.94%~9.99%,说明模型具有较高精确度,在0.2≤ε≤1.0,46℃≤t c,o≤54℃,5℃≤t e,i≤10℃,0.6≤n c≤1.2,0.6≤n e≤1.0范围内能够用于变工况下热泵机组和水泵能耗的有效预测。

考虑需求响应的负荷密集区分布式综合能源系统优化调度研究

针对负荷密集区源荷侧协调平衡调度问题,建立了考虑需求响应的负荷密集区分布式综合能源系统,耦合了储能系统进行能量互补,构建了数学模型。提出基于经济性能、能耗性能、环境性能3方面的系统评价指标,建立了考虑系统经济、能耗、环境的多目标优化模型,利用层次分析法确定各指标间的权重关系,将综合性能作为整个系统的优化决策目标。建立了包含办公、酒店、住宅、商场4类建筑的负荷密集区建筑模型,分别对4类建筑进行逐月累计负荷模拟。此外,分析对比了考虑需求响应前后的负荷密集区容量配置及性能指标的优化情况。最后,对负荷密集区考虑需求响应前后的逐月建筑能力平衡调度进行分析。结果表明:无论是否考虑需求响应,负荷密集区整体设置一套供能系统时的系统性能指标均优于4类建筑分别单独设置供能系统并叠加的性能。

空气源热泵冷热水机组应用于长江流域供暖的适应性分析及节能性提升

针对空气源热泵冷热水机组在长江流域的供暖应用,从气候特征、供暖水温需求、负荷需求等方面进行了适应性分析,从系统设计及识霜、抑霜控制等方面提出了节能性提升方案,并通过实验验证了提升效果。结果表明:出水温度35~50℃可有效满足供暖要求,同时能效较佳;模块化变频单级压缩系统能够较好地满足实际使用需求,可有效提升综合性能系数;基于最佳效率的压缩机加、卸载调度控制及基于最小换热温差的识霜、抑霜控制,可以较好地应对负荷需求,使机组运行在最佳效率点,制热工况性能系数最大提升20%。

基于层次分析法的长江水源热泵空调系统适宜性研究

基于层次分析法(AHP),对长江流域江水源热泵空调系统的主要影响因素进行了分析,并根据分级打分给出适宜性评价标准,计算出项目适宜性综合评价权重指数,为长江流域建设江水源热泵空调系统的适宜性提供了一种分析方法和决策依据。结果表明,自然资源、经济、社会环境三方面所占权重依次降低;对江水资源、经济、社会环境影响最大的因素分别是江水温度、初投资和城市人均GDP;影响权重最大的指标是长江主流处稳定水温,其次是江水含沙量和江水流量。用该体系对长江流域12座城市的江水源热泵系统适宜性进行评价,确定适宜性最高的4个城市依次为重庆、上海、南京和武汉。

基于改进NSGA-Ⅱ算法的公共建筑江水源热泵系统集成多目标优化研究

以集成江水源热泵供能系统的公共建筑为对象,建立建筑供能成本最低、非舒适性时间最短、热泵用电峰谷比最小的多目标函数,基于动态能耗瞬时模拟技术和改进非支配排序遗传算法联合求解帕累托前沿,引入熵权优劣解距离法评价最优决策解;以夏热冬冷地区办公建筑为例,验证优化方法的可行性和最优设计方案。结果显示:最优方案与基准方案相比,建筑供能成本增加2.6%,非舒适性时间减少3.7%,热泵用电峰谷比降低90.6%;运行成本虽然稍有增加,但舒适性得到了提升,且用电峰谷波动性得到较大改善。

基于TRNSYS的江水源热泵空调系统节能运行研究

为研究江水源热泵空调+水蓄能空调系统节能降费的运行优势,以武汉某区域供能项目为研究对象,进行系统节能运行研究。利用eQUEST建筑能耗模拟软件对项目全年冷热负荷进行模拟计算,分析负荷变化规律,利用TRNSYS运行能耗模拟软件对江水源热泵空调系统和江水源热泵+水蓄能空调系统两种空调系统进行建模计算对比分析。结果表明:江水源热泵+水蓄能空调系统比江水源热泵空调系统全年运行电耗减少10.81%,运行电费减少302.6万元,CO_(2)排放量减少41万吨。

内河纯电动客船空调系统方案设计及选型

为降低电池装船容量,提高运营的经济性,对船舶常用空调系统的优缺点及船型适用性进行分析。在此基础上,对某型内河纯电池动力客船空调系统开展方案设计及选型研究,提出可同步解决冬季空调供热和生活用热水的技术方案。研究表明:该方案具有较好的节能效果和推广价值。研究成果可为纯电动客船空调系统的设计选型提供一定参考。

利用长江水作水源热泵冷热源的探讨

对重庆段长江水温进行了实测,在仅考虑制冷剂与冷却水、制冷剂与长江水体之间的传热温差影响的情况下,水源热泵机组的性能系数能达到6.4以上,热力完善度大于0.76,认为利用长江水作为水源热泵机组的冷热源具有极大的节能潜力。

利用长江水作热泵系统冷热源的技术分析

介绍了江水源热泵系统的形式,分析了长江重庆段的水温和水质情况。研究表明,长江水作为冷热源适于发展水源热泵技术,应优先选择壳管式直接利用热泵系统。此外,针对长江水泥沙含量高、夏季悬浮物和微生物数量多的问题,探讨了江水的净化处理、增强传热和除垢、热泵系统工况分析、取水方式以及江水二次利用等关键技术。

