太阳能与热泵结合供热采暖工程研究
- 格式:pdf
- 大小:270.85 KB
- 文档页数:2
太阳能与热泵结合供热采暖工程研究郝俪娟摘要:当今时代,全球化特征愈加明显,中国进入了转型时期。
在这个阶段中我们不仅要加快我们的经济建设,同时还要抓我们的生态环保建设。
但这不仅是中国在行动,事实上全球已经有很多国家开始发展低碳经济,注重以清洁能源为主的新能源开发。
尤其是现在因为全球的能源储存都比较紧张,尤其是化石燃料更是不断减少。
在这种情况下,太阳能无疑是我们现在能够开发并使用的新能源之一。
关键词:太阳能;热泵;供热采暖引言大量化石能源消耗带来的资源枯竭和环境问题已不断引起各国的重视,其中大气中CO2浓度升高带来的全球气候变化已成为不争的事实,特别是近年来引起了全世界范围的高度关注。
可持续发展思想逐步成为国际社会共识,可再生能源作为替代能源开发利用受到世界各国的高度重视,许多国家将开发利用可再生能源作为能源战略的重要组成部分,提出了明确的可再生能源发展目标,制定了鼓励可再生能源发展的法律和政策,可再生能源得到迅速发展。
在建筑行业中,太阳能由于其取之不尽、廉价、清洁无污染等特点而得到广泛应用。
1太阳能热泵结合供暖系统工作原理太阳能热泵系统,是通过系统辅助装置利用太阳能的热泵系统。
太阳能热泵主要被应用于建筑供暖领域,同时也包括企业或工厂用热需要。
目前太阳能热泵系统技术由于系统灵活、利用性能较强,同时具备较良好的经济效益,在未来的商业发展中有较广的应用前景。
太阳能热泵遵循的是卡诺循环原理,在系统运行过程中,由于有双泵系统的支撑,因此能实现持续供热,系统更加稳定。
在有太阳辐射的情况下,可进行能源的直接利用;在无直接太阳辐射的情况下,可通过系统转换为空气能热泵进行制热。
太阳能热泵中的制冷剂工质,吸收太阳能与空气能后,对制冷剂蒸气进行冷凝放热,再通过热力膨胀阀与蒸发器,对冷凝液进行降压降温并蒸发。
在太阳能热泵系统的运行中,不断将太阳能与空气能循环利用,是当下供暖系统研发中的重要技术。
2太阳能热泵复合系统2.1太阳能-水源热泵系统因为太阳能不是全天不间断的,因为我们还必须要考虑在出现各种情况以后,该系统还能够实现供暖。
空气源热泵+太阳能热水系统的效益研究随着环保意识的日益增强,可再生能源的利用成为了人们关注的热点话题。
在能源利用方面,空气源热泵和太阳能热水系统被广泛认为是两种环保高效的系统。
本文将结合实际情况,对这两种系统的效益进行研究。
一、空气源热泵的优势空气源热泵是一种以空气为热源的热水系统,通过压缩机对低温热能进行提升,达到加热水的效果。
它具有以下几个优势:1. 环保节能:空气源热泵的能源主要来源于空气,不需要燃料燃烧,不会产生二氧化碳等有害气体,是一种环保的能源利用方式。
它的能效高,能够将低温的热能提升至高温,节约能源消耗。
2. 稳定可靠:空气源热泵的运行稳定可靠,不会受到季节和地域的限制。
无论是在寒冷的冬季还是炎热的夏季,空气源热泵都可以正常工作。
3. 节省空间:与传统锅炉系统相比,空气源热泵可以节省大量的安装空间,它的主要设备安装在室外,不占室内空间,对于有限空间的城市住宅来说,是非常理想的选择。
二、太阳能热水系统的优势太阳能热水系统利用太阳能热能对水进行加热,是一种绿色环保的热水系统。
其优势有:1. 节能环保:太阳能热水系统主要利用太阳能进行加热,不需要其他外部能源,因此是一种节能环保的热水系统。
它的运行过程中不会产生废气、废水等污染物,对环境友好。
2. 长期使用:太阳能是一种免费的能源,不需要额外的能源消耗。
在适宜的气候条件下,太阳能热水系统可以长期稳定地提供热水。
3. 维护成本低:太阳能热水系统的维护成本相对较低,一旦安装好后,基本上不需要进行其他额外的支出,相比其他热水系统具有经济性。
三、空气源热泵与太阳能热水系统的结合在实际的应用中,往往需要结合多种能源系统来满足不同需求。
空气源热泵和太阳能热水系统可以通过结合使用,发挥各自的优势,达到更高的效益。
具体表现在以下几个方面:1. 能源互补:空气源热泵和太阳能热水系统的工作原理不同,可以相互补充,有效利用两种能源,提高能源利用率。
2. 稳定性增强:太阳能热水系统受到天气影响,阴雨天气时供热能力减弱,而空气源热泵可以作为补充,在不同气候条件下保证热水供应的稳定性和连续性。
热泵与太阳能的协同供暖技术研究随着环保理念的不断普及,越来越多的人开始关注如何降低能源的使用和减少二氧化碳的排放。
在这一方面,热泵和太阳能逐渐成为了主流的能源替代品。
热泵和太阳能都具有高效省电,环保的特点。
然而,热泵和太阳能各自存在一些局限性,无法完全替代传统的供暖体系。
因此,如何将热泵与太阳能相结合,在实现高效省电的同时,保证供暖舒适成为了热泵与太阳能技术研究的热点问题。
一、热泵和太阳能的原理和优势1. 热泵原理和优势热泵是一种将低温热能转换为高温热能的装置,它利用空气、水或土壤中的低品位热能,通过制冷剂循环系统的工作,提供高品位的热能。
