太阳能-空气源热泵热水系统新型组合优化设计

太阳能-空气源热泵热水系统(solar-air source heat pump hot water system, SAHWS)常用于宿舍楼宇供暖,通过对系统参数的优化设计可显著提高系统能效性能与环境友好性。为得到一种综合考虑SAHWS经济、能源、环保与节能的优化方法,提出了一种新型组合优化设计策略,并利用TRNSYS软件搭建系统仿真模型,以西安、西宁、拉萨这3座不同太阳能资源等级城市为例,对SAHWS运行工况对比分析。结果表明:与常用生命周期成本设计相比,所提出的组合优化设计不仅降低了系统成本,还有着较低的系统能耗;组合优化设计的热泵能耗与工作小时数最短,且有最低的热损,在投资成本、系统季节性能因子、太阳能保证率以及碳粉尘、二氧化碳排放量均有较好表现。

“空气源热泵-太阳能”热水系统在高校学生公寓的应用

学生公寓热水需求量大且用水时间较为分散,选择少污染且高效的热源形式,对高校的节能减排有重要的意义。空气源热泵辅助太阳能热水系统水温恒定,可全天候供应热水,满足阴雨天及冬季使用热水需求,智能化程度高,节能效果明显且项目回收周期短,可以在高校中推广使用。介绍山东某高校公寓实际运行的空气源热泵辅助太阳能热水系统及其控制原理;并通过对电热水器和单独采用空气源热泵制取热水方式的年耗电量计算,与实际运行项目的年耗电量比较,对其节能性进行分析。由于对系统各设备的启停采用了智能控制系统,能够对系统运行模式进行灵活调控,使得该系统比电热水器节电75%,比独立空气源热泵系统节电30%。根据2021年项目实际年收入,预计该系统回收周期为4.2年。

太阳能热泵复合系统应用与节能分析

本文分析计算了广东某地区一个300间客房的酒店采用太阳能和热泵复合系统供应热水的方案,并且和采用电热水器供热水的方案进行了对比。研究表明,采用太阳能热泵复合系统仅需要18匹的热泵配20平米的太阳能集热器,即可满足每间客房8小时供热水的需求。供应热水的方案无论从初投资还是运行费用以及环保方面,都具有明显的优势。该方案可以为类似热水需求单位提供理论和现实的指导。

基于旧建筑改造的高端酒店式公寓热水系统设计难点探讨

近年来,由于我国社会经济转型、人口结构的变化,原先建造的大量建筑已经不满足市场经济的需要,存量旧建筑的改造成为一种行业现象。而改造项目由于新、旧标准不一致,建筑定位、功能、分隔变化,需要衔接原系统等原因,设计难度往往大于新建项目,通过海南三亚某小区3栋高层住宅楼改高端酒店式公寓的改造案例,分析阐述了原建筑集中热水系统存在着诸如系统过于复杂、热损失较大、采用太阳能+空气源热泵作为热源的双能源耦合热水系统无法实现耦合等比较典型的改造设计难点,并针对这些现存问题提供了如减少热源,简化、优化系统等一系列解决方案。旧建筑改造完毕后,至今运营良好。通过案例剖析,探讨了高端酒店式公寓热水系统改造设计思路。

吨水耗电量在太阳能空气源热泵热水系统的应用

随着建设绿色低碳校园的理念提出,太阳能空气源热泵技术在高校得到了广泛应用。为了更好地分析和评价太阳能空气源热泵热水系统的节能降碳效果,以某高校宿舍楼为研究对象,设计了并联式太阳能空气源热泵(SC-ASHP)热水系统,分析了该系统的年实际运行情况,并与单一热泵(ASHP)热水系统的运行情况进行了对比研究。结果表明:该高校宿舍楼典型用水高峰期在18:00-22:00时,这有利于并联式太阳能空气源热泵热水系统在白天利用太阳能加热水箱,剩余不足部分由热泵进行补热。吨水耗电量可作为评价该热水系统运行效果的关键参数,并联式太阳能空气源热泵热水系统吨水耗电量y随环境温度T_a升高在逐渐降低,随进水温度T_(in)升高先减小后增大。在T_a和T_(in)都是11.5℃时,系统吨水耗电量达到最小值,这是因为当T_(in)>11.5℃时,不利于热泵凝汽器放热,热泵效率降低,热水系统吨水耗电量随之增大。并联式太阳能空气源热泵热水系统吨水耗电量整体低于单一热泵热水系统,其中热泵对系统吨水耗电量的影响最大。并联式太阳能空气源热泵热水系统比单一热泵热水系统年平均节省电量为4.18万kW·h,年平均降低CO_(2)间接排放量为41.67 tCO_(2),具有明显的节能降碳效果。

