太阳能集热蒸发器与土壤换热器混合型热泵系统运行特性实验研究 被引量：3

1

作者 胡映宁 林俊 +1 位作者 乔振勇 朱宝旭 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期1423-1428,共6页

介绍了作者自主设计的太阳能-土壤源混合型热泵系统实验平台,对太阳能热泵系统、土壤源热泵系统及太阳能-土壤源混合型热泵系统的运行特性进行了实验研究,并针对亚热带地区太阳能较丰富、环境温度较高等特点,提出了不同季节条件下的合... 介绍了作者自主设计的太阳能-土壤源混合型热泵系统实验平台,对太阳能热泵系统、土壤源热泵系统及太阳能-土壤源混合型热泵系统的运行特性进行了实验研究,并针对亚热带地区太阳能较丰富、环境温度较高等特点,提出了不同季节条件下的合理运行方式。 展开更多

关键词 太阳能集热蒸发器 土壤换热器 热泵 能效比

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多太阳能集热蒸发器并联热泵系统的实验研究 被引量：6

2

作者 蒋绿林 胡静 +2 位作者 侯亚祥 姜钦青 胡松 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期1822-1826,共5页

建立多太阳能集热蒸发器并联热泵系统的实验装置,分析在正常和恶劣工况下,太阳能热泵集热蒸发器的热性能。结果表明,在相同太阳辐照量的条件下,各太阳能集热蒸发器出口处过热度与压缩机进口处过热度基本一致,且均能正常工作;不论在正常... 建立多太阳能集热蒸发器并联热泵系统的实验装置,分析在正常和恶劣工况下,太阳能热泵集热蒸发器的热性能。结果表明,在相同太阳辐照量的条件下,各太阳能集热蒸发器出口处过热度与压缩机进口处过热度基本一致,且均能正常工作;不论在正常工况还是恶劣工况下,蒸发器阵列的整体性能均可满足要求;通过比较多太阳能集热蒸发器并联热泵热水系统与空气源热泵热水系统COP可知,多太阳能集热蒸发器并联热泵热水系统COP基本维持在5.0～6.0之间,相比于空气源热泵热水系统COP在2.0～3.0之间有明显优势;证明多太阳能集热蒸发器并联形成一个大的太阳能热泵系统是可靠的。 展开更多

关键词 多太阳能集热蒸发器 直膨式 太阳能热泵 实验研究

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基于平板热管的太阳能-空气能双源集热蒸发器性能实验研究 被引量：5

3

作者 娄晓莹 全贞花 +2 位作者 赵耀华 杜伯尧 侯隆澍 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期119-125,共7页

设计一种基于平板热管的太阳能-空气能双源集热蒸发器及由其组成的新型直膨式热泵系统,并对其进行实验研究与分析。实验测试平板热管在制冷剂低温取热条件下的均温性与导热性能,热泵运行工况下集热蒸发器表面温度分布、光电光热性能,以... 设计一种基于平板热管的太阳能-空气能双源集热蒸发器及由其组成的新型直膨式热泵系统,并对其进行实验研究与分析。实验测试平板热管在制冷剂低温取热条件下的均温性与导热性能,热泵运行工况下集热蒸发器表面温度分布、光电光热性能,以及在不同天气条件不同运行模式下热泵系统性能。结果表明,平板热管在低温取热条件下当量导热系数可达6.8×10^(5)W/(m·℃),集热蒸发器运行时纵向最大温差为3.9℃;在夏季晴朗天气条件下运行太阳能模式制热水时热泵平均COP为3.62;在低辐照阴天下运行太阳能-空气能双源模式与太阳能模式相比,单位面积集热功率提高18.8%,系统平均COP提高5.7%;在无辐照的夜晚,运行空气源模式系统COP为2.54。 展开更多

关键词 热管 集热器/蒸发器 太阳能 空气能 热泵

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直膨式太阳能热泵微通道集热/蒸发器制冷剂分布特性 被引量：4

4

作者 孔祥强 马廷东 +2 位作者 马善乐 李瑛 李见波 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期236-244,共9页

