水源热泵水处理系统DOM三维荧光光谱特征分析

为探明水源热泵水处理系统的净水过程,提高热泵系统能效,采用三维荧光光谱研究了水处理系统各单元水DOM的荧光。结果表明,水源热泵水处理系统对DOM处理效果不佳,且长期被忽略,影响其能效。过滤器清洗周期对蛋白类有机组分、微生物代谢产物和类腐殖质的去除影响大;系统内HIX指数均<4,其DOM主要来源是微生物代谢产物和蛋白类物质。清洗周期过长会造成系统内部淤泥堵塞,引发系统内DOM泄露。水中类富里酸和蛋白类有机组分可能来源于小环藻,而类腐殖质则可能来源于其他藻类。系统内DOM的去除效果主要受过滤器运行周期影响,为防止热泵系统结垢问题,应该针对水源地的水质加大清洗频次,并强化水源热泵系统的水处理。     

中高温工质在蒸发器中的换热模拟分析

本文采用分布参数的方法,建立了水源热泵中普遍采用的壳管式蒸发器稳态数学模型.通过中高温水源热泵试验台的实验数据同模拟计算结果的对比,验证了数学模型的准确性。应用此数学模型对中高温工质HTR01、HTR02及R134a在蒸发器典型制热运行工况,进行了模拟计算。得出了三种工质制冷剂侧换热系数沿管长的变化关系并对三种工质的换热性能进行了对比分析,为采用中高温工质的水源热泵换热器设计提供了参考依据.     

中高温热泵工质及试台研究

本文介绍了作者自行搭建的中高温水源热泵机组试验台,以及在此装置上对新的中高温环保工质HTR01的试验 研究。试验台的特点是利用自然平衡压力点,设计了冷热混水系统,达到即节能又易于控制的目的。通过对新工质HTR01 的大量热工性能试验,以及对试验结果的误差和性能分析,为中高温水源热泵大型样机的设计提供了基础。     

零ODP的中高温热泵工质HTR04实验研究

本文综合考虑了环保和中高温水源热泵对制冷剂的特殊要求,通过研究工质的热物理性质、材料相容性、油溶性,研发了一种臭氧层破坏潜能(ODP)为零的非共沸中高温热泵混合工质HTR04,并在中高温水源热泵试验台机组上进行了新工质的热工性能试验.实验结果表明该工质能够稳定产生80℃的热水,且有较高的性能系数,可与R134a压缩机兼容.该工质的实际工程应用前景良好.     

低温水源复叠式高温热泵系统特性模拟研究

低温水源复叠式高温热泵系统可以有效利用低温水源,稳定制取80℃高温热水。利用C语言建立工质热物性、系统主要部件以及整个热泵系统数学模型。通过分别调节低温水源温度、低温水源流量及低温级压缩机频率三种模式发现模拟值与实验数据对比最大误差不超过4%。另外研究了低温水源温度及低温水源流量对系统性能的影响。     

R407C地源热泵系统实验研究

本文以三元非共沸混合工质R407C对传统工质HCFC22进行了替代,搭建了地源热泵系统实验台。考虑到在地源热泵运行时,地下土壤温度会因运行时间和冬夏季节的不同而发生变化,造成热泵的各种不同运行工况。为全面反映热泵的运行状态制订了测试方案,并对测试数据进行了整理和分析。该热泵系统在加热与制冷运行模式下COP均可达到3．6以上。     

土壤源热泵系统的火用成本分析

在对火用分析与经济学原理研究的基础上,利用火用成本分析方法,建立了土壤源热泵系统的(火用) 成本分析模型.以实际的建筑空调系统为背景,运用所建火用成本分析模型与能量成本分析方法,对土壤源热泵系统与风冷热泵系统进行了对比分析计算,并以空气源热泵为基础对土壤源热泵进行了敏感性分析.对土壤源热泵的实际应用具有指导意义.     