相比传统的电加热设备,热泵具有显著的优势:(1)省电节能:热泵需要消耗少量电能和机械工作,就可将水或空气中的低温热能转化为高温热能。
(2)环保健康:热泵无烟无尘,无排放损害环境,也无需要燃料的使用,不会产生危险的气体和废弃物。
2. 太阳能原理和优势太阳能是利用太阳能转化为有用能源的一种技术。
在太阳能利用技术中,常用的是光伏发电技术和太阳能热利用技术。
与传统的燃料供能相比,太阳能具有以下优势:(1)清洁环保:太阳能利用过程中不会产生任何的废气污染和温室气体排放,是非常环保的一种能源。
(2)无限可再生性:太阳能是源源不断的可再生能源,不会耗尽,因此使用寿命非常长。
而且太阳能的分配非常均匀,不会因为天气的变化而影响供能。
二、热泵太阳能协同运用技术1. 热泵太阳能协同供暖技术原理热泵与太阳能的协同供暖技术,是指利用热泵在供暖需求峰值时期增强供热能力,利用太阳能在接近阳光充足时节增加供热能源,从而达到更加高效节能的供暖目的。
2. 热泵太阳能协同运用技术实现方案针对目前热泵和太阳能应用过程中存在的一些问题,如单一技术应用效果不尽人意和供热报废率较高等问题,需要采用综合技术协同应用来达到更高效的供暖目标。
通过热泵技术在寒冷天气下仍然能够维持供暖需求的功率需求,采用太阳能技术在日照充足时为系统提供可靠的能源,舒适可靠实现供暖目标。
太阳能及热泵热水工程方案一、引言随着人们对环保节能的重视,太阳能和热泵热水系统成为了热水设备领域的热点。
本工程方案将介绍太阳能及热泵热水系统的特点、结构、工作原理和设计方案,并结合实际工程案例进行详细分析。
二、太阳能热水系统1. 特点太阳能热水系统是利用太阳能对水进行加热的系统。
其主要特点包括:环保节能、可再生能源、零排放、适用于多种气候条件等。
2. 结构太阳能热水系统由太阳能集热器、储水箱、管道和控制系统组成。
太阳能集热器是核心部件,其通过吸收太阳能并将其转换为热能,供给储水箱中的水进行加热。
管道用于将加热后的水输送到使用点,控制系统则用于监控和控制系统运行状态。
3. 工作原理当太阳能集热器受到太阳辐射照射时,集热器表面的吸热涂层将太阳能转换为热能,通过集热器内部的管道将其传递给储水箱中的水,将水进行加热。
当水温达到一定程度时,通过管道将热水输送到使用点,供给人们生活、洗浴等等。
4. 设计方案在设计太阳能热水系统时,需要考虑综合利用太阳能资源、系统的稳定性和经济性,并且需要根据不同的使用场所和需求量进行合理的设计和配置。
例如,在单户住宅中,可以根据屋顶面积和日照时间来确定集热器的数量和尺寸,以及储水箱的容量和加热管道的布局等。
三、热泵热水系统1. 特点热泵热水系统是利用热泵技术对水进行加热的系统。
其主要特点包括:高效节能、多种能源适配、环保无污染等。
2. 结构热泵热水系统由热泵主机、储水箱、管道和控制系统组成。
热泵主机是核心部件,其通过吸收低温热能并将其转换为高温热能,供给储水箱中的水进行加热。
管道用于将加热后的水输送到使用点,控制系统则用于监控和控制系统运行状态。
3. 工作原理热泵主机利用低温热源(如空气、地下水、地热等)的热量,通过压缩作业使其温度升高,然后将高温热能转移给储水箱中的水,将水进行加热。
当水温达到一定程度时,通过管道将热水输送到使用点,供给人们生活、洗浴等等。
4. 设计方案在设计热泵热水系统时,需要考虑热源的选择、热泵主机的型号和规格、系统的运行稳定性和经济性,并且需要根据不同的使用场所和需求量进行合理的设计和配置。
太阳能与空气源热泵联合采暖探讨(全文)摘要:太阳能作为一种能源和动力加以利用,至今已有300多年历史。
作为最清洁的能源之一,目前在我国,利用太阳能加热生活热水的技术相对成熟,使用率较高。
但由于太阳能具有分散性、不稳定性及效率偏低的缺点,在居民采暖使用方面发展缓慢。
结合太阳能存在的特点,需要选择另一种合适的热源,作为保证太阳能采暖系统正常运行的保证。
本文就空气源热泵作为太阳能辅助热源系统进行了分析,在设计匹配上同时考虑初投资及运行成本,尽可能扬长避短,充分发挥太阳能和空气源热泵的优势。
关键词:太阳能;空气源热泵;联合采暖中图分类号:TK511文献标识码: A我国大气环境形势日益严竣,冬季供暖时期尤为严重。
目前我国冬季采暖仍以燃煤锅炉为主要热源,冬季以臭氧、细颗粒物(PM2.5)和酸雨为特征的区域性复合型大气污染格外突出,区域内大范围同时出现空气重污染现象的频次日益增多,严重制约社会经济的可持续发展,威胁人民群众身体健康。
因此,大力推进清洁能源在冬季采暖中的利用,加快淘汰落后产能,大幅削减污染物排放量,是改善区域大气环境的有效途径。
太阳能作为最节能、最清洁的能源,利用太阳能光热采暖是节能减排,减少雾霾的有效途径之一。
我国是太阳能光热产业大国,是世界上太阳能资源最丰富的地区之一,但目前太阳能的利用还是偏重用于生活用热水的制取上,用于采暖还没有很大的推广。
