太阳能热泵供暖系统研究综述

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太阳能热泵技术研究

太阳能热泵技术研究

太阳能热泵技术研究一、太阳能热泵技术原理1.太阳能收集:通过太阳能集热器,将太阳能转化为热能。

太阳能集热器分为平板式、真空管式等多种类型,能有效地吸收太阳辐射热能。

2.热泵工作:太阳能热泵系统利用热泵的工作原理,将低温的热能提取,通过压缩机进行加热,提高温度,再通过换热器,将热能传递给水或空气,实现供热或供热水。

3.能量回收:在太阳能热泵系统中,采用热回收装置,将压缩机排放的冷凝热能进行回收利用,提高了热泵的热量转化效率。

二、太阳能热泵技术的应用领域1.供暖领域:太阳能热泵技术可以用于居民楼宇、商业建筑等供暖系统,通过太阳能和热泵的组合利用,实现节能减排。

2.热水领域:太阳能热泵系统可以用于家庭热水供应,通过太阳能的收集和热泵的工作,将太阳能转化为热能,为家庭提供热水。

3.工业领域:太阳能热泵技术可以用于工业生产过程中的热能利用,可以替代传统的燃煤、燃气锅炉,降低能源成本、减少污染。

4.农业领域:太阳能热泵技术可以应用于农业温室,通过太阳能和热泵的协同作用,实现温室的供暖和制冷,提高农业生产效益。

三、太阳能热泵技术的发展前景1.节能减排:太阳能热泵技术能够实现太阳能的充分利用,减少对传统能源的依赖,从而达到节能减排的目的。

2.生态环保:太阳能热泵技术无燃烧过程,无排放物产生,对环境无污染,符合可持续发展的要求。

3.成本降低:太阳能热泵技术可以提供多种能源转化方式,根据不同需求,选择合适的方式,降低能源成本。

4.市场需求:随着人们对可再生能源的关注度不断提高,市场对太阳能热泵技术的需求也在增加,有着广阔的市场前景和商业机会。

综上所述,太阳能热泵技术是一种将太阳能和热泵技术相结合的热能利用技术,其原理是通过太阳能热能的收集和热泵的工作原理,将太阳能转化为可使用的热能,在供暖、热水、工业和农业等领域有着广泛的应用。

太阳能热泵技术具有节能、环保、成本降低和市场需求增加等优势,有着广阔的发展前景。

光伏—太阳能热泵系统及多功能热泵系统的综合性能研究共3篇

光伏—太阳能热泵系统及多功能热泵系统的综合性能研究共3篇

光伏—太阳能热泵系统及多功能热泵系统的综合性能研究共3篇光伏—太阳能热泵系统及多功能热泵系统的综合性能研究1随着能源需求的日益增加和环境保护意识的提高,太阳能作为一种可再生的清洁能源,备受人们的关注。

光伏—太阳能热泵系统和多功能热泵系统是目前比较常见的太阳能利用系统,并且拥有着广泛的应用前景。

因此,本文旨在对这两种系统的综合性能进行研究。

光伏—太阳能热泵系统是一种利用太阳光能产生电能,同时利用太阳辐射提供的低温热能加热水的系统。

系统主要由太阳能电池板、热泵和水箱等部分组成。

太阳能电池板将太阳能转换成直流电,并将其送入家用电器或热泵内。

热泵则利用电能,从外界空气或阳光辐射中吸收热能,将其压缩后传递给水箱中的水,达到加热的目的。

实验表明,光伏—太阳能热泵系统的太阳能转换效率和热能利用效率都比较高,且系统运行稳定,不受气候变化等外界因素的影响。

多功能热泵系统是一种利用空气、水源或地下水的低温热能为能源的热泵。

它通过不同的换热系统,可以用于制热、制冷、加热水以及供暖等多种用途。

多功能热泵系统主要由压缩机、换热器、外部循环管道和控制器等部分组成。

在使用中,多功能热泵系统首先从外界环境中吸收低温热能,将其压缩升温后传导到不同的换热系统中,实现不同的热能转化过程。

对比两者的综合性能,可以发现,光伏—太阳能热泵系统的优点在于可以利用太阳能光伏板产生的电能,从而减轻电网负荷,同时还能利用环境低温热能为水加热,实现多种功能的应用。

而多功能热泵系统则具有较高的热能转换效率,可以较好地适应不同的气温环境,且操作简单,易于调节。

因此,在实际应用中,可以根据不同的需求和特点选择适宜的系统。

不过,无论是光伏—太阳能热泵系统还是多功能热泵系统,在实际使用中,也存在着一些问题和难点。

其中光伏—太阳能热泵系统主要存在电池板转换效率低和系统性能与使用环境相适应的问题。

而多功能热泵系统则存在着能耗较大、设备体积较大等问题。

因此,在未来的研究中,需加强对这些问题的解决和技术创新,提升两者的综合性能和稳定性。

太阳能光伏与集热式热泵联合供暖系统设计研究

太阳能光伏与集热式热泵联合供暖系统设计研究

太阳能光伏与集热式热泵联合供暖系统设计研究一、前言在传统能源极度短缺的今天,太阳能光伏和集热式热泵系统的应用越来越受到人们的关注。

其中太阳能光伏系统以光伏发电为主要功能,而集热式热泵系统则是将环境中的热能转化为室内供暖能源。

本文主要研究太阳能光伏与集热式热泵联合供暖系统设计。

在系统设计中,光伏和热泵在供暖过程中相互协作,以有效地提高系统的供暖效果和经济效益。

二、太阳能光伏系统介绍太阳能光伏系统是通过光伏板吸收太阳能将其转化为电能的系统。

光伏板的主要构成材料是硅,它是一种半导体材料,能够将太阳能转化为电能。

光伏板可以单独使用,也可以与电网连接使用。

在光伏板与电网连接时,系统可以将光伏板所产生的电能直接输入电网,使得系统发电更加高效。

太阳能光伏系统的优点是可以采用零排放的方式获取电能,节约能源和降低环境污染。

同时,该系统还可以降低电费,实现经济效益。

三、集热式热泵系统介绍集热式热泵系统是利用室外环境中的热量,通过热泵技术将热量转换为室内供暖能源的系统。

系统包括集热、压缩、冷凝三大部分,通过这三部分的相互协作能够有效地为室内供暖。

集热式热泵的主要优点是能够在充分利用热能的同时,降低热能的排放,减小对环境的污染。

此外,该系统还能够减少室内供暖的能耗,节约能源和降低费用。

四、太阳能光伏与集热式热泵联合供暖系统设计1. 系统结构太阳能光伏与集热式热泵联合供暖系统的结构包括太阳能光伏板、集热器、热泵、室内供暖器、水箱、水泵以及管道等。