为研究微通道集热/蒸发器内制冷剂分布及对直膨式太阳能热泵系统性能的影响,搭建以丙烷(R290)为制冷剂的系统实验平台。基于实验数据,提出一种利用红外成像技术分析微通道集热/蒸发器内两相态制冷剂分布的方法,获得了电子膨胀阀开度、... 为研究微通道集热/蒸发器内制冷剂分布及对直膨式太阳能热泵系统性能的影响,搭建以丙烷(R290)为制冷剂的系统实验平台。基于实验数据,提出一种利用红外成像技术分析微通道集热/蒸发器内两相态制冷剂分布的方法,获得了电子膨胀阀开度、太阳辐射强度以及环境温度对集热/蒸发器内两相态制冷剂分布情况的影响特性。结果表明:当电子膨胀阀开度由20%增至60%时,集热/蒸发器的制冷剂分布参数(RDP)提高10.6%,系统性能系数(COP)从2.8升至5.5。较高的太阳辐射强度或环境温度可有效避免制冷剂回流现象。 展开更多

关键词 太阳能 热泵系统 红外成像 丙烷 微通道集热/蒸发器 制冷剂分布

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基于多目标算法集热/蒸发器微通道结构优化 被引量：3

5

作者 孔祥强 岳振伟 +3 位作者 尹鹏宇 刘明朝 陈冲 李瑛 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期86-94,共9页

为提升微通道集热/蒸发器流动与传热性能,该研究通过多目标算法对集热/蒸发器微通道孔结构进行优化。首先,建立集热/蒸发器流动传热耦合模型,通过试验验证模型准确性;其次,采用响应曲面法拟合集热效率和压降的目标函数,建立以微通道集热... 为提升微通道集热/蒸发器流动与传热性能,该研究通过多目标算法对集热/蒸发器微通道孔结构进行优化。首先,建立集热/蒸发器流动传热耦合模型,通过试验验证模型准确性;其次,采用响应曲面法拟合集热效率和压降的目标函数,建立以微通道集热/蒸发器结构参数为变量的双目标优化模型,并通过多目标粒子群优化算法得到集热效率和压降的Pareto优化解集,用K-means聚类算法对优化解集进行分类;最后,采用不同季节典型工况试验数据确定最佳微通道孔结构尺寸。研究结果表明:集热效率和压降目标函数的决定系数R^(2)分别为0.995和0.999,拟合精度高;孔长、孔宽及孔间距对集热效率和压降影响显著;最终确定孔长1.27 mm、孔宽1.53 mm、孔间距0.39 mm为最佳微通道孔结构尺寸,与原结构相比,集热效率平均提高了8.29%,压降平均降低了11.05%。此方法提供了一定工况范围的优化解集,提升了微通道集热/蒸发器流动与传热性能。 展开更多

关键词 集热/蒸发器 太阳能 热泵 微通道 结构参数 多目标优化

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直膨式太阳能热泵集热/蒸发器性能优化及其低温适应性研究 被引量：11

6

作者 陈道川 姚剑 +1 位作者 赵耀 代彦军 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期190-197,共8页

对直膨式太阳能热泵系统的集热/蒸发器结构进行优化,设计由六边形与四边形单元组合的流道结构,并进行仿真与实验研究。在上海地区,冬季工况下,将水温从10℃加热到50℃,系统COP可达到4.5;夏季工况下,将水温从30℃加热到55℃,系统COP可达... 对直膨式太阳能热泵系统的集热/蒸发器结构进行优化,设计由六边形与四边形单元组合的流道结构,并进行仿真与实验研究。在上海地区,冬季工况下,将水温从10℃加热到50℃,系统COP可达到4.5;夏季工况下,将水温从30℃加热到55℃,系统COP可达到6.60。在此基础上,针对严寒地区冬季运行,研究了与喷气增焓循环耦合的低温型直膨式太阳能热泵系统。在环境温度为-10℃时,系统COP可达到3.79;环境温度为-20℃时,系统COP可达到3.69。依据实验与仿真数据,运用全生命周期经济性分析方法,以当量热价(LCoH)为评价指标,为太阳能热泵采暖经济性分析提供计算方法和理论依据。 展开更多