太阳能光热具有普遍、巨大、无害、长久等众多优点的同时也具有集热器占地面积大、且分散性、不稳定性、初始投资高及效率偏低的缺点。
因此,需要积极的寻求一种节能环保的技术,与太阳能联合应用达到供暖的目的。
热泵技术无疑成为很好的选择。
其中,空气源热泵相对其他形式热泵,对场地、安装地区地质、地下水量等硬性环境条件没有过多要求,成为与太阳能光热采暖最佳的辅助热源。
一、太阳能+空气源热泵联合运行模式太阳能+空气源热泵系统是目前最先进、最节能的中央热水加热方式。
不仅可以满足生活热水需求,而且可以提高系统温度进行房屋采暖。
基于热泵技术的太阳能热水系统研究一、引言随着环保理念的不断普及,人们越来越重视太阳能利用。
太阳能热水系统作为利用太阳能的一种主要形式,广泛应用于各种领域。
在传统的太阳能热水系统中,常常会存在一些问题,比如受气候条件限制、季节性问题等。
为了克服这些问题,可以采用基于热泵技术的太阳能热水系统来提高系统的效率和稳定性。
二、热泵技术的基本原理热泵技术是利用可再生能源从环境中吸取低温热能,经过压缩加热提高热能质量,输出高温热能的一种技术。
其基本原理是通过蒸汽压缩循环来实现低温热能向高温热能的转化过程,具体而言,其过程包括以下几个步骤:1.制冷剂在蒸发器内与周围低温环境接触吸收低品质热能,从而气化为蒸汽。
2.压缩机将低压、低温、低品质制冷剂压缩为高压、高温、高品质制冷剂。
3.制冷剂在冷凝器内与周围高温环境接触,释放出高品质热能,从而冷凝为液态。
4.节流阀降低制冷剂的压力,使其回到低压低温的状态,从而可以再次在蒸发器中进行吸热作用。
三、基于热泵技术的太阳能热水系统研究基于热泵技术的太阳能热水系统主要由太阳能采集器、热泵及储水箱三部分组成。
其工作原理是太阳能采集器将太阳能转化为热能,然后通过热泵将其进一步加热,最终存储于储水箱中,供人使用。
具体而言,其工作流程如下:1.太阳能采集器收集太阳能并将其转化为低品质热能。
2.低品质热能通过热泵进行加压加热,提高品质。
3.加压加热后的高品质热能通过传热管流入储水箱中。
4.当有人使用热水时,可以通过热水循环管将热水导出进行使用。
基于热泵技术的太阳能热水系统相比于传统太阳能热水系统,具有以下优点:1.热泵技术可以将低品质低温的太阳能转化为高品质的高温热能,提高了系统工作效率。
2.基于热泵技术的太阳能热水系统在低温环境下仍可正常工作,克服了季节性问题。
3.储水箱设计合理,能够储存足够多的热水供人使用。
4.基于热泵技术的太阳能热水系统使用过程中,可以大大降低能源的消耗量,节能环保。
太阳能—蓄热与地源热泵供热水系统的TRNSYS模拟与研究共3篇太阳能—蓄热与地源热泵供热水系统的TRNSYS模拟与研究1太阳能—蓄热与地源热泵供热水系统的TRNSYS模拟与研究随着能源环境的改变,对于可再生能源的需求与使用正越来越高。
太阳能成为了当代最主要的一种绿色能源之一,也成为了很多科技公司、研究院所等单位的研究焦点。
太阳能的应用已经从传统的发电领域扩展到了其他诸多领域,其中太阳能供热领域也越来越受到人们的关注。
在太阳能供热领域中,太阳能—蓄热与地源热泵供热水系统得到了广泛的应用。
本文将介绍太阳能—蓄热与地源热泵供热水系统的TRNSYS模拟与研究。
一、太阳能—蓄热与地源热泵供热水系统的介绍太阳能—蓄热与地源热泵供热水系统主要由太阳能集热器、热水储罐、地源热泵、水泵、换热器等组成。
太阳能集热器吸收太阳辐射的能量,将能量转化为热能,通过管道将热能输送到热水储罐中进行储存。
当太阳能集热器收到的太阳辐射不足时,地源热泵会自动开启进行补充供热,并将所供的热量输送到热水储罐中,以保证供热水系统的正常运行。
太阳能—蓄热与地源热泵供热水系统与传统的热水系统相比有以下优势:(1)使用太阳能等可再生能源作为主要供能来源,节能环保;(2)可以自动检测太阳辐射,自适应调节;(3)能够进行热能的储存,随时调用热能。
二、TRNSYS模拟太阳能—蓄热与地源热泵供热水系统TRNSYS是一个专业的建筑能源分析软件,主要用来进行建筑能耗计算、系统设计和分析等。
在太阳能—蓄热与地源热泵供热水系统的设计与优化过程中,TRNSYS的应用可以对系统参数和运行状态进行分析、优化和改进。
在太阳能—蓄热与地源热泵供热水系统的TRNSYS模拟中,需要对系统各个部分进行建模。
首先需要对太阳能集热器进行建模,计算集热板面积、箱体材料、传热管道参数等。
然后需要进行热水储罐的建模,计算罐体的材料、容积、热损失等。
接下来需要进行地源热泵的建模,包括压缩机、膨胀阀、换热器、管道等参数的计算。
太阳能-空气源热泵复合系统供暖性能研究发布时间:2021-12-16T02:21:29.811Z 来源:《房地产世界》2021年13期作者:张岩[导读] 当采用辐射地暖末端供暖时,太阳能热泵联合供暖时COP由热泵单独供暖的2.67提升至3.89,联合供暖费用是热泵独立供暖费用的57.1%,在不同天气情况下均证明了该系统在某地区的节能性和经济性。