太阳能光伏板、集热器和热泵安装在室外,在采集到太阳能和环境热能后,将其转化为热能并将其送入热泵。

室内供暖器通过热泵将热量输送至室内,提供供暖功能。

同时,水箱和水泵可用于调节系统温度和流量。

2. 供暖模式太阳能光伏与集热式热泵联合供暖系统的供暖模式包括集热式热泵单一供暖和光伏与集热式热泵联合供暖两种方式。

当室外环境温度较低时,集热式热泵单一供暖可以满足供暖需求。

当室外环境温度较高时,光伏与集热式热泵联合供暖方式可以派上用场。

太阳能热泵利用太阳能实现供暖和制冷

太阳能热泵利用太阳能实现供暖和制冷

太阳能热泵利用太阳能实现供暖和制冷太阳能作为一种可再生能源,日益受到人们的关注和重视。

太阳能热泵就是利用太阳能来实现供暖和制冷的一种环保技术。

它与传统的取暖和制冷技术相比,具有许多优势,如高效能源利用、低运行成本和减少碳排放等。

本文将对太阳能热泵的原理、应用和发展前景进行探讨。

一、太阳能热泵的原理太阳能热泵利用太阳能作为能源,通过热泵循环原理实现供暖和制冷。

它由三个主要部分组成:太阳能集热器、热泵压缩机和热泵蒸发器。

太阳能集热器用于吸收太阳能,并将其转化为热能。

热泵压缩机将低温的太阳能热量提升到高温,用于供暖。

热泵蒸发器则用于将室内的热量排出,实现制冷效果。

二、太阳能热泵的应用太阳能热泵广泛应用于居住和商业建筑的供暖和制冷领域。

对于供暖,太阳能热泵可以利用太阳能的热量加热水,然后通过水循环将热量传递到房间内部,实现供暖效果。

对于制冷,太阳能热泵则可以逆转工作原理,将室内的热量排出,实现降温和除湿的效果。

三、太阳能热泵的优势太阳能热泵相比传统的取暖和制冷技术具有以下优势:1. 高效能源利用:太阳能作为可再生能源,利用太阳能热泵可以更高效地利用能量,节约能源消耗。

2. 低运行成本:太阳能热泵的运行成本相对较低,因为其主要能源来源来自太阳,无需额外的能源投入。

3. 环保节能:太阳能热泵不产生污染物和温室气体的排放,对保护环境和减少碳排放具有重要意义。

4. 适用性广泛:太阳能热泵适用于不同气候条件下的供暖和制冷需求,可以在各种环境下实现高效运行。

5. 可持续利用:太阳能作为一种源源不断的能源,可以持续供给太阳能热泵系统,实现可持续供暖和制冷。

四、太阳能热泵的发展前景随着人们对环境保护和可持续发展的重视,太阳能热泵作为一种清洁能源技术将有着广阔的市场前景。

太阳能热泵具有适用性广泛、运行成本低等优势,在各个领域都有着广泛的应用前景。

随着技术的不断创新和进步,太阳能热泵的效率和性能将进一步提高,推动其在未来市场的发展。

太阳能供暖系统的研究与应用

太阳能供暖系统的研究与应用

太阳能供暖系统的研究与应用太阳能供暖系统是一种依靠太阳能进行供暖的一种可持续性能源系统。

它利用太阳能采集器通过吸收太阳辐射的热量来加热供暖水,实现暖气供暖。

因为太阳能采集器的能源免费,环保,本地资源,所以这种系统受到了广泛的关注和研究。

太阳能供暖系统采用的太阳能采集器通常有不同种类,包括平板等式太阳能热水器,真空管热水器,光伏热结合太阳能电站等。

这些太阳能采集器不同的结构和原理,可以针对不同的应用场景进行选用。

太阳能供暖系统主要有两个部分。

一部分是太阳能采集器,它是太阳能供暖系统的核心部件,主要负责采集太阳辐射的能量,并将其转化为热能。

另一部分是采暖系统,包括供暖水罐,水泵和管道等。

它的作用就是将从采集器中得到热能通过水泵输送到采暖系统中进行加热供暖的操作。

太阳能供暖系统的优势主要是可持续,环保和节能。

由于太阳能是一种可再生的资源,因此太阳能供暖系统可以解决燃气等传统能源供暖时面临的能源短缺和环境污染问题。

太阳能供暖系统对环境污染的影响非常小,同样减少了二氧化碳的排放。

此外,太阳能供暖系统不需要燃气和电力等常规能源,所以能够帮助用户节约能源,降低采暖成本。

太阳能供暖系统也有一些挑战和限制。

首先,太阳能的收集效率随着天气变化和地理位置的不同而不同。

由于不同地区间的天气变化和储热能力的不同,导致太阳能的供暖效率可能会有很大的变化。

其次,整个系统的建造和维护成本相对较高,启动成本较高,而目前太阳能供暖系统的技术成熟度和普及率还比较低。

尽管太阳能供暖系统面临着一些挑战,但它仍然是一个电力领域中非常吸引人的领域。

太阳能供暖系统可以采用多种技术和设备来提高效率和节约成本。

例如,通过采用管道内深热源储存,通过地下深层储存太阳能,将热能储存在土壤和地层中,以使热能得以持续存储和使用,提高采暖系统的效率。

此外,与地暖等技术的结合,太阳能供暖系统的适用范围也得到了进一步扩大,这种组合可以有效地减少空气流动的旋转量和流体运动,从而提高采暖效率。

太阳能供暖系统设计与优化研究

太阳能供暖系统设计与优化研究

太阳能供暖系统设计与优化研究太阳能供暖系统是一种可以利用太阳能直接提供热水和暖气的系统。

它的原理是利用太阳能集热器将阳光转化成热能,进而加热水或空气,以满足家庭或办公室的供暖和热水需求。