关键词 太阳能 热泵系统 集热/蒸发器 COP 喷气增焓 全生命周期分析

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复合热源热泵集热/蒸发器的结构优化模拟 被引量：6

7

作者 方雷 李舒宏 许成城 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1125-1134,共10页

为了提升直膨式太阳能-空气复合热源热泵的性能,需要优化集热/蒸发器的结构,为此,建立集热/蒸发器的一维稳态传热数学模型和热泵系统模型,并利用已有实验装置验证其准确性。利用模型计算的集热效率作为评价指标,通过正交试验法和数值模... 为了提升直膨式太阳能-空气复合热源热泵的性能,需要优化集热/蒸发器的结构,为此,建立集热/蒸发器的一维稳态传热数学模型和热泵系统模型,并利用已有实验装置验证其准确性。利用模型计算的集热效率作为评价指标,通过正交试验法和数值模拟分析翅片管的结构参数对集热/蒸发器热力性能的影响;选取单位翅片面积集热量作为经济评价指标,对比不同换热面积下采用最佳结构时的集热性能;采用南京地区典型气象年参数,在空气侧总换热面积相同的条件下选取9种结构,模拟计算不同结构下集热/蒸发器的集热效率和系统全年能效比。研究结果表明:翅片间距、铜管内径和翅片高度对集热效率影响最大,且在一定范围内这3个结构参数的影响规律一致,即在所选取的范围内集热效率可以取得最大值;随着翅片总换热面积增大,空气侧总热阻逐渐减小,翅片的总集热量逐渐增大,单位翅片面积集热量为13.22 m2时取得最大值,此时,既可以增加集热/蒸发器的集热量,又有较好的经济性;在不同季节工况下,当空气侧换热总面积为13.22 m2,铜管内径为9 mm,翅片间距为1.7 mm,翅片高度为10.3 mm时的优化效果最好,与原结构相比,集热效率提升11.77%,全年能效比提升9.36%。 展开更多

关键词 复合热源热泵 集热/蒸发器 结构优化 热力性能

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正压双源热泵热水器建模及其蒸发器结构优化研究 被引量：4

8

作者 李蓉 田琦 +1 位作者 李琦晟 李科宏 《可再生能源》 CAS 北大核心 2020年第10期1333-1342,共10页

文章对负压双源集热蒸发器的结构进行改进,提出了新型正压双源集热蒸发器。在数值模拟过程中,将辐射换热修正引入常规空气源热泵蒸发器数学模型。此外,基于风速分布不均匀情况,引入流量自组织理论,建立适用于正压双源热泵热水器的数学... 文章对负压双源集热蒸发器的结构进行改进,提出了新型正压双源集热蒸发器。在数值模拟过程中,将辐射换热修正引入常规空气源热泵蒸发器数学模型。此外,基于风速分布不均匀情况,引入流量自组织理论,建立适用于正压双源热泵热水器的数学模型。利用MATLAB软件编写程序,对正压双源热泵热水器的各项性能进行数值模拟,利用仿真模型对蒸发器长宽比进行优化。模拟结果表明:正压双源热泵热水器模型的计算值与实验值之间的误差约为5%,这表明该模型的模拟结果具有较高的精度;单排正压双源热泵热水器的制热性能优于双排负压双源热泵热水器;集热蒸发器的最佳长宽比为1.1,相比于优化前的正压双源热泵热水器,优化后的正压双源热泵热水器的年平均COP提高了10.4%。 展开更多

关键词 集热蒸发器 空气源热泵 MATLAB仿真 辐射换热修正 流量自组织理论

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两种集热结构的太阳能光伏/光热一体化热泵性能分析 被引量：18

9

作者 徐国英 张小松 杨磊 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第S2期224-229,共6页