身份证号码:37142819881029xxxx 摘要:随着生态环境的不断恶化,我国越来越重视绿色环保的观念,本文将太阳能集热与空气源热泵结合,在某地区针对辐射地暖和风机盘管两种换热末端的供暖特性进行实验对比和模拟验证,结果表明辐射地暖温度场均匀,具有更好的热舒适性。
当采用辐射地暖末端供暖时,太阳能热泵联合供暖时COP由热泵单独供暖的2.67提升至3.89,联合供暖费用是热泵独立供暖费用的57.1%,在不同天气情况下均证明了该系统在某地区的节能性和经济性。
关键词:风机盘管;太阳能;空气源热泵;联合供暖引言目前,随着绿色建筑、建筑节能的不断普及,将太阳能热利用与空气源热泵技术有机结合,构成太阳能/空气源热泵系统,其开拓应用引起广泛关注。
它主要有直膨式、串联式、并联式和双热源式4种组合形式。
国内外的研究最早主要集中在直膨式太阳能/空气源热泵复合热水系统,随着发展研究投入,至当前各地区对串联式太阳能/空气源热泵复合热水系统应用较少且偏集中于寒冷地区,并联式系统应用研究相对较多,双热源式系统虽然理论研究颇多,但由于过于复杂和成本高造成实用性差。
1.概述本文设计的太阳能热泵复合系统原理图如图1所示,由太阳能集热部分、空气源热泵以及室内换热末端3部分构成。
选用非直膨并联形可以保证热泵模块的相对独立,具有更高的能效,且并联式系统对热泵改动少,便于维护和修理。
太阳能集热模块由太阳能集热器、电磁阀、变频循环泵和太阳能集热水箱组成,空气源热泵主要由变频压缩机、四通换向阀、翅片管换热器、电子膨胀阀以及内含换热器的热泵集热水箱构成,主要作用是在太阳辐射不足的条件下完成制热蓄热供热。
太阳能-空气源耦合热泵系统探究一、引言近年来,随着能源危机的日益突显和环境问题的不息加剧,人们对于可持续能源的探究与开发日益重视。
太阳能及热泵被广泛视为解决能源和环境问题的重要途径之一。
太阳能是最为广泛和潜力最大的可再生能源之一,而热泵则是一种高效节能的供温顺制冷技术。
将太阳能与热泵相耦合,可以进一步提高能源利用效率,缩减对传统能源的依靠,具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、太阳能-空气源耦合热泵系统的原理太阳能-空气源耦合热泵系统是将太阳能集热器与空气源热泵系统相结合,利用太阳能的热量和空气源热泵的工作原理,实现热能的收集和高效转换。
该系统主要包括太阳能集热器、空气源热泵、储热装置、输配系统和控制系统等组成。
太阳能集热器主要用于收集太阳能热量,通过对太阳辐射的吸纳和转换,将太阳能转化为热能。
常见的太阳能集热器有平板式、真空管式和塔式等,其工作原理大致相同,即利用太阳辐射将热能转化为流体的热量。
空气源热泵是将环境空气中的热量转移到室内或室外,实现供暖、制冷和热水等功能。
其工作原理是通过压缩机、膨胀阀、蒸发器和冷凝器等组件的协同作用,实现热能的传递和转换。
在空气源热泵系统中,环境空气作为热源,通过蒸发器中的制冷剂吸热,经压缩机的压缩,高温高压蒸汽进入冷凝器释放热量,并通过膨胀阀降温柔蒸发器吸热循环。
储热装置用于储存从太阳能集热器和空气源热泵中收集的热能,在需要时向建筑物供应热量。
常见的储热装置有水箱、蓄热墙和地源换热器等。
输配系统将热能从储热装置输送到建筑物的不同用热系统中。
控制系统通过对太阳能集热器、空气源热泵、储热装置和输配系统等的控制,实现系统的稳定运行和节能控制。
三、太阳能-空气源耦合热泵系统的优势与应用太阳能-空气源耦合热泵系统具有以下几个优势:1. 高效节能:太阳能的利用和热泵的工作原理相结合,可实现热能的高效收集和转换,显著提高能源利用效率,达到节能减排的目标。
2. 多功能:该系统既可以实现供暖,又可以实现制冷和热水等多种功能,在满足不同季节和不同需求的同时,提高了整体能源利用效率。
论太阳能与空气源热泵双热源联合热水系统的应用摘要:由于中国能源生产技术较低,能耗较多,社会资源效率又很低下,进而加重了中国的资源匮乏。
目前,虽然中国的所有建筑物都还没有达到节能水平,但在建筑物施工活动与应用过程中直接与间接耗费的资源,均超过了全部社会资源的总量一半以上,为解决我国当前的能源危机,节能减排,新型能源技术的合理发展和使用已受到了全球重视。
关键词:太阳能;空气源热泵;双热源联合热水系统近年来,各种能源应用形式频出,供能系统出现了一个非常重要的趋势就是“从单一能源到多能源互补”,主要表现为太阳能与空气源、浅层地能、燃气、电、生物质能等能源互补使用。
1太阳能与空气源热泵双热源联合热水系统应用的重要价值1.1节能环保太阳能和空气源热泵都是可再生能源,利用它们作为热源可以减少对传统能源的依赖,降低能源消耗和碳排放,有助于保护环境和减缓气候变化。
1.2能源多样化双热源联合利用太阳能和空气源热泵可以提高系统的可靠性和稳定性。