本文将讨论太阳能供暖系统的设计和优化研究。

第一部分:太阳能集热器的选择太阳能集热器是太阳能供暖系统中最重要的部件。

它的主要作用是将太阳的热能集中起来,加热水或空气。

目前市场上主要有三种太阳能集热器:平板式、真空管式和膜式。

平板式太阳能集热器在功能上相对简洁,但是其效率相对较低。

真空管式太阳能集热器则效率较高,但是价格相对较贵。

相对来说,膜式太阳能集热器在制造和维护上较为便宜,但是其寿命相对较短。

基于成本和效率的权衡,我们可以选择平板式或真空管式太阳能集热器。

在选择平板式太阳能集热器时,需要考虑集热器的面积,并将其安装在阳光充足的区域。

而在选择真空管式太阳能集热器时,则需要考虑其管子的数量和效率。

第二部分:太阳能水暖系统的设计太阳能供暖系统中,水暖系统是必不可少的一部分。

其主要作用是将加热后的水转移到需要加热的房间或热水器中。

由于一般的水泵并不能承受太阳能供暖系统中的高温,因此需要专门的高温水泵。

对于大型供暖系统来说,还需要设计一个热量储存系统,以便在夜间或阴雨天气使用。

在设计太阳能供暖系统的水暖系统时,需要考虑以下因素:1. 建筑物需求:要根据建筑物的需求来选择合适的水暖系统。

2. 太阳能集热器的温度:要确保太阳能集热器不会超过其承受的最高温度,否则将会损失热能。

3. 暖气管道的大小:根据建筑物及暖气需求选配合适数量的暖气管道。

4. 暖气管道的安装:暖气管道需要按照建筑物的结构和暖气需求进行安装。

5. 过滤器与清洗:加热水需要经过过滤器处理,以保证水洁净无杂质。

同时,需要定期进行清洗和维护工作,以保证系统的正常运行。

第三部分:太阳能空气加热系统的设计与太阳能水暖系统不同的是,太阳能空气加热系统是通过直接加热空气来将太阳能转换成热能。

热泵与太阳能的协同供暖技术研究

热泵与太阳能的协同供暖技术研究

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。

太阳能热泵系统分析

太阳能热泵系统分析

太阳能热泵系统分析太阳能热泵系统是一种新兴的能源转换技术,可以将太阳能和热泵技术相结合,充分利用可再生资源,实现空气调节、热水供应和供暖等多种功能。

本文将对太阳能热泵系统的原理、特点、优缺点以及应用进行分析。

一、原理太阳能热泵系统是以太阳能为能源供应,利用热泵技术将太阳能转化为供暖、空调和热水等热能的一种系统。

其主要由太阳能集热器、蓄热器、热泵、调节设备以及辅助设备等组成。

太阳能集热器通过吸收太阳辐射能将其转换为热能,将其传输到蓄热器中储存。

当需要使用热能时,热泵通过回收热能进行转化,将热能转化为热量并通过调节设备进行传递,最终达到供热、空调和热水的功能。

二、特点1. 节能环保:太阳能热泵系统可以充分利用太阳能等可再生能源,减少对传统化石能源的依赖,从而实现能源的节约和环境的保护。

2. 稳定性强:太阳能热泵系统不受季节、天气、气温等因素的影响,可稳定运行,并可适应不同的气候条件。

3. 储能效果好:系统配备有蓄能器,可以对太阳能进行有效储存,避免能源浪费。

4. 可靠性高:太阳能热泵系统稳定、可靠、安全性能优良,可以长期使用,降低了维修和更换成本。

三、优缺点优点:1. 太阳能热泵系统具有非常可靠的供暖与热水功能。

2. 在不同啤酒节气候条件下,太阳能热泵系统能够提供可靠的供暖、空调和热水服务。

3. 该系统在安装和运行成本上,相较于传统中央供暖和锅炉更加节约。

4. 长期使用成本低,维护费用低廉。

缺点:1. 太阳能热泵在寒冷天气下,性能也会受到影响,使效率下降。

2. 一些高海拔地区无法使用太阳能热泵系统。

3. 对于使用者购买设备和使用方面的普及程度比较低。

四、应用太阳能热泵系统可以应用于小型家庭、酒店、办公楼、公寓等有特殊需求的热水、空调和供暖设施。

比如温泉度假村、菜市场、制药工厂、冷藏仓库等应用,也可以用于夜间照明系统。

结论:太阳能热泵系统可充分利用太阳能等可再生资源,可靠、环保、节能、安装简便并可节约维护成本。

太阳能供暖系统的性能研究与评估

太阳能供暖系统的性能研究与评估

太阳能供暖系统的性能研究与评估一、引言随着人们对环保意识的逐渐提高和对节能减排的追求,太阳能作为一种绿色能源越来越受到人们的关注。

而太阳能作为一种清洁、可再生的能源,被广泛应用于供热领域,特别是太阳能供暖系统。

本文将分析太阳能供暖系统的性能并进行评估。

二、太阳能供暖系统的工作原理太阳能供暖系统主要由太阳能集热器、热储罐、泵、管路和传感器等组成。

太阳能集热器通过吸收太阳辐射能将太阳能转化为热能,热能经过热储罐存储并加以利用。

热水通过循环泵送进入暖气系统中,供暖系统将水加热后通过散热片将热量传递到室内,从而实现室内的供暖需求。

三、太阳能供暖系统的性能研究太阳能供暖系统的性能评估主要体现在以下几个方面:1. 系统的集热效率太阳能集热器用于吸收太阳能,将太阳能转化为热能,其效率直接影响到整个系统的性能。

