建筑一体化太阳能工程实施中采暖集成系统研究

太阳能供热采暖系统是指将太阳能转换成热能,供给建筑物冬季采暖和全年其他用热的系统。本研究提出了太阳能-空气源复合热源热泵系统,采用辅助加热炉为辅助热源和采用辅助热泵为辅助热源,系统由集热模块、控制模块、采暖模块组成,采用防过热选择性吸收涂层的集热器和防过热旁路散热器,解决了系统过热问题;同时对空气源热泵、辅助加热设备与太阳能集热器结合系统的运行性能进行了研究,优化了系统运行控制策略。     

空气源热泵辅助型太阳能热水系统标准的探讨

《家用空气源热泵辅助型太阳能热水系统技术条件》中对整机综合制热性能系数（COP）试验的平均环境温度和全天太阳能辐照量给出了一定变化范围,为研究这一变化对整机综合COP的影响,将整机的性能试验分两个阶段进行,其中太阳能热水系统加热段在户外进行,空气源热泵加热段在环境温度可控的环境试验室进行。试验表明在标准规定的变化范围内,平均环境温度的变化及全天辐照量的变化对空气源热泵辅助太阳能热水系统整机综合COP有较大影响．其中因平均环境温度的变化及全天辐照量的变化对太阳能热水系统性能影响而引起整机综合COP的变化较小．而因平均环境温度的变化对空气源热泵性能的影响而引起整机综合COP的变化最大可达40％左右。据此对该标准的试验方法、试验条件提出了修改建议。     

太阳能热泵技术

论述了太阳能热泵的技术原理和特点。太阳能是地球上一切能的主要来源,是无穷无尽无公害的洁净能源,也是21世纪人类最有希望的能源。热泵技术是一种很好的节能型空调制冷供热技术,把热泵技术与太阳能热利用技术结合可提高太阳能集热器效率和热泵系统性能,同时解决全天候供热问题。因此,研究开发太阳能热泵正日益受到重视。     

太阳能和空气源热泵热水系统在浴室中的应用

针对青岛某高校太阳能热水系统存在的问题,经综合分析,在原有太阳能热水系统的基础上,通过加装空气源热泵辅助加热系统可以使问题得到解决。根据热负荷计算结果和前期问题,配备了合适的热泵、循环水泵、增压水泵,对原有控制系统进行了简单改进,使空气源热泵系统与太阳能系统能够协调工作,保证热水稳定、可靠供应。与其他辅助热源相比,空气源热泵辅助太阳能热水系统具有比较明显的节能效果。     

太阳能集热器和空气源热泵联合供暖的研究现状

太阳能供暖和空气源热泵是两项重要的节能技术,但是由于其自身的缺陷,两者单独应用无法很好的满足供暖需求,因此,两者联合运行是目前的主要研究内容。本文综述了目前国内外在太阳能热泵联合供暖方面的研究成果,主要介绍太阳能热泵系统的一般原理以及直接膨胀式和间接膨胀式两大类太阳能热泵供暖系统的研究情况。在此基础上对联合供暖系统的研究前景进行展望。     

空气源热泵在供热水系统中的应用

空气源热泵技术是基于逆卡诺循环原理建立起来的一种节能、环保制热技术。本文以学生公寓热泵热水供应系统为例,介绍了空气源热泵系统的工作原理,探讨了空气源热泵的选型及应用。     

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.     

空气源热水系统在北方高校的应用情况分析

正在未来10—20年,随着社会的发展,常规能源会越来越紧缺,价格也会不断攀升,使用燃烧加热方式的热能设备无论是电加热、燃煤、燃气还是燃油都将面临运行成本上涨的压力。在高校普遍使用的新能源为太阳能、空气源、地源热泵。空气源热泵在新能源中有其特有的优势,在南方高校普遍使用,而在北方高校却是推广和发展的过程。一、原理及构成空气源热泵热水系统作为新一代节能环保产品,是一种新能源,是利用自然环境中的空气热资源供热的高效节能的热水系统。空气源热泵机组通过输入少量的高品位能源(如电能),实现低温位热能向高温位转移。热泵机组的能量流动     

空气源热泵热水器变工况性能模型

为建立空气源热泵热水器COP随室外环境温度和水箱温度变化的动态模型,先测定了某一空气源热泵热水器随环境温度和水温变化的COP,引入了卡诺因子,得出了COP的拟合公式,并与测试数据进行了对比,对比表明COP的拟合公式精确度较高,能够满足实际工程应用需要。同时．为使该拟合公式对不同性能的空气源热泵热水器具有普适性,在上述公式的基础上引入COP修正系数,得出了适合不同性能空气源热泵热水器COP的拟合公式．经实验对比．表明该公式也能较好的满足实际工程应用需要。     

污水源采集凝固热热泵系统的可行性分析

针对常规污水源热泵系统出力常无法满足建筑最大负荷的问题,提出了在高峰负荷下提取污水凝固潜热作为补充热源的新思路.首先,结合污水特征设计了一种集除冰、取热、除垢于一体的凝固换热器,并给出了城市污水源采集凝固热热泵的合理形式.然后,从理论上分析探讨了新系统的供热潜力.典型的工况计算结果表明,采集凝固热热泵系统的供热能力大于常规城市污水源热泵系统,两者的最大供热率之比在4.5～8.7之间,说明该污水源采集凝固热热泵系统在寒冷地区的应用潜力较大.     

