狼兽舍土壤源热泵系统运行特性研究

由于动物兽舍洞口为敞开式,围护结构保温性能较差,导致动物兽舍耗热量大,兽舍温度低,为达到兽舍需求的温度,并减少常规能源消耗,文章以狼兽舍为例,通过DeST软件对狼兽舍热负荷进行模拟分析,根据提出的峰值热负荷标准值以及土壤热物性参数计算打井深度及数量。利用TRNSYS软件分别模拟地源热泵系统在井间距5,6,7 m时的系统运行情况和土壤温度变化,结果表明当井间距为5 m和6 m时,土壤温度较低,无法满足系统长时间运行,当井间距为7 m时,土壤温度稳定在14.5℃,源测回水最低温度为6.03℃,供回水温差为4℃左右,系统运行效果最佳。因此对于狼兽舍土壤源热泵系统,满足供热需求的最佳井间距为7 m,井深为100 m,打井数量为20。研究结果为解决兽舍耗热量大,温度低等问题提供了解决方案,应用前景广阔。     

太阳能-生物质能-谷电蓄热联合供暖系统研究

为了提高多种新能源组合供暖的热效率,考察太阳能-生物质能-谷电蓄热联合供暖系统的供暖效果,利用TRNSYS软件中的TRNbuild模块对实验室进行供暖期内逐时热负荷仿真计算,以动态负荷为基础搭建太阳能与生物质锅炉联合供暖系统的TRNSYS 模型,并对仿真结果进行了实验验证。研究结果表明：7种运行模式及控制策略联合互补,实现了各单元在供暖过程中不同时段的协调控制,保证了联合供暖系统的稳定运行;联合供暖系统供水温度从40 ℃升高至60 ℃,其供热效率降低了11.08%,太阳能保证率降低了23.35%;集热器面积从20 m²增大到40 m²时,太阳能保证率增加25.99%,供热效率降低了2.11%;集热水箱容积从1.5 m³增大到4 m³时,太阳能保证率增加8.67%,供热效率增加了4.31%;系统平均供热效率实验值与模拟值误差为4.29%,平均供热指标实验值与模拟值误差为6.15%;联合供暖系统测试日平均温度为19.76 ℃,能够达到寒冷地区冬季供暖室内温度18~24 ℃的采暖要求。联合供暖系统具有良好的热舒适性,研究结果可为北方地区多源互补供热系统工程优化设计提供依据。     

一种清洁能源与市政热网互补的供热系统设计及模拟研究

北方地区的建筑供暖需求随着城市建筑面积的迅速增长而不断增加,而城市热网改扩建缓慢,供热能力不足,距城区较远的新建及改扩建小区的供暖需求面临挑战,并且供暖带来的高能耗及环境污染问题日益严峻。针对此类问题,提出了将太阳能、空气能与传统市政热网相结合、互为补充的清洁能源与市政热网多能互补的集中供热系统,利用TRNSYS软件建立系统模型,设计系统5种不同的运行模式及相应的运行控制策略,并以石家庄市某新建小区为例进行分析。模拟运行结果表明,在整个供暖季中,运行时间较长的是太阳能辅助双热源(水源)热泵供热模式和双热源(空气源)热泵供热模式,清洁能源的供热比例为82.15%,热泵机组效率高,平均COP为4.06,远高于常规的热泵机组。研究结果可为周边供热能力不足的新建及改扩建小区选择供热系统提供参考。     

直膨式太阳能/空气源热泵在独立建筑采暖中的应用研究

为了提高空气源热泵采暖系统的热效率,开发了可同时吸收太阳辐射和空气中热量的直膨式太阳能/空气源热泵（DX-SASIHP）机组采暖系统。利用Matlab软件以多元非线性回归方法建立了DX-SASIHP机组的半经验数学模型,并利用TRNSYS 17软件二次开发功能建立新模块（TYPE 200）,在新模块的基础上建立DX-SASIHP机组和空气源热泵（ASHP）机组采暖系统的地板辐射仿真模型。对DX-SASIHP机组和ASHP机组在典型采暖季中的制热量、耗电功率、COP值和建筑热舒适性指标等进行对比分析,结合实测数据验证了模型的准确性。结果表明： DX-SASIHP机组采暖季月平均制热量相比ASHP机组增长17.15%;采暖季累计耗电量相比ASHP机组下降12.89%;月平均COP值相比ASHP机组增长21.38%。DX-SASIHP机组运行期间可以营造热舒适Ⅰ级的建筑环境,室内温度、PMV和PPD等建筑热舒适指标均优于ASHP机组。研究成果拓展了TRNSYS 17软件的应用范围,验证了DX-SASIHP机组在独立建筑中的实际运行性能和采暖热舒适性效果,可为今后在农村清洁能源采暖中推广DX-SASIHP机组提供理论依据。     

农村户用分体式地源热泵系统运行特性分析及应用——以邯郸地区某示范项目为例

为了解决京津冀地区农村冬季采暖存在的环境污染问题,以邯郸地区示范项目典型农宅为例,提出了一种新型的分体式地源热泵系统。首先,利用TRNSYS软件建立分体式地源热泵系统模型,模拟分析了系统的长期运行特性;再通过费用年值法和污染物排放量计算,对比分析该地区常见的4种采暖方式的经济性和环境效益;最后选出最合理的运行系统。结果表明：1）分体式地源热泵系统运行高效且稳定,运行期间系统COP达3.5以上,热泵机组COP达4.0以上;2）在间歇运行方式下,土壤平均温度一年的降幅为0.8%,十年的降幅为3.6%;3）在4种采暖方式综合对比下,分体式地源热泵系统运行费用较低且环保性较好。分体式地源热泵系统的运行性能研究为户用分体式地源热泵系统在京津冀地区典型农宅的应用推广提供了参考借鉴。