集热效率与太阳能辐射、集热器材料、集热器工作温度等有关。

2. 系统的热储罐容量热储罐作为储存太阳能热能的场所,其容量大小与系统的使用效果直接相关。

热储罐的容量大小应根据实际供暖需求进行合理设计。

3.系统的供暖效果太阳能供暖系统的供暖效果直接影响到用户的使用体验。

供暖效果主要与室内温度控制、暖气片布局等有关。

4.系统的经济性评估太阳能供暖系统的经济性评估主要包括投资成本、使用成本、维护成本等。

太阳能供暖系统的应用需要综合考虑其经济性,如何降低成本提高使用效益是太阳能供暖系统面临的挑战。

四、评估太阳能供暖系统的性能太阳能供暖系统性能评估的几个方面已经讨论过,具体评估步骤如下:1.系统集热效率的评估通过实验测试太阳能集热器的集热效率,测试数据可以反映出集热器的效率,并可以比较不同种类的集热器效率高低。

2.热储罐容量的评估根据用户的实际需求设计热储罐容量,将热储罐的容量大小与供暖需求相匹配,以保证供暖效果。

3.系统供暖效果的评估室内环境温度是系统供暖效果的重要指标之一,可以通过测温仪获取数据,比较实际室内温度与设定温度是否一致来评估系统的供暖效果。

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研究

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。

太阳能辅助热泵系统综述

太阳能辅助热泵系统综述

45一、引言我国太阳能资源非常丰富,应用太阳能于热泵系统中,将会有利于热泵系统的节能,太阳能辅助热泵技术具有非常好的发展前途。

可有效利用太阳能这一可再生能源,节能环保。

二、太阳能辅助热泵系统的分类1.太阳能辅助空气源热泵系统空气源热泵使用广泛,但受室外气象参数的影响大。

室外温度低时,能效较低。

若室外湿度也较大,室外机侧容易结霜,进一步降低能效。

太阳能辅助空气源热泵系统包含太阳能集热系统与空气源热泵系统两大块。

2.太阳能辅助地源热泵系统地源热泵系统,由于建筑本身的负荷不均,会影响土壤的温度分布,进而影响系统使用,甚至无法运行。

在我国北方地区,这种现象更为明显,由于北方的低温天数较长,冬季热负荷较大,而本身土壤温度也低,采用地源热泵供暖会造成投资高、效率低的局面;夏季时,冷负荷并不很高,容量就会偏大,形成浪费。

太阳能辅助地源热泵充分地利用了太阳能和地热能。

可节省运行费、避免设备容量过大。

可以在一定程度上维持地下温度场的平衡,避免影响生态环境, 保证系统长期稳定运行。

三、太阳能辅助热泵系统的用途太阳能辅助热泵系统能广泛地应用于各种场合。

特别是在太阳能丰富的地方,利用太阳能辅助热泵系统在生活、工业中的应用将是非常合适的。

1.太阳能辅助热泵系统用于生活用途(1)太阳能辅助热泵生活热水系统太阳能辅助热泵生活热水系统主要包括三种类型:平行太阳能辅助热泵生活热水系统、间接太阳能辅助热泵生活热水系统、直接太阳能辅助热泵生活热水系统。

平行太阳能辅助热泵生活热水系统是指太阳能集热系统和热泵系统分别按照各自的系统独立组成,分别独立加热生活热水。

间接太阳能辅助热泵生活热水系统是指将太阳能集热器吸收的热量与热泵系统的蒸发器进行热交换,为生活热水加热提供热量。

直接太阳能辅助热泵生活热水系统是指将太阳能集热器直接作为热泵的蒸发器。

国内已有对平行太阳能辅助热泵生活热水加热系统的相关应用。

(2)太阳能辅助热泵供热系统太阳能辅助热泵供热系统主要包括三种类型:串联太阳能辅助热泵供热系统、平行太阳能辅助热泵供热系统、双源太阳能辅助热泵供热系统。

太阳能供热系统的研究

太阳能供热系统的研究

太阳能供热系统的研究随着科学技术的不断发展,环保意识的不断提升,太阳能供热系统已经逐渐成为人们非常关注的研究方向。

太阳能是一种无限清洁的能源,在很长时间内都不会枯竭,因此在占据了越来越大的地位。

太阳能供热系统主要利用太阳光能来达到供热的效果,是一种高效、省电、环保的能源供应方式。

下面将从几个方面探讨太阳能供热系统的研究。

一、太阳能供热系统的优势太阳能供热系统相比于传统的供热系统有很多优势。

首先,使用太阳能供热系统可以减少对传统能源的依赖,降低能源消耗和使用成本,这对于环保和经济发展都有很大的作用。

其次,太阳能是一种无污染的能源,使用太阳能供热系统可以大大降低能源消耗对环境的影响,特别是在城市环境下,可以降低空气污染。

最后,太阳能供热系统的耐用性也非常高,一般来说,一个太阳能供热系统可以使用15-20年,因此不仅可以降低成本,而且使用寿命也比较长久。

二、太阳能供热系统的研究进展目前,太阳能供热系统在我国已经得到了广泛的应用,研究也在不断地深入。

在技术方面,太阳能供热系统主要包括两部分,即太阳能集热系统和热能储存系统。

目前,太阳能集热系统的技术已经比较成熟,可以根据不同需要,选择不同的太阳能集热技术来满足需求。

热能储存系统也在不断地研究中,目前采用较多的是热藏式储能技术。

在应用方面,太阳能供热系统主要应用于建筑供热、热水、水浴等方面。

尤其是在城市热力供应中,太阳能供热系统有着非常广泛的应用前景。

三、太阳能供热系统的未来随着科学技术的不断发展,太阳能供热系统在未来将会有更加广阔的应用前景。

首先,在太阳能集热系统方面,未来的技术将会更加成熟,效率也将会更高,这可以开发出更为高效的太阳能供热系统来满足人们的需求。

其次,在热能储存方面,将会开发出更加高效、耐用的热能储存系统,这可以大大提高太阳能供热系统的使用寿命。

最后,在应用方面,太阳能供热系统将越来越广泛地应用于城市的供热、热水、水浴、游泳池加热等方面,为城市的环保和可持续发展提供更加有效的支持。

环保分析-太阳能空气源热泵采暖系统

环保分析-太阳能空气源热泵采暖系统

绿色设计案例:基于环境保护的产品分析太阳能空气源热泵供热系统的应用前言:随着经济的发展和人民生活水平的不断提高,我国正面临着越来越大的能源压力,特别是用于采暖、空调建筑能耗的增加,已成为我国不少城市缺电的诱因。