当天气条件不适合太阳能供热时,可以通过空气源热泵提供热水,确保系统的正常运行。
1.3经济效益太阳能和空气源热泵的投资和运行成本相对较低,可以降低热水供应的费用。
此外,根据当地政府的政策和补贴,安装太阳能和空气源热泵系统还可以享受到一定的经济补贴和税收减免。
1.4可持续发展太阳能和空气源热泵是可持续的能源形式,通过它们提供热水可以实现能源的可持续利用。
这有助于推动社会的可持续发展和能源转型。
综上所述,太阳能与空气源热泵双热源联合热水系统具有节能环保、能源多样化、经济效益和可持续发展等重要价值,对于促进清洁能源的应用和推动可持续发展具有积极意义。
2太阳能与空气源热泵双热源联合热水系统应用的常见问题2.1天气条件不佳太阳能依赖于阳光进行发电和供热,如果天气阴雨连绵或冬季阳光照射不足,太阳能供热效果会受到影响。
此时,空气源热泵可以作为备用热源,但其效率可能会降低。
2.2空间限制太阳能需要安装在宽敞的屋顶或地面上,以获取足够的太阳能。
一、太阳能与地水源热泵结合技术原理1、地源热泵概述地源热泵系统是随着全球性的能源危机和环境问题的出现而逐渐兴起的的一门热泵技术,上世纪七十年代能源危机的爆发,促使地源热泵系统研究得到了突飞猛进的发展,并逐渐用于实例当中。
地源热泵系统由于具有节能效果好,环保效益高、合理使用可再生的浅层低位能等优越性,成为了传统暖通空调与热水供应的优良替代技术,地源热泵技术克服了传统暖通空调和热水供应中能源的单向性、能耗高、污染环境等问题,真正达到了人与自然和谐相处的境界。
地源热泵技术有着突出的技术优点:高效、节能、环保、无污染。
地源热泵系统在冬季供热时,不需要锅炉或任何辅助电加热,而且经过设计的地源热泵系统还可以做到一机三用——供热、供冷、提供生活热水。
它不但系统简单操作时仅需一个人就可以完成且维护与运行费用低。
系统的使用年限在五十年以上,机组的时候寿命也可以达到20年,这是家用空调和其他供暖系统所不能达到的。
2、地水热泵的基本原理地源热泵是利用浅层低能进行供热与供冷的新型能源利用技术。
利用水与地能(地下水、土壤或地表水)进行冷热交换来作为供热或供冷的冷热源。
简单的来说就是利用埋在地下的管材设备在冬季时提取地下深处中的“热量”,供给室内采暖。
相反夏季则是把室内的热量取出,重新返还到地下,最后满足冬季和夏季中需要的暖气和冷气。
水源热泵系统与地源热泵系统工作原理基本相同,不同的是取源方面水源系统从热源上可以有城市污水源、工业尾水源和地下水资源的区别,水资源热泵系统作为地缘系统的一种形式,通过水源热泵机组可将江水或原生污水、工业尾水中难以利用的低品位热能提取出来,经过系统的优化整合以后实现对建筑物的供热或制冷。
采用水源热泵系统供暖可实现电热转换率可达到300—400%,即使考虑到发电热效率为33%,其总体转换效率也达到了100—133%,远高于区域锅炉房集中隔热系统,在夏季作为空调使用可比传统空调降低30—40%的制冷电能耗,机房的占地面积仅有锅炉系统的1/3,不需储煤和堆渣场地等。
太阳能与地源热泵相结合的采暖系统应用研究摘要:本文介绍了目前太阳能与地源热泵相结合的采暖系统的研究和发展状况,针对不同地区所采用的不同的结合方式,强调太阳能与地源热泵相结合的巨大优势和节能潜力,期望这种采暖系统能够取得长足发展。
关键词:太阳能地源热泵采暖一,太阳能地板辐射采暖系统的优势和局限地板辐射采暖是我国上世纪六十年代开始研究,本世纪初开始迅速发展的采暖系统。
地板辐射采暖相较传统的散热器采暖,其主要优点如下:(1)在地面热辐射作用下,直接补偿了辐射负荷,围护结构内表面和室内其它物体表面温度,都比对流采暖高,人体的辐射散热相应减少,人的实际感觉(实感温度)比对流采暖时舒适得多。
(2)室内竖向温度梯度很小,“下热上凉”,人的感觉舒适,且降低围护结构上部热损耗,室内计算温度可比对流采暖低2℃,室内相对湿度优于对流采暖(3)由于地板、外墙、内隔墙和顶棚等建筑构件均有较好的蓄热功能,不但使采暖峰值负荷降低,且使采暖系统的热稳定性大为提高。
(4)这种采暖方式是以辐射传热为主,辐射和对流两种传热方式的综合作用,从而有效提高了热能利用水平。
大量工程实践证明,其能耗比传统对流采暖降低可达15%左右。
不但节能效果显著,而且初投资和运行费均相应降低。
(5)室内空气流速很低,不会出现对流采暖由于空气对流强度高导致的尘埃飞扬,也不会出现对流采暖散热器背后墙面“熏黑”的污染现象。
(6)节省了对流采暖散热器占用的室内有效建筑空间。
(7)其供水温度为40~60℃热水,这种低温热媒的应用,对采暖供热实现节能减排,具有重要意义。
首先,当热水供热管网,为降低热媒输送能耗而加大供回水温差时,采用地板辐射采暖可以使热网回水温度降得更低,提高热网能源利用率。
同时又可使热网末端区域供热效果更易于保障。