深圳某医院热水系统案例分析

为切实推动国家绿色建筑高质量发展,实现房屋用能自给自足及“双碳”目标,积极利用清洁可循环能源是当下的重要思路。深圳地区太阳能、空气热能资源丰富,空调使用率高,项目应优先采用太阳能、空调余热作为主要热源,空气源热泵作为辅助热源。有条件的情况下采用双热源并联系统,减少空气源热泵的开启时间,从而最大程度节省能源。文章以深圳某综合医院为案例分析热水系统在结合深圳地区特性的前提下,采用太阳能、余热加空气源热泵双热源供水系统的可推广性。

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。

Enhancement of Natural Circulation Type Domestic Solar Hot Water System Performance by using a Wind Turbine

Performance improvement of existing 200 litres capacity natural convection type domestic solar hot water system is attempted.A two-stage centrifugal pump driven by a vertical axis windmill having Savonius type rotor is added to the fluid loop.The windmill driven pump circulates the water through the collector.The system with necessary instrumentation is tested over a day.Tests on Natural Circulation System(NCS)mode and Wind Assisted System(WAS)mode are carried out during January,April,July and October,2009.Test results of a clear day are reported.Daily average efficiency of 25-28% during NCS mode and 33-37% during WAS mode are obtained.With higher wind velocities,higher collector flow rates and hence higher efficiencies are obtained.In general,WAS mode provides improvements in efficiency when compared to NCS mode.

珠海某超高层酒店热水系统设计分析

大型超高层酒店的热水需求量大,能耗大,热源选择多,系统设计复杂,如何合理设计超高层酒店热水系统,使其既节能又满足热水舒适性需求,尤为重要。文章以实际项目为例,首先介绍了常见热水系统的优缺点,然后对超高层酒店热水系统的设计进行了详细的分析。

有限屋面面积条件下太阳能利用方式探讨

充分利用太阳能资源是我国法律、政策、规范多方面的要求。随着我国能源转型与能源革命的推进、国家能源形势的变化、“双碳”目标的分解落实,在城市内充分挖掘可再生资源是有效可行的城市降碳技术路线。然而在城市里,可利用太阳能的场地空间十分有限。如何最大化利用有限的建筑屋面资源,如何取舍太阳能热水系统、光伏发电系统,是建筑规划设计阶段需要认真考虑的问题。对太阳能热水系统、电辅助加热系统、空气源热泵热水系统、光伏发电系统组合分析。考虑太阳能资源、气温等因素逐日计算各系统运行效果,综合对比不同组合方案定性定量指标。发现光伏发电+空气源热泵热水系统多方面指标均优于太阳能热水系统+常规辅助系统。因此,建议在规划设计太阳热水系统时应先充分论证建设光伏发电系统必要性。

太阳能耦合空气源热泵热水系统在风电场的应用

结合闽清上莲风电场工程实例,阐述太阳能耦合空气源热泵热水系统的设计方案、运行模式和系统节能效益分析。通过理论计算及节能效益分析,表明选用太阳能耦合空气源热泵用于生活热水供应,节能减排效果显著,投资回收期短,经济效益良好,可推广应用。