地球上的化石燃料——煤、石油、天然气等将逐渐开采枯竭,开发包括太阳能、风能在内的可再生能源利用的任务已十分迫切。

所以,在提高太阳能热利用应用技术水平的同时,应积极创造条件,将现有成熟技术在实际工程中推广应用,以积累经验,通过实践进行技术的改善、提高,起到样板和示范作用。

太阳能热利用技术的本质主要是利用太阳能集热器将低品位太阳能转化为高品位热能。

但由于其自身具有不连续性且随季节变化较大,因此目前不能单独满足大量热水需求,必须与其他稳定性较大的热源结合使用。

空气源热泵热水系统是利用少量电能把不能直接利用的低品位热源(空气)转化为可以直接利用的高品位热能的节能设备。

太阳能热水系统与空气源热泵热水机组联合供热水工程近年来获得更加广泛的应用。

太阳能空气源热泵供热系统可以持续向用户提供40-70度的中温热水,弥补了单热源供热的不足。

同时大幅度节省能源。

太阳能-空气源热泵热水工程设备一、热泵的低位热源被热泵吸收热量的物体一般称为热泵的低位热源。

热泵的低位热源有很多种,主要有:空气、地下水、河湖水、土壤热、太阳能、工业废热。

这些热源可以大量的无偿获得。

选择低位热源时,一般要综合考虑以下几个原则:1、低位热源要有较高的品位和足够的容量。

热泵的热源温度的高低是影响热泵运行性能的与经济性能的主要因素之一。

在一定的供热温度下,热泵热源温度与供热温度之间的温差越小,热泵的理论能效比就越大。

2、应该没有任何的附加费用或附加费用极少。

3、输送热量的载体的动力消耗要尽可能的少,以减少系统的输送费用,提高系统的综合性能。

4、热泵热源的载体要价廉易得,对环境友善,对换热器及管路的腐蚀性要小。

5、热源温度的时间特性与供热的时间性能应尽量一致。

太阳能水源热泵系统供暖应用分析

太阳能水源热泵系统供暖应用分析

太阳能水源热泵系统供暖应用分析摘要:面对我国日益紧张的环境问题,我国也逐渐加大了对新型清洁能源的开发和应用。

太阳能水源热泵系统是一种新型高效节能环保的系统,太阳能与热泵联合供暖可以发挥各自的优势,弥补单一形式的不足,提高采暖的稳定性和系统运行性能。

鉴于此,文章对太阳能水源热泵系统的工作原理及具体应用进行了研究,以供参考。

关键词:太阳能水源热泵;工作原理;应用方法1太阳能热泵供热技术概述太阳能热泵供热技术其实是太阳能技术和热泵供热技术的有机结合,通过综合利用太阳能、浅层地能等可再生能源调节建筑物内部温度,智能控制建筑供热系统。

1.1工作原理太阳能热泵供热技术的工作原理有自身独特的亮点,即综合利用了太阳能和浅层地能,可实现全天候供暖。

按照太阳能集热器和热泵蒸发器的连接方式,太阳能热泵供热系统分为直膨式和非直膨式两种类型。

直膨式太阳能热泵供热系统中的太阳集热器与热泵蒸发器直接连接在一起,而非直膨式太阳能热泵供热系统通过介质连接太阳集热器与热泵蒸发器。

工作原理:太阳能集热器吸收热量,热泵蒸发器从集热器中提取热量并进行加热,用于供暖或制备热水。

正常天气状况下,启动太阳能集热器就可以收集热能,利用太阳能供暖或制备热水。

若阴天、雨天,可利用浅层地能作为太阳能的补充,也可以保证建筑供暖或热水制备的持续性。

1.2结构设计太阳能热泵供暖系统主要包括三部分,分别为太阳能供热总成、地能运行转化总成、风机盘管供能总成。

该系统采用模块式结构,具有可扩展性、高度的灵活性,维护简单方便,且维修不影响正常运转。

1.3工艺流程太阳能热泵供暖系统运行的整个过程都采用智能控制技术,自动控制系统运行,基本不需要人工操作。

在阳光少、不能满足太阳能集热器热能需求的天气状况下,该系统自动开启热泵系统,通过地能补充太阳能。

在太阳能充足条件下,自动关闭热泵系统。

通过智能控制装置控制整个系统工艺流程,达到的节能效果是较好的。

1.4技术特点太阳能热泵供暖技术特点包括:①太阳能集热器结构简单,即使是非常寒冷的地区也可以使用平板集热器,集热成本较低,且集热效率高,一般在60%-80%间;②在相同热负荷条件下,太阳能热泵供暖系统的集热器面积远远低于常规系统的面积,结构紧凑,易于布置;③太阳能是一种取之不竭的资源,不受地理、地形等条件限制;④可以一机多用,冬天供暖,夏天制冷;⑤一次性建设投资和运行成本都较低,利于节省电力能源,错开用电高峰;⑥在太阳辐射条件较高情况下,太阳能热泵供暖系统的蒸发温度往往要高于空气源热泵热暖的蒸发温度,室外温度气候对太阳能热泵供暖系统的影响很少;⑦太阳能热泵供暖系统安装方便,可全天候工作。