U形垂直埋管直接膨胀式地源热泵的性能分析

首先,对直接膨胀式地源热泵的性能进行了理论分析.与常规地源热泵相比,直接膨胀式地源热泵的地埋管换热器热阻更小,在制冷工况下具有更低的冷凝温度,在制热工况下具有更高的蒸发温度,因此它具有更高的性能系数.直接膨胀式地源热泵系统无需二次换热回路和循环水泵,因此具有更高的系统性能系数.然后,根据实测数据对直接膨胀式地源热泵实验系统的性能进行了分析.该实验系统建立在中国湘潭,其U形垂直地埋管换热器置于水井之中,地埋管换热器的长度为42m,外径为12.7mm.测试结果表明,在制热工况下此直接膨胀式地源热泵系统的性能系数最大值为5.95,平均值为4.72.     

Experimental investigation on system with combination of ground-source heat pump and solar collector

This paper presents the heating performance and energy distribution of a system with the combination of ground-source heat pump and solar collector or a solar-assisted ground-source heat pump system (SAGSHPS) by calculation and experiment.The results show that the average absolute error is less than 0.6 ℃ and the relative error is less than 5% under the pulse load when the analytical solution to the 2-D solid cylindrical source model is used for the SAGSHPS.The coefficient of performance (COP) of the SAGSHPS is 2.95-4.70.The average fluid temperature in the borehole heat exchanger can increase by 3 ℃ with the assistance of solar collector,which will improve the COP of the heat pump by approximately 10% from the experimental data.The energy contributions to the total heating load of soil,electricity and solar are 56.30%,36.87% and 6.83%,respectively.     

Optimization of serial combined system of ground-coupled heat pump and solar collector

A mathematical optimization model was set up for a ground-solar combined system based on in-situ experimental results,in which the solar collector was combined serially with a ground-coupled heat pump(GCHP).The universal optimal equations were solved by the constrained variable metric method considering both the performance and economics.Then the model was applied to a specific case concerning an actual solar assisted GCHP system for space heating.The results indicated a system coefficient of performance(COP)of 3.9 for the optimal method under the seriaI heating mode,and 3.2 for the conventional one.In addition,the optimum solution also showed advantages in energy and cost saving.1eading to a 16.7%improvement in the heat pump performance at 17.2%less energy consumption and 11.8%lower annual cost,respectively.     

Field evaluation of a ground-coupled heat pump in hot-summer and cold-winter regions

The experimental performance of small-sized ground-coupled heat pump (GCHP) is researched intensively. However, there are little data documenting the operation performance of existing large-sized GCHP system. We presented the actual performance measurement of a GCHP installed for apartment buildings in Wuhan, Hubei province, P. R. China. The system was constructed with a closed vertical typed ground heat exchanger with a total pipe length of 32 000 m. During one year, various operating parameters were monitored, including the outdoor temperature, the flow rate, the electrical consumption, and the water temperature. The seasonal coefficients of performances of the heat pumps and the system based on the measured data were found to be 4.01 and 2.96 in the cooling season, and 3.54 and 2.86 in the heating season, respectively. The GCHP system was more economical than the air-source room air conditioner in the energy efficiency which was increased by 29 in cooling mode and 50 in heating mode. There was an obvious heat imbalance of soil between the injection rate and the extraction rate in the residential GCHP system operation.     

太阳能-地源热泵系统的交替运行特性

为了探讨太阳能-地源热泵系统的交替运行特性,提出并定义了各交替运行模式,建立了交替运行时考虑冻融相变的U形埋管周围土壤传热模型.基于对该模型的数值求解,探讨了各交替运行模式下地下埋管周围土壤温度的变化趋势.结果表明：各交替运行模式均可有效改善埋管周围土壤温度的恢复效果,对于无太阳能补热的昼夜交替与短时间间隔交替运行模式,在以24h为交替运行周期时,其太阳能热源承担的时间比例可控制在50%～58%;同时,利用日间太阳能补热来强制土壤温度的恢复,可有效克服土壤温度的自然恢复缺陷,与其他交替模式综合使用可达最佳运行效果.此外,利用钻孔壁实测数据对所建模型的预测精度进行了验证.研究结论可为太阳能-地源热泵系统的优化运行提供参考.     

太阳能综合利用教学、实训装置的研发（VI）——太阳能-空气双源热泵热水系统

作者研究发的太阳能-空气双源热泵热水系统,将太阳能热泵与水蓄热结合,根据用户的需要和室外气象条件的变化,具有单独太阳能制热水、单独空气源制热水、制热水兼制冷、单独制冷、供暖等多种功能,可以节约能源,减少环境污染,是绿色建筑值得推广的一项技术。该系统运行稳定,能效比高,不但可以作为一项新技术在实际工程上推广,而且能够进行科研实验,又可供学生进行系统的测试、调试,作为教学仪器使用。     

混合土壤热泵节能实例分析

以南京某混合土壤热泵系统为例,分析比较不同冷热源运行策略、围护结构及空调末端系统对建筑能耗的影响.该混合土壤热泵系统以冷却塔为辅助散热设备,使得通过地埋管换热器向土壤散出的热量和从土壤中取出的热量相等.利用能耗模拟软件EnergyPlus对该厂房建筑进行了全能耗分析,并对冷却塔及地埋管换热器换热量进行计算.然后提出2种运行方法对冷却塔进行启停控制.比较墙面与屋顶不同颜色时建筑能耗特性,结果表明：供冷季节黑色外围护结构的建筑冷负荷是白色外围护结构的1.2倍;建筑保温性能相同时,以风机盘管为空调末端,热泵机组的年能耗比辐射地板系统大44.7GJ.