探讨了一种直接将热泵蒸发管设置在太阳能光伏集热板背面的新型光伏/光热一体化热泵(PV/T-HP)系统。设计了采用普通铜管和多孔铝扁管的两种集热/蒸发器结构,对二者进行性能模拟与对比分析。结果显示:采用多孔铝扁管集热蒸发器的热泵系... 探讨了一种直接将热泵蒸发管设置在太阳能光伏集热板背面的新型光伏/光热一体化热泵(PV/T-HP)系统。设计了采用普通铜管和多孔铝扁管的两种集热/蒸发器结构,对二者进行性能模拟与对比分析。结果显示:采用多孔铝扁管集热蒸发器的热泵系统因其更好的传热性能而具备更高的电效率和制热性能系数。对PV/ T-HP系统的全年运行性能模拟表明,该系统可同时高效地输出电能和制得50℃热水。此外还提出,根据季节和天气变化控制压缩机容量的控制策略优化系统运行以提高其全年综合性能。 展开更多

关键词 太阳能热泵 光伏/光热一体化 光伏集热/蒸发器 多孔扁管

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基于肋片式集热板的直膨式太阳能热泵 被引量：12

10

作者 蒋澄阳 代彦军 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S2期318-325,共8页

将一种新型肋片式集热器/蒸发器应用于直膨式太阳能热泵热水器,对其进行实验研究,并提出一系列优化方案。由于集热器表面温度通常低于环境温度,集热器除了从太阳辐射中吸收热能,还能从空气中吸收部分热能,集热效率较高。相同外形尺寸条... 将一种新型肋片式集热器/蒸发器应用于直膨式太阳能热泵热水器,对其进行实验研究,并提出一系列优化方案。由于集热器表面温度通常低于环境温度,集热器除了从太阳辐射中吸收热能,还能从空气中吸收部分热能,集热效率较高。相同外形尺寸条件下,新型集热器较吹胀板集热器有更大的换热面积。实验结果表明,在天气晴朗的秋季,将150L水从20℃左右加热至50℃,热泵的平均供热性能系数(COP)能达到5.37,即使在环境温度为18.6℃的小雨天气,系统平均COP依旧能够达到3.43。对实验样机建立仿真模型,并针对新型集热器提出一系列优化方案,计算机模拟结果表明,经过优化,在晴朗天气将150L水从20℃加热至50℃,系统的平均COP可达到6。 展开更多

关键词 太阳能 热泵 集热器/蒸发器 性能系数 计算机模拟 优化

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太阳能与空气复合源热泵热水系统多模式运行实验特性 被引量：30

11

作者 张月红 徐国英 张小松 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期484-490,共7页

提出并构建了一种直接膨胀式太阳能与空气复合源热泵热水系统。在南京夏季的晴天、阴天及冬季晴天工况下分别对实验样机的运行特性进行研究。实验结果表明:该系统在不同天气下以不同热源模式高效地将热水加热到55℃。在夏季晴天太阳辐... 提出并构建了一种直接膨胀式太阳能与空气复合源热泵热水系统。在南京夏季的晴天、阴天及冬季晴天工况下分别对实验样机的运行特性进行研究。实验结果表明:该系统在不同天气下以不同热源模式高效地将热水加热到55℃。在夏季晴天太阳辐射波动较大时,系统的集热/蒸发器可以同时吸收太阳辐射能和空气热量,以太阳能为主,空气源为辅,平均能效比为4.83;在夏季阴天,系统以空气源热泵模式稳定运行,平均能效比为3.97;在冬季晴天,系统以太阳能热泵模式运行,太阳能的输入提高了热泵蒸发温度,从而缓解了蒸发器结霜问题。 展开更多

关键词 热泵热水器 太阳能与空气复合源热泵 集热/蒸发器 运行特性 能效比

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太阳能—空气复合热源热泵热水器的性能模拟与分析 被引量：32

12

作者 徐国英 张小松 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1148-1154,共7页

介绍了一种新型太阳能—空气复合热源热泵热水装置(SAS-HPWH)。该装置通过使用独特设计的螺旋翅片蒸发管的平板型集热/蒸发器,可以在不同的天气情况下切换运行太阳能热源热泵模式、太阳能与空气双热源热泵模式和空气源热泵模式,制取生... 介绍了一种新型太阳能—空气复合热源热泵热水装置(SAS-HPWH)。该装置通过使用独特设计的螺旋翅片蒸发管的平板型集热/蒸发器,可以在不同的天气情况下切换运行太阳能热源热泵模式、太阳能与空气双热源热泵模式和空气源热泵模式,制取生活热水。论文主要针对自行设计的一台150L的SAS-HPWH,建立系统的数学模型,并以太阳能输入比例为准则研究系统的运行模式与特性。模拟结果显示该热水器在不同天气特征情况下可高效率地制造55℃热水。论文还分析了太阳辐射、环境温度以及压缩机的容量对系统特性的影响,提出使用变频压缩机,根据不同的天气情况调节制冷剂流量,进一步提高系统的整体性能。 展开更多