地源热泵的运行特性模拟研究

依据圆柱源理论,建立起了耦合地面热泵机组和地下埋管换热器特性的模拟模型,该模型可用于长期运行的地源热泵系统的短时间步长运行特性模拟。探讨了模拟过程中有关参数的确定方法,并运用所建模型对地源热泵的冬季和夏季运行特性进行了模拟。运行特性模拟与实验数据的验证结果表明,所建模型可以对地源热泵的运行特性做出符合实际的预测。     

空气源热泵除霜性能的实验研究

空气源热泵目前应用十分广泛,但是冬季热泵翅片管式蒸发器表面结霜会对其性能造成很大危害。因此除霜性能是影响热泵整体性能的重要因素之一。为了解决热泵除霜问题,实验测量了风冷热泵除霜的性能,研究了热泵除霜时各主要部件的性能变化,研究结论对热泵系统除霜研究具有重要的参考价值。     

太阳能辅助空气源热泵空调低温特性研究

为了改善和提高空气源热泵空调冬季低温环境下的工作性能,设计了以翅片-套管复合式换热器为核心部件,以太阳能低温热水作为辅助热源的太阳能辅助空气源热泵空调,并对该热泵空调进行了低温工况性能测试。实验结果证明,当室外环境温度低至-15℃时,太阳能辅助空气源热泵空调与单一空气源热泵空调相比,系统性能得到明显改善,COP提高50%以上。     

地源热泵空调系统热平衡及土壤温度分布实验研究

本文利用地源热泵空调系统的全年运行实验结果,研究了地埋管换热器与周围土壤的热量交换以及土壤的温度变化。实验结果与理论计算表明,由于采用热回收技术,该系统可减少33．7％的热量排放。连续运行一年后,土壤的平均温升为0．7℃,解决了夏热冬冷地区地源热泵空调系统的土壤热平衡问题。     

Evaluation on the heat transfer performance of a vertical ground U-shaped tube heat exchanger buried in soil–polyacrylamide

Ground source heat pump (GSHP) systems have been applied widely because of their environmental-friendly, energy-saving, and sustainable nature. In this work, heat transfer performance of a single vertical small-scale U-shaped tube ground heat exchanger under hot climatic condition is addressed considering the influences of inlet water temperature, Reynolds number, and backfill materials (raw soil; soil–polyacrylamide (PAM) blend (0.27% blending ratio for PAM). The backfill materials had an important effect on the heat transfer of the ground heat exchanger. At an inlet water temperature of 45°C and Reynolds numbers of 3104 and 4656, the temperature drops of water in the tube in the soil–PAM blend increased by about 0.3 and 0.4°C compared to that in the raw soil. Within Reynolds number from 3104 to 6208, the average surface heat transfer coefficients of the water in the tube in the soil–PAM blend and raw soil at an inlet water temperature of 45°C were 411 and 231 W m^?2K^?1, respectively. The results suggest that adding the PAM into soil can be an effective manner for enhancing the heat transfer of the ground heat exchanger. The dimensionless surface heat transfer correlation of the water in the U-tube heat exchanger in the soil–PAM blend was obtained. The model could better fit the experimental data within ±10% deviation.     

小型空气源热泵热水机组实验研究

针对目前空气源热泵热水器存在的问题,建立了以制冷剂R134A为工质的实验台进行实验研究,在不同的环境温度、供水温度的不同、制冷剂的种类、制冷剂流量的大小、制冷剂的充注量的多少、换热器和压缩机及节流装置等因素影响下得出数据.通过分析空气源热泵的工作原理和实验装置,提出了提高空气源热泵热水器性能的优化措施,为设计高效热泵热...     