重庆市发展长江水源热泵的水源概况分析

为了解重庆段长江水作为热泵冷热源的概况，对重庆段长江水温的横断面变化和时间变化进行了实测分析，并对江水的水质和水位变化进行了分析，得到长江水温在整个横断面基本恒定，而江水的夏季月平均温度在22～25℃，冬季月平均温度在11～16℃，水温日变化幅度不超过0．5℃。是一种具有良好品质的稳定的冷热源。而长江水作为水源热泵的冷热源，主要解决的水质问题是泥沙和悬浮物，在三峡库区形成后水位变化可达到30m，因此取水方式可考虑采用浮船取水方式。

重庆市江水源热泵技术应用基础数据库建设

为研究重庆地区长江和嘉陵江江水的水温、水质、水位的年变化规律,开展了全年逐月测试。结果显示,两江水温在竖直断面上基本保持不变,相对于嘉陵江而言,长江江水温度具有夏季较低、冬季较高的特点,较嘉陵江更适合作冷热源;两江江水均要解决浊度大的水质问题,长江江水还须解决铁离子含量偏高的问题;重庆地区两江的水位变化幅度分别约为3.8,5.4m,且变化频繁。

江水源热泵尾水排放方式优选试验研究

为研究江水源热泵尾水在不同排放方式下对江河水域温升的影响,利用数字式温度传感器构建实时温度传感器网络,针对江水源热泵尾水淹没式、表面式和射流式3种排水方式及其在12种出流方式下江河水域的温升情况进行了模拟试验研究。对各种排放方式下的温升均值、温升方差、最高温升值、超温升均值点数等指标项采用加权平均法计算优选值,并结合三维温升图对试验结果进行了分析。结果表明,从整体上看射流式排放方式优于表面式和淹没式排放方式,双口出流方式优于单口出流方式,其中对河道水域温升影响最小的排放方式为表面式排水顺流双口出流方式。

长江水源热泵开式与闭式实验对比分析

长江水资源丰富,可作为水源热泵系统的低位冷热源。针对长江水源特点进行了开式系统与闭式系统的对比实验,获得了两者的机组性能系数、系统整体性能系数、闭式系统中换热器内水温变化规律以及有效换热管段等参数。分析了对比实验数据,得出本实验中开式、闭式系统热泵机组性能系数分别为3.08和3.77,整体性能系数分别为2.38和2.80。最后对开式和闭式长江水源热泵的应用作了对比分析,指出了应用长江水作低位冷热源必须注意的问题。

长江流域住宅分散式供暖改造案例及分析

针对目前长江流域住宅冬季室内温度低、舒适性差的问题,在合肥某住宅安装了空气源热泵和辐射地板供暖系统。测试结果表明,辐射地板采用35℃的热水供暖时,室内温度16～18℃,竖直方向温度分布均匀,能较好地满足人员舒适性要求。结合该供暖改造案例,在室内热舒适和供热量等方面分析比较了辐射地板和送风末端,并探讨了空气源热泵作为长江流域住宅分散式供暖热源的适宜性。

江水源热泵系统尾水排放试验模型的数值模拟

为研究江水源热泵系统尾水排放在江河水域中的温度扩散规律,通过建立流体控制方程,采用Fluent软件的有限体积法,对江水源热泵系统尾水排放物理试验模型的温度进行数值模拟。结果表明:尾水排放对排放口下游近水域的上层水体产生一定影响,对中层水体的影响较小,对下层水体基本没影响;从排放口到河道下游,水温逐渐降低且趋势较为缓慢;沿河道水深方向引起的水温变化较小,且受影响程度逐层递减。物理试验模型温度实测数据与数值模拟结果的误差分析表明:实测温度与数值模拟计算值的吻合性较好,相对误差在1.73%以内。

某大型公共建筑江水源与地源热泵联合系统设计

结合工程实例介绍了江水源热泵和地源热泵系统的应用,重点介绍了联合系统的冷热源系统设计,并分析了联合系统的节能性。

江水源热泵在空调工程中的应用分析

对地表水地源热泵系统作了简要介绍,结合工程实例对长江水作为地表水地源热泵的低位热源的可行性进行了分析,通过比较不同方案的初投资、运行费用和对环境的影响,说明江水源热泵较其他常规空调系统更节能环保。

江水源热泵机组年运行能耗预测方法研究

在建筑工程的可行性研究阶段,空调系统冷热源的年运行能耗预测是静态投资回收期分析、全寿命周期成本分析中的核心组成部分,是冷热源选型的重要依据之一。然而,在实际项目中通常选用IPLV/NPLV、设计工况COP进行年运行能耗估算,计算结果与实际能耗有较大的误差。在已知建筑设计冷、热负荷的前提下,引入平衡温度概念,采用BIN方法预测不同温度下的建筑负荷,通过参数修正的方式预测江水源热泵机组在部分负荷率情况下功率,将热泵机组功率修正系数的变化函数拟合为水源侧进水温度和负荷侧回水温度的多项式。对长江上游地区江水温度及气象参数进行监测,并建立了江水温度与空气干球温度的数学关系。提出江水源热泵机组年运行能耗预测方法。该方法反映了系统运行的实际特征,且计算过程较为简单,可以在实际工程中应用。