其次,40~60℃的水温正好是地埋管地源热泵和太阳能集热系统所能提供的温度范围,正因为如此,地源热泵地板辐射采暖系统和太阳能地板辐射采暖系统已获得不少的应用,并取得了一定的经验。
一、太阳能与地水源热泵结合技术原理1、 地源热泵概述地源热泵系统是随着全球性的能源危机和环境问题的 出现而逐渐兴起的的一门热泵技术,上世纪七十年代能源危 机的爆发,促使地源热泵系统研究得到了突飞猛进的发展, 并逐渐用于实例当中。
地源热泵系统由于具有节能效果好, 环保效益高、合理使用可再生的浅层低位能等优越性,成为 了传统暖通空调与热水供应的优良替代技术,地源热泵技术 克服了传统暖通空调和热水供应中能源的单向性、能耗高、 污染环境等问题,真正达到了人与自然和谐相处的境界。
地源热泵技术有着突出的技术优点: 高效、节能、 无污染。
地源热泵系统在冬季供热时,不需要锅炉或任何辅 助电加热,而且经过设计的地源热泵系统还可以做到一机三 用一一供热、供冷、提供生活热水。
它不但系统简单操作时 仅需一个人就可以完成且维护与运行费用低。
系统的使用年 限在五十年以上,机组的时候寿命也可以达到 20年, 家用空调和其他供暖系统所不能达到的。
2、 地水热泵的基本原理地源热泵是利用浅层低能进行供热与供冷的新型能源 利用技术。
利用水与地能(地下水、土壤或地表水)进行冷 热交换来作为供热或供冷的冷热源。
简单的来说就是利用埋在地下的管材设备在冬季时提取地下深处中的“热量”,供环保、 这是给室内采暖。
相反夏季则是把室内的热量取出,重新返还到地下,最后满足冬季和夏季中需要的暖气和冷气。
水源热泵系统与地源热泵系统工作原理基本相同,不同的是取源方面水源系统从热源上可以有城市污水源、工业尾水源和地下水资源的区别,水资源热泵系统作为地缘系统的一种形式,通过水源热泵机组可将江水或原生污水、工业尾水中难以利用的低品位热能提取出来,经过系统的优化整合以后实现对建筑物的供热或制冷。
采用水源热泵系统供暖可实现电热转换率可达到300—400%即使考虑到发电热效率为33%其总体转换效率也达到了100 —133%远高于区域锅炉房集中隔热系统,在夏季作为空调使用可比传统空调降低30—40%勺制冷电能耗,机房的占地面积仅有锅炉系统的1/3 ,不需储煤和堆渣场地等。
太阳能与空气源热泵耦合供热技术应用研究发布时间:2021-07-22T11:45:48.473Z 来源:《城镇建设》2021年4卷第8期作者:丁忠伟[导读] 清洁供暖是我国大气污染防治工作的重要组成部分,丁忠伟太阳雨集团有限公司摘要:清洁供暖是我国大气污染防治工作的重要组成部分,为充分实现供暖技术的清洁性,充分引导各地的供暖方式向低能耗、低排放的方向发展。
北方农村既有取暖方式主要以污染高的散煤燃烧为主,在浪费大量化石能源的同时,还造成严重的室内外空气污染,故在北方农村推进清洁取暖对降低取暖能耗节约资源有积极影响。
关键词:太阳能;空气源热泵耦合;供热技术;应用研究引言近年来,我国的建筑能耗逐年增加,这也加剧了不可再生能源的消耗和空气的污染。
建筑能耗作为当下的研究热点,一套完善的节能系统的提出已经迫在眉睫。
太阳能集热器一直以清洁无污染著称,其应用得到了广泛的普及,但是在极端工况下很难获得一天所需的热量。
空气源热泵以它的低耗能和高得热为优点,在严寒地区的冬季空气源热泵的结霜将大大降低它的性能。
污水源热泵以污水、废水作为热源的提取端,把余热从中提取出来作为有用的能量来使用,但是热水的使用时间和使用量将大大限制污水源热泵的作用。
1工作原理太阳能与空气源热泵复合式供暖系统由太阳能集热系统和空气源热泵系统构成。
其中,太阳能集热系统为主要的热源系统,其主要作用是将太阳能转换为热能,并进行供暖;而空气源热泵为辅助供暖的设备。
该复合式供暖系统通过设定最优参数及改变工作方式来最大化利用太阳能,从而减少补充热源的利用,以最大程度的实现能源节约。
太阳能与空气源热泵复合式供暖系统供暖时的运行方式包括3种,分别为仅太阳能集热系统运行、仅空气源热泵系统运行,以及太阳能与空气源热泵复合式供暖系统运行。
当太阳辐射强度较高时,太阳能集热系统单独工作;当太阳辐射强度较低,太阳能集热系统不足以满足房间的供暖要求时,空气源热泵也需要同时工作;若遇到阴天无日照时,空气源热泵则需要单独工作。
太阳能热泵供热系统的实验研究太阳能不仅具有取之不尽、用之不竭的特点,还具有零污染性,因此利用太阳能供热成为新世纪能源利用的重要方向。
另一方面,热泵这种节能装置具有高能量品位的特性,可以将具有间歇性的太阳能更好的转化并投入使用。
因此,将热泵技术与太阳能利用技术相结合,可以很好地解决太阳能本身存在的间断性、不稳定性的問题,而且可以节约高品位能量并最大限度的减少环境污染,提高能源利用率。
基于此,本文主要对太阳能热泵供热系统的实验进行分析探讨。
标签:太阳能;热泵;供热系统;实验1、前言开发新能源和节能是寻求能源出路的两大重要途径,太阳能热泵供热系统以其显著的节能性和环保性具有广阔的发展前景。