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。

空气源热泵辅助供热太阳能热水系统实验研究

设计并构建了一种新型空气源热泵辅助加热太阳能热水系统,该热水系统可根据气候条件分别以单一的太阳能热水器模式、单一的空气源热泵模式及太阳能与空气源热泵耦合模式运行。在昆明地区气候条件下,对空气源热泵辅助加热太阳能热水系统进行了一系列测试,分析了在不同运行工况下系统的热力性能。测试结果表明该系统具有较大的节能潜力,热泵空气源热泵子系统的日平均COP可达3.8左右。

基于多参数空气源热泵辅助太阳能热水机组的控制系统

采用了空气源热泵辅助的太阳能热水机组,以解决单一太阳能热水系统受天气条件影响的问题。以PLC控制器为核心,综合考虑光照条件、环境温度、水箱水温、供水压力等多个参数条件,设计了基于多参数的空气源热泵辅助太阳能热水机组的自动控制系统,实现了以太阳能为主热源的热水机组全天候稳定热水供应,有效地节约了能源。

太阳能-热泵供热蒸发排放净化水模拟试验研究

对采用太阳能－热泵联合供热蒸发及净化水大气扩散排放进行了模拟试验。研究了供风温度、供风量及环境状态对蒸发量的影响。实测了系统的蒸发能耗比、蒸发强度、太阳能供热系统的平均效率和热泵系统的供热系数。试验结果表明，此种方式是处理净化水经济而有效的新途径。

太阳能+空气源热泵热水系统在浙大紫金港餐饮中心的应用

餐饮热水是厨房用能的重要组成部分,集中热水供应系统是大多数餐饮业的选择。如何合理选取热水加热热源是节能的关键。通过浙江大学紫金港校区餐饮中心热水系统热源改造的工程实践,分析和研究了热水需求量变化,结合地区气候条件,提出了经济节能的设计方案,并讨论了太阳能+空气源热泵热水系统在餐饮业热水系统中的应用效果和推广前景。

高校浴室热水供应复合能量系统实验平台研制

针对高校浴室热水供应的特点,构建了新型复合能量热水供应系统。该系统将主动式太阳能利用技术、空气源热泵技术和污水源热泵回收浴室排水余热技术有机结合,满足浴室热水用能需求,具有节能环保、操作方便、自动化程度高、运行安全可靠等特点。实验平台采用可编程控制器PLC作为主控制器,能够自动检测、监控与存储温度、流量、水位、太阳辐射强度、环境温度、耗电功率等系统运行参数,实现智能控制和系统热性能分析。该平台可开出一系列综合性、设计性和研究性实验,形成实验教学与科学研究的良性互动。

广州亚运城太阳能水源热泵项目设计要点介绍

广州亚运城位于广州市番禺区,分为运动员村、媒体村、技术官员村、后勤服务区、体育馆区及亚运公园六大部分。亚运城作为新城建设的启动区,定位为配套完善的中高档居住社区及区域服务中心,2010年作为第16届亚运会亚运村使用。亚运城太阳能和水源热泵利用工程作为亚运城重大技术专项进行单独设计、施工和运行管理,系统集中供应亚运城居住建筑生活热水和部分单体建筑空调冷源。介绍了广州亚运城太阳能水源热泵项目的工程背景、工程概况和系统设计原则,总结了主要工程设计内容和难点问题。

并联式太阳能空气源热泵热水系统优化运行策略

夏热冬暖地区某高校26座学生公寓并联式太阳能空气源热泵热水系统原有运行模式存在外界气象参数突变时热水供应不足、太阳能利用效率不高及供水泵工频运行造成能源浪费等问题.文中将该系统运行模式划分为补水模式、蓄热模式和供水模式,根据不同模式的特点分别提出了基于日用水量上限和时用水量下限的优化设定、太阳能集热系统制热量逐时预测、空气源热泵制热量逐时预测及供水分时变压差控制的精细化管理和优化运行策略,并将优化运行策略和实验所得参数运用于该系统的实时控制.运行结果表明,优化控制策略在满足热水供应的前提下,与2015年对比,2016年的热水系统吨水电耗下降了17.49%,系统能效比提高了19.98%.