水蒸气超高温热泵系统的实验研究

近年来以低温室效应(GWP)的制冷剂的蒸汽压缩式高温热泵一直是余热回收领域的研究热点。为获得更高的输出温度,本课题组搭建了一台采用自然工质水作为循环冷媒的超高温热泵样机并进行了实验测试。实验结果表明蒸发温度为80℃,冷凝温度从115℃升至145℃时,热泵的COP从4.88降至1.89。在85℃蒸发,117℃冷凝时,最高COP为6.1,制热量为285 kW,同时在85℃蒸发时,该热泵的最高冷凝温度可达到150℃,此时COP为1.96。在相同的温升下,热泵的COP和卡诺效率都随着输出温度的升高而增加,因此我们认为该热泵更适合高温输出的应用场合。     

地源热泵地下换热系统的实验研究

地源热泵地下换热系统对于地源热泵系统的稳定运行和地源热泵系统的投入成本起着关键的作用.为了对地下换热系统换热效果和周围土壤的温度场进行实验研究,我们在北京工业大学高科技能源楼建立了一套包含60套不同结构地下换热系统的实验台.利用温度及流量测试装置获得运行过程中温度变化并计算换热量,探求不同结构地下换热系统的换热情况.本实验台还可以收集系统运行过程中地下换热系统的传热温度扩散半径,实验系统不仅为地源热泵的设计提供了数据,而且为地源热泵的深入研究提供了平台.本文给出的部分实验结果证明,根据当地地质情况、负荷需求及系统运行模式配置能源井是至关重要的.     

Performance and Exergy Analyses of a Solar Assisted Heat Pump with Seasonal Heat Storage and Grey Water Heat Recovery Unit

The main research objective of this paper was to compare exergy performance of three different heat pump (HP)-based systems and one natural gas (NG)-based system for the production of heating and cooling energy in a single-house dwelling. The study considered systems based on: 1. A NG and auxiliary cooling unit; 2. Solely HP, 3. HP with additional seasonal heat storage (SHS) and a solar thermal collector (STC); 4. HP with SHS, a STC and a grey water (GW) recovery unit. The assessment of exergy efficiencies for each case was based on the transient systems simulation program TRNSYS, which was used for the simulation of energy use for space heating and cooling of the building, sanitary hot water production, and the thermal response of the seasonal heat storage and solar thermal system. The results show that an enormous waste of exergy is observed by the system based on an NG boiler (with annual overall exergy efficiency of 0.11) in comparison to the most efficient systems, based on HP water–water with a seasonal heat storage and solar thermal collector with the efficiency of 0.47. The same system with an added GW unit exhibits lower water temperatures, resulting in the exergy efficiency of 0.43. The other three systems, based on air–, water–, and ground–water HPs, show significantly lower annual source water temperatures (10.9, 11.0, 11.0, respectively) compared to systems with SHS and SHS + GW, with temperatures of 28.8 and 19.3 K, respectively.     

基于带闪蒸器的空气源热泵热风机试验性能研究

本文针对带闪蒸器的空气源热泵热风机的性能进行了测试、对比及数据分析,研究结果表明,随着室外环境温度在7℃-20℃之间下降时,两款热泵耗电量都在逐渐增加,带闪蒸器的空气源热泵热风机相较普通空气源热泵热风机的COP下降有变缓趋势,当室外环境温度为-12℃时,带闪蒸器的空气源热泵热风机的COP为2.43,而普通空气源热泵热风机为2.30;在-20℃时,带闪蒸器的空气源热泵热风机COP为2.15,普通空气源热泵热风机COP已降至1.98;带闪蒸器的空气源热泵比不带闪蒸器的空气源热泵性能提高大概8.6%左右。     

非共沸混合工质自复叠热泵循环试验研究

单级压缩式热泵冷凝温度与蒸发温度之差一般为40~50℃,非共沸混合工质自复叠循环具有工作温差大的优点,将其应用于热泵循环,则可产生较大的供热温差。该文通过搭建一个空气源自复叠热泵实验台,利用NIST公司的制冷剂物性数据库Refprop7,绘制出了混合工质的温度-浓度图。经过实验,分析了自复叠热泵循环工作温差的影响因素,得出了自复叠热泵气液分离器简单分离对增大工作温差的作用有限,增加工质的相对挥发度也不能显著改善热泵的运行性能等结论。并进一步得出了增设分凝设施可显著增大工作温差的结论。