由于地理位置及气候条件的差异以及经济技术条件的限制,我国只能根据本国国情对国外的研究成果加以借鉴,同时应大力开展国内SAHP系统的研发工作,以推动太阳能热泵技术在我国的推广及应用。
2、太阳能热泵供热系统实验台简介本实验台是在青岛建筑工程学院热泵实验室的原有设备及管路系统的基础上,增加太阳能集热器和蓄热器等设备,并对部分管路进行改造而建成的。
活塞压缩式水—水热泵,美国Copland公司生产,压缩机额定功率为2.2kW,制冷剂为R22;2)12WG-8型管道泵,电机功率为90W,最大扬程为10m,最大流量为20L/min;3)LZB-25型玻璃转子式流量计,d25mm;4)MCE08-787型累积式流量计,d24mm,瑞典产;5)联箱;6)FP-5立式明装风机盘管,风机功率为50W;7)容积式保温水箱,外形尺寸2000×1300×820,内置铜管换热器;8)自行设计的平板型太阳能集热器,单层玻璃盖板,吸热体表面涂无光黑漆,钢制壳体,单台尺寸为1340×1640,共五台,总有效集热面积为10.988m2,集热器朝向正南,倾角可随季节调节(采暖季为52°,非采暖季为38°);9)自行设计的蓄热水箱,外形尺寸1700×1700×1700,净容积为2.106m3,内置低压聚乙烯塑料圆管d32mm×2.5mm,总管长108.8m,散热面积10.94m2。
太阳能辅助供热系统与空气能热泵的结合研究下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改,请根据实际需要进行相应的调整和使用,谢谢!本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,如想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by the editor. I hope that after you download them, they can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!研究表明,随着能源需求的不断增长和对环境保护的日益关注,太阳能辅助供热系统和空气能热泵作为高效能源利用技术受到了广泛关注。
太阳能与热泵结合供热采暖工程研究
发表时间:2019-01-24T11:34:57.493Z 来源:《河南电力》2018年16期作者:郝俪娟[导读] 当今时代,全球化特征愈加明显,中国进入了转型时期。
郝俪娟
(哈尔滨市热力规划设计研究院有限公司黑龙江哈尔滨 150070 哈尔滨工业大学黑龙江哈尔滨 1500001)摘要:当今时代,全球化特征愈加明显,中国进入了转型时期。
在这个阶段中我们不仅要加快我们的经济建设,同时还要抓我们的生态环保建设。
但这不仅是中国在行动,事实上全球已经有很多国家开始发展低碳经济,注重以清洁能源为主的新能源开发。
尤其是现在因为全球的能源储存都比较紧张,尤其是化石燃料更是不断减少。
在这种情况下,太阳能无疑是我们现在能够开发并使用的新能源之一。
关键词:太阳能;热泵;供热采暖
引言
大量化石能源消耗带来的资源枯竭和环境问题已不断引起各国的重视,其中大气中CO2浓度升高带来的全球气候变化已成为不争的事实,特别是近年来引起了全世界范围的高度关注。
可持续发展思想逐步成为国际社会共识,可再生能源作为替代能源开发利用受到世界各国的高度重视,许多国家将开发利用可再生能源作为能源战略的重要组成部分,提出了明确的可再生能源发展目标,制定了鼓励可再生能源发展的法律和政策,可再生能源得到迅速发展。
在建筑行业中,太阳能由于其取之不尽、廉价、清洁无污染等特点而得到广泛应用。
1太阳能热泵结合供暖系统工作原理太阳能热泵系统,是通过系统辅助装置利用太阳能的热泵系统。
太阳能热泵主要被应用于建筑供暖领域,同时也包括企业或工厂用热需要。
目前太阳能热泵系统技术由于系统灵活、利用性能较强,同时具备较良好的经济效益,在未来的商业发展中有较广的应用前景。
太阳能热泵遵循的是卡诺循环原理,在系统运行过程中,由于有双泵系统的支撑,因此能实现持续供热,系统更加稳定。
在有太阳辐射的情况下,可进行能源的直接利用;在无直接太阳辐射的情况下,可通过系统转换为空气能热泵进行制热。
太阳能热泵中的制冷剂工质,吸收太阳能与空气能后,对制冷剂蒸气进行冷凝放热,再通过热力膨胀阀与蒸发器,对冷凝液进行降压降温并蒸发。
在太阳能热泵系统的运行中,不断将太阳能与空气能循环利用,是当下供暖系统研发中的重要技术。
2太阳能热泵复合系统
2.1太阳能-水源热泵系统
因为太阳能不是全天不间断的,因为我们还必须要考虑在出现各种情况以后,该系统还能够实现供暖。
这样就能够提升该系统的使用效率,还可以减少电能的损耗。
尤其是在冬季,这个系统可以通过测试水箱出口的温度来自行选择运行模式,这个模式一共有四种:直接供暖、串联热泵供暖、间接加热源侧水的热泵供暖、水源热泵单独供暖。