太阳能热泵供热系统的优化设计研究

太阳能热泵供热系统的优化设计研究

太阳能热泵供热系统的优化设计研究随着国家对环保能源的重视和节能减排政策的推进,太阳能热泵供热系统作为一种新兴的清洁能源逐渐被人们认知和接受。

太阳能热泵供热系统利用太阳能辐射转化为热能,再通过热泵技术进行加热,达到供暖和热水的目的。

本文旨在对太阳能热泵供热系统的优化设计进行研究,探究如何提高系统的效率和经济性。

一、太阳能集热器的选型和设计太阳能热泵供热系统中的太阳能集热器是重要的组成部分,其性能直接影响系统的运行效果。

太阳能集热器的选型应考虑其热损失小、吸收率高、使用寿命长等因素。

常见的太阳能集热器有平板式、真空管式、热管式等。

根据实际情况选型时需考虑区域的气候条件、建筑的朝向和倾斜角等因素,以保证集热器能够最大程度地吸收太阳能。

在太阳能集热器的设计中,应尽可能地减少热损失。

具体措施包括:加强保温措施、在集热器前设置遮阴板以防止影响集热器的正常工作、选用优质的吸热板等。

此外,还可以通过采取不同的集热面积、支架结构设计和流体管道布局等方式来增加集热器的热效率。

二、热泵的选型和控制在太阳能热泵供热系统中,热泵的选型也是至关重要的。

热泵可分为空气源热泵和地源热泵两种,其中空气源热泵具有安装方便、成本低等优点,地源热泵则具备更高的能效比和更长的使用寿命。

在选择热泵时,应综合考虑区域气候条件、建筑的体积和使用需求等因素。

同时,控制系统也是太阳能热泵供热系统中不可忽视的部分。

合理的控制系统可以保证系统的运行效率和稳定性,同时降低能耗和操作成本。

目前市场上常见的控制系统有智能控制器、PLC控制器等。

为了提高系统的控制精度,可在系统中添加多个传感器,如温度传感器、湿度传感器等,以实时监测温度等参数。

三、热水储存罐的设计和配套太阳能热泵供热系统中的热水储存罐主要用于储存热水,以保证在用户使用时可随时供应。

在设计热水储存罐时,应考虑到热量损失、压力容积、防腐蚀等因素。

在配套方面,系统中的输送管道也需要注意,要求管道材质应选用合适的耐高温、耐腐蚀的材料,并根据实际的水量和距离进行布置。

太阳能热泵系统的设计及其性能研究

太阳能热泵系统的设计及其性能研究

太阳能热泵系统的设计及其性能研究第一节:引言随着环境保护意识不断提高,可再生能源逐渐被人们所重视,太阳能作为一种免费、可持续利用的能源,逐渐成为了人们眼中的热门选择之一。

尤其是太阳能热泵系统,它既可以利用太阳能,减少能源消耗,也可以大幅度降低基础能源的使用,已经受到了广泛的关注。

第二节:太阳能热泵系统的工作原理太阳能热泵系统的核心部分是太阳能集热器、热泵和水箱等装置,整个系统的工作流程是:太阳能集热器将太阳能转化为热能,再通过管道输送至热泵进行加热,热泵将热能压缩并传送至水箱内,从而将系统内的水加热,实现供暖或者热水生产的功能。

第三节:太阳能热泵系统的设计要点1. 太阳能集热器的设计:考虑系统所在地的日照时间、气温、天气等因素,选择合适的集热器类型和规格,减少系统能量损失。

2. 热泵的选择:根据系统需要,选择合适的热泵型号和规格,确保其能够稳定运行。

3. 系统管道的设计:考虑管道长度、管径、材质等因素,确保系统能够有效运行且不容易堵塞。

4. 控制系统的设计:设置合理的控制系统,对系统进行自动化控制,达到更好的效果。

第四节:太阳能热泵系统的性能研究为评估太阳能热泵系统的性能,需要实验室和实际场地测试,并结合模拟仿真进行研究。

研究指标主要包括:1. 系统效率:通过对系统内的能量损失等因素进行分析,计算太阳能热泵系统的工作效率。

2. 能源利用效率:评估系统利用基础能源的效率。

3. 综合成本:考虑能源、设备等多个方面的成本,计算系统能够节约的成本和广泛应用的可行性。

第五节:太阳能热泵系统的优缺点太阳能热泵系统的优点:1. 具有环保、节能等优点,符合国家政策和环保需求;2. 能够充分利用太阳能资源,降低基础能源的使用;3. 采用自动化控制,更加智能和便捷。

太阳能热泵系统的缺点:1. 需要较大的安装空间,系统整体成本较高;2. 受天气、环境等因素的影响,效果不如基础能源供暖等系统;3. 维护保养相对复杂。

第六节:应用前景及展望太阳能热泵系统由于其独特的环保节能优势,在城市建设、居民供暖、热水生产等领域具有广泛的应用前景。

太阳能热泵供热系统的实验研究

太阳能热泵供热系统的实验研究

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。

太阳能热泵供暖技术综述

太阳能热泵供暖技术综述
文献标识码:A
文章编号:1000–6613(2007)02–0185–05
Research of solar energy heat pump for heating
WANG Zhenhui,CUI Haiting,GUO Yanshu,PENG Peiying
(School of Electronic and Mechanical Engineering, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang 050054,Hebei,China)
双效相变蓄热式热管换热器由三部分组成:上 部是取热流体通道,两端分别连接有流体进口管和 流体出口管;下部是供热流体通道,两端分别连接 有流体进口管和流体出口管;在取热流体通道与供 热流体通道内加装了扰流板及变截面板;中部是蓄 热室,其上、下端分别连接有充装蓄热介质的入口
管和释放蓄热介质的出口管。换热器的上、中、下 部分之间分别用上挡板和下挡板隔开;装有工作介 质的热管自上而下贯穿 3 个部分与其组成一个整 体。蓄热室部分装有吸收介质膨胀压力的波纹板装 置,装置上设有压力调节控制元件。该换热器具备 蓄热、释热功能,并可实现同时取、放热功能。
热设备、地板采暖系统、控制系统、运行方式的组成和结构形式,论述了太阳能热泵的技术原理和特点以及在供
暖方面的应用等。针对当前太阳能热泵供暖系统有待解决的问题进行了分析和探讨,结果表明把热泵技术与太阳
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,同时能解决全天候供热问题。
关键词:太阳能热泵;太阳能集热器;蓄热器;地板辐射采暖
太阳能热泵的系统中,由于太阳能是一个强度 多变的低位热源,一般都设太阳能蓄热器。热泵系 统中的能量将由集热器获得的低位热量储存起来, 常用的有蓄热水槽、岩石蓄热器、方形聚乙烯盘管 蓄热器、圆柱形螺旋盘管蓄热器和双效相变蓄热 器等。

太阳能热泵空调系统的研究与实现

太阳能热泵空调系统的研究与实现

太阳能热泵空调系统的研究与实现随着科技的不断发展,新能源的开发利用成为了当今社会的重要焦点。

对于环保节能的理念,太阳能热泵空调系统得以应运而生。

太阳能热泵空调系统是一种能够直接从自然界中获取能量,高效利用能源的技术。

本文将从原理、构造和应用三个方面阐述太阳能热泵空调系统的研究与实现。

一、原理太阳能热泵空调系统其工作过程基于热力学原理,利用太阳能板吸收太阳能,将其转换为电能。

通过电能提供的动力,系统促使制冷剂在内外机之间流通,将室外空气中的热量吸收,并通过制冷剂在内部循环中减少温度。

随后,得到的低温热量将通过一些换热器向室内释放,在夏天为人们提供清凉舒适的空气。

在冬天,系统同样可以用于供暖。

此时,太阳能板通过吸收太阳热能并转换为电能,推动制冷剂流动,将室外空气中的低温热能吸收,并在房间内释放。

通过这样的过程,系统能够将室内温度增加到适宜的舒适温度。

二、构造太阳能热泵空调系统主要由内外机组、太阳能板、控制系统和管道系统等四大部分组成。

内外机组由压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀等各种组件构成。

其中,压缩机是整个系统的核心设备,通过对制冷剂进行循环压缩,能够将低温热能提升到室内环境所需要的温度。

冷凝器的作用是将制冷剂中的热量传递到室外空气中,降低制冷剂的温度。

蒸发器通过吸收室内空气中的热量,来降低温度。

膨胀阀则能够控制制冷剂的流量以及压强,实现精确的热能回收。

太阳能板是太阳能热泵空调系统中重要的组成部分,用来吸收太阳的辐射能。

多晶硅光伏电池片在阳光下将太阳能直接转换为电能,经过电池片后最终将直流电通过逆变器转变为交流电,用来为制冷循环设备提供电力。

控制系统可以监测和控制太阳能热泵空调系统的运行状态。

管道系统则用来连接各个组件,使制冷剂得以循环。

三、应用太阳能热泵空调系统应用广泛,不仅可以在家庭中应用,也可以用于商业建筑的空调系统和产业用途。

在家庭应用中,太阳能热泵空调系统可以节省能源,降低电费,而且能够有效地降低空调对环境的影响。

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太阳能热泵供暖系统研究综述
太阳能热泵供暖系统研究综述
摘要: 介绍了太阳能热泵供暖系统的组成和运行方式。

对影响太阳能热泵供暖系统性能的因素进行了综述。

最后对当前太阳能热泵系统供暖中存在的问题进行了分析和探讨。

关键词:太阳能热泵;储热;供暖系统
中图分类号: TK511 文献标识码: A
随着全球能源危机的日益加剧,节约能源、有效利用能源逐渐成为人们追求的目标。

建筑能耗作为能源浪费的一个重要方面,近年来研究的热度一直很高。

20世纪90年代以来,各国对太阳能利用的普遍重视,使太阳能技术的应用与研究进入了较成熟与新的发展时期[1]。

在太阳能的利用中,太阳能热泵把太阳能作为热泵的低位热源,是利用太阳能的一种有益尝试。

1 太阳能热泵供暖系统
1.1太阳能热泵供暖系统研究现状
在国外,由于太阳能技术比较成熟,因此相对于国内来说太阳能
热泵供暖系统的研究也比较早。

20 世纪 50 年代, Jodan 和Therkeld 指出了太阳能热泵可以同时提高集热器效率和热泵热性能。

在过去的几十年内,国外学者们从设计、计算模型、测试的角度对太阳能热泵供暖系统进行了一些研究,
这些研究基本分为以下三类[2]:1)带有热储存装置的太阳能热
泵供暖系统;2)直膨式太阳能热泵供暖系统;3)太阳能-土壤源热泵供暖系统。

我国对太阳能热泵的研究起步较晚,天津大学、上海交通大学、哈尔滨工业大学、东南大学、青岛理工大学等先后对太阳能热泵进行了实验及理论研究,取得了一定的成果。

天津大学赵军等对串联式太阳能热泵供热水系统进行了实验研究和理论分析,上海交通大学王如竹等对直膨式太阳能热泵热水器进行了试验研究,青岛理工大学的董
华等将太阳能热泵系统与地板辐射供暖系统结合进行了实验研究,哈尔滨工业大学余延顺等对太阳能-土壤源热泵系统在寒冷地区的应用作初探,通过对系统供暖工况的动态模拟,得出寒冷地区太阳能保证
率以及太阳能集热器面积的确定方式[3-8]。