接下来将对这几个模式做一个简单的介绍:直接供暖模式:在整个供暖过程中,最开始的时候和最后结束的时候,这两个时期的负荷相对不高,而且太阳能的辐射度在这个时候也很好这个时候的水箱温度也相对较高。
当温度大于最后的供水温度的时候,就可以直接使用太阳能来进行供热,这种情况就可以不使用热泵。
太阳能串联热聚供暖模式:当阳光的辐射强度不是很高的时候,可能会出现虽然水箱出口的温度要比低温热源的温度高,但是水箱出口的温度又比热泵的最高工作温度低的情况。
这个时候就不是直接用太阳能进行供热,而是采用太阳能热泵。
水源热泵单独供暖模式:第三种情况就是当水箱出口的温度比热源在低温模式下的温度还要低的时候,系统就不再通过水箱来供热,而是直接使用热泵蒸发器,通过蒸发器的热量进行供热。
太阳能间接加热源测水的热泵供暖模式:最后一种情况是当水箱出口温度比直接使用太阳能的温度要低,但是又比热泵开始工作的最高温度要高的时候,就会开启间接加热的模式。
主要是水箱的流体通过交换器把热量传导给低温热源,这样就能够提高其通过热泵时候的温度。
2.2太阳能-空气源热泵系统
该系统是以空气源热泵系统作为太阳能热水系统的辅助系统。
主要有太阳能集热器、空气源热泵系统组成。
如图2所示。
(1)当太阳能辐射足够强时,不启用热泵单元,太阳能集热器收集热量直接供给热用户。
(2)当辐射不足或无太阳能可利用时,空气源热泵系统直接对供热水箱中的水加热。
2.3太阳能-地源热泵系统
太阳能—地源热泵系统由太阳能集热器、地热换热器、热泵机组及其它附属设备组成。
太阳能与土壤热的结合具有良好的互补性,地源热泵系统能够弥补太阳能间歇性和不稳定性对整个系统的影响,同时由于地下埋管换热器还可以将日间或夏季富余的太阳能贮存在土壤中,这不仅能起到恢复土壤的温度同时还减小了系统蓄热装置的容量。
提高了系统的能源利用率,加大可再生能源利用。
太阳能热泵系统与常规空调的比较与常规空调相比太阳能热泵系统具有以下二大明显的优点:①运行经济性比常规空调好达到节能目的;②同一套太阳能热泵空调系统可以将夏季制冷冬季采暖和其它季节提供热水结合起来显著地提高了太阳能系统的利用率和经济性。
据测算,利用太阳能热泵机组加热水比用燃气和电热节能约60%~80%,节能效果非常好,太阳能热泵机组的使用寿命一般都在10年以上,用其性价比来分析是非常经济实用的。
我们在强调太阳能热泵空调优点的同时也应看到它目前存在的局限性,因而在推广应用过程中注意解决这些问题,由于太阳能密度较低以及昼夜季节等气候因素的影响,因此要真正用好太阳能热泵空调器供热,应研制高效集热器提高集热效果,降低现有真空管集热器的成本。
可以预见随着太阳能技术及热泵技术的不断提高与开发,用于采暖的太阳能热泵空调器必将成为空调领域的发展趋势,得到越来越多的关注和应用。
图2 太阳能-空气源热泵供暖系统 3太阳能热泵结合供暖系统应用优势
太阳能热泵供暖系统应用广泛,相较传统太阳能直接供热系统而言,太阳能热泵系统的开发还具备其他应用优势,进一步弥补了传统模式分散、不稳定、利用率不高的缺陷。
3.1应用程度更高
结合热泵技术后,系统可利用双热泵进行供热,因此不需要强行规定在晴天使用,同时也不需要受季节的影响,可应用程度更高。
太阳能热泵系统的应用范围较广,不仅可用于居民生活供暖所需,同时对于学校、企业或者酒店等,都可进行有效的供暖与供水,不再局限于传统的家庭式居民生活所需。
3.2客户体验更好
传统太阳能供水供暖大多都是安装在屋顶,太阳能热泵系统能支持屋顶的安装,同时可以放置于地面上,安装方式便利。
对房屋装饰要求较高的用户而言,有更多更便利的选择,提高用户的产品体验度。
3.3计算机智能操控
这项系统的应用可支持现场监控,采用的PLC控制器,可进行计算机远程操控与现场实施模拟。
太阳能热泵采用的智能化系统,让检测人员更容易操控,并且在系统故障时,能通过智能监控及时进行排查。
结语
当前,太阳能是环保节能的新兴可再生能源,利用前景良好,我国企业对太阳能的开发利用范围也逐渐扩大,尤其在供水与供暖方面的应用最广泛。
然而,由于太能能能源的利用尚不稳定,需要结合热泵技术进行新的开发利用。
太阳能热泵系统的开发,改变了传统太阳能供暖分散、效率低下的利用现状,充分提高了太阳能能源的利用率。
在未来的太阳能能源开发利用进程中,相关科研人员仍需继续钻研,研发出更多先进高效的能源利用技术系统,推动我国能源环保事业的发展。
参考文献:
[1]付加庭.太阳能与热泵结合供热采暖工程案例分析[J].中国太阳能产业资讯,2014(11):26-27.
[2]徐淑娟,焦青太.建筑一体化太阳能工程实施中采暖集成系统研究[J].连云港职业技术学院学报,2014,27(4):29-31.
[3]陈红兵,牛浩宇,张磊,等.供热与集热模式下热管式太阳能PV/T热泵系统实验研究[J].可再生能源,2017,35(12):1791-1797.。