1.2太阳能热泵供暖系统
太阳能热泵供暖系统由太阳能集热器、热泵、蓄热装置、供暖末端装置和控制系统组成。

系统以太阳能为主能源,以电能作为适时补充能源,热泵能够在太阳能不足时对系统提供热能补充,是太阳能与热泵的最佳耦合方式。

太阳能热泵系统的工作原理:工质在蒸发器内吸热后变为低温低压过热蒸汽,在压缩机中经过绝热压缩变为高温高压气体,再经冷凝
器定压冷凝为高压中温的液体,放出工质的气化热,与冷凝水进行热
交换,使冷凝水被加热为热水,供用户使用;液态工质再经过膨胀阀绝热节流后变为低温低压气液两相混合物,并回到蒸发器定压吸收低温热源热量,蒸发变为过热蒸汽;如此形成一个完整
的循环过程。

1.3 太阳能热泵系统的关键技术
太阳能热泵系统的关键技术主要包括系统的结构形式、循环工质的选择、压缩机选择、集热器和蓄热器的设计。

太阳能集热器是太阳能供暖系统中最重要的组成部分,其性能与成本对整个系统的运行成败起着决定性的作用。

太阳能热泵的系统中,由于太阳能是一个强度多变的低位热源,一般都设太阳能蓄热器。

在用电低谷时,利用电加热器加热相变蓄热装置中的相变材料,使其融化,将热量以潜热(小部分显热)形式蓄存起来。

白天,通过与热泵蒸发器相连的水环路系统将相变蓄热装置中的热量吸取,经过压缩机压缩,由热泵系统的冷凝器端为房间供热。

这种方式可以节省运行费用,有利于电站进行负荷的峰值调整,保证电站高效运行。

其原理见图1。

图1 相变蓄热热泵供热系统原理图[9]
1.4太阳能热泵系统的分类及比较
根据太阳能集热器与热泵装置的连接方式不同,太阳能热泵系统可分为串联式、并联式和双热源式。

串联式又可分为两种:一种即常规太阳能辅助热泵,另一种为直接膨胀式太阳能热泵。

本文引入了层次分析法(AHP法),AHP法是美国运筹学家沙旦于1979年代提出的,是一种定性与定量分析相结合的多目标决策分析,适用于多层次的综合评价问题。

对太阳能热泵系统的评价需从它的热性能、经济性、可靠性及实用性等多项因素进行考察、分析。

综合评价结果,在太阳能热泵的热性能和经济性能较高的情况下,直接膨胀式太阳能热泵为最优,常规太阳能热泵系统次之,第三为并联系统。

双热源系统排在最后。

2影响太阳能热泵供暖系统性能的因素
2.1传热系数对系统运行性能的影响
蒸发器与冷凝器传热系数 Ke、Kc 对系统的性能的影响。

这是因为传热系数的增加,提高了换热器的换热效能,减小了热泵循环中由于温差产生的不可逆耗散损失,进而提高了热泵的 COP 值。

2.2热源热容量对系统运行性能的影响
对于低温热源,热容量的增加使得低温热源的平均温度上升,而对于高温热源,热容量的增加有助于进一步降低冷凝温度,这都有助于提高系统的 COP。

但是低温热源平均温度的升高同时又导致了集热器效率的下降,高温热源平均温度的降低又削弱了风机盘管的单位面积的换热能力,这些因素又限制了 COP 的提高。

由于增加热容量需提高系统换热流体的流量,这势必会增加循环水泵的耗电量,造成了不必要的浪费。

2.3集热器性能参数对系统运行性能的影响
选择具有高透过率盖板、高吸收率和低反射率的选择性涂层,同时还有对集热器进行很好的保温处理是非常重要的。

在集热器的选购和安装时,应结合当地的气象条件以及经济性因素综合考虑。

3 太阳能热泵供暖系统有待解决的问题
3.1性能可靠性
各种类型的太阳能热泵性能都有待提高,要合理确定个部件之间的匹配关系以达到投资运行最佳效益;要将系统设计与建筑设计结合起来,既要考虑系统性能又要考虑建筑美观;要实行智能化控制,这需要各个专业的人相互配合。

实现各种能量的优化配置,确定太阳能集热器面积、蓄热水箱容积、建筑面积之间的最佳匹配关系,才能使太阳能热泵供暖、供冷技术具有更强的竞争力,
产生更大的社会效益。

3.2相变材料需进一步探索
相变材料潜热蓄热具有蓄热密度大、蓄热、释热温度稳定等优点。

故在太阳能热泵
系统中应用相变蓄热材料的前景十分可观。

但是,目前应用于太阳能蓄热的相变材料温度均在30℃左右,无法用来蓄冷,故热泵系统存在部分时间设备闲置的缺陷。

为克服此问题,应继续探索适合高温相变蓄能材料,可供选择的高温相变蓄能材料有:盐水化合物为主体
的共晶盐系列相变材料;氟利昂气体水合物;有机物质高温相变材料。

通过分析筛选出符合太阳能蓄能热泵系统所需要的混合有机高温相
变材料,系统可同时实现蓄冷和蓄热功能。

这样不仅提高了系统设备利用
率,而且降低蓄能温度,有利于提高集热器效率,降低蓄热器向环境的散热量。

4 结语
太阳能热泵供暖技术是太阳能热利用技术和热泵技术有机的结合,具有集热效率高、供热性能系数高、形式多样、应用范围广等优点。

合理利用太阳能技术、热泵技术、蓄能技术的集成系统的发展,对降低采暖空调能耗、缓解能源紧张、减轻环境污染等问题都具有重大意义,可以产生深远的影响。

参考文献:
[1] 赵群.太阳能建筑整合设计对策研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学, 2008.
[2] 旷玉辉,王如竹,许煜雄.直膨式太阳能热泵供热水系统的性能研究.工程热物理学报. 2004,25(5):737-740
[3] 李郁武,王如竹,王泰华等.直膨式太阳能热泵热水器运行特性的实验研究.工程热物理学报. 2006,27(6):923-92
[4] 周恩泽,董华,涂爱民等.太阳能热泵地板辐射供暖系统的实验研究.流体机械. 2006,34(4):57-6
[5] 余延顺.寒区太阳能一土壤源热泵系统运行工况模拟研究.哈尔滨工业大学硕士论文. 2001
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