关键词 太阳能 热泵 热水器 集热/蒸发器 太阳能输入比率

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平板型太阳能光伏/光热一体化热泵热水系统特性 被引量：21

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作者 徐国英 张小松 赵善国 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第S2期136-141,共6页

研究了一种平板型太阳能光伏/光热一体化热泵(PV/T-HP)系统,制冷剂R134a直接在太阳能光伏板背面盘管内吸热而蒸发,以降低光伏电池工作温度,保证其高效稳定地输出电能;集热器同时作为蒸发器,所收集的热量经热泵循环进行温度提升,为建筑... 研究了一种平板型太阳能光伏/光热一体化热泵(PV/T-HP)系统,制冷剂R134a直接在太阳能光伏板背面盘管内吸热而蒸发,以降低光伏电池工作温度,保证其高效稳定地输出电能;集热器同时作为蒸发器,所收集的热量经热泵循环进行温度提升,为建筑提供生活热水、供暖和驱动制冷空调。对平板型PV/T-HP热水系统在南京室外的一个夏季晴天工况下循环加热180L水至60℃进行了实验研究,探讨了太阳总辐照度、光伏/集热器工作温度以及光电输出控制方式对系统光电、光热综合输出特性的影响规律;对比实验得出了在热电联供模式下,系统发电量比无冷却的单一光电输出模式下相对高出35%。 展开更多

关键词 太阳能热泵 光伏/光热一体化 集热/蒸发器 光电特性

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蓄能型太阳能热泵热水器性能系数的分析 被引量：3

14

作者 吴薇 卫梁彦 +1 位作者 程清 王玲珑 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2011年第6期667-671,共5页

针对太阳能热泵热水器受天气变化影响的问题,提出了一种新型的集热-蓄能-蒸发一体化太阳能热泵热水器,给出了系统的原理、特点、运行模式和集热-蓄能-蒸发器的结构形式.以癸酸为相变材料储存晴天的太阳辐射能,作为热泵在夜间和连续阴雨... 针对太阳能热泵热水器受天气变化影响的问题,提出了一种新型的集热-蓄能-蒸发一体化太阳能热泵热水器,给出了系统的原理、特点、运行模式和集热-蓄能-蒸发器的结构形式.以癸酸为相变材料储存晴天的太阳辐射能,作为热泵在夜间和连续阴雨天时的低温热源制得热水,提高了热泵的制热效率,解决了太阳能间歇性所造成的系统运行不稳定的问题.进行了春季不同工况、不同工作模式的试验,分析了系统的性能系数COP,得出该系统的平均COP为7.56.太阳辐射强度均值为592 W.m-2的天气条件下,COP可达8.9;即使在夜间,COP仍能达到6.4,均高于相同天气条件下普通太阳能热泵热水器的COP,该系统的COP受天气变化影响较小. 展开更多

关键词 太阳能热泵热水器 集热-蓄能-蒸发器 相变蓄能材料 性能系数 稳定性

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直膨式太阳能热泵供暖系统实验及性能分析

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作者 马光柏 杨朝晖 +1 位作者 苏士强 代彦军 《中国电力》 CSCD 北大核心 2023年第3期47-54,63,共9页

围绕建筑供暖需求,本文构建了太阳能集热/蒸发器和翅片蒸发器并联的直膨式太阳能热泵(direct expansion solar assisted heat pump,DX-SAHP)供暖系统,分析了系统热力循环过程,搭建了系统的工程应用实验平台,实验结果分析表明,DX-SAHP供... 围绕建筑供暖需求,本文构建了太阳能集热/蒸发器和翅片蒸发器并联的直膨式太阳能热泵(direct expansion solar assisted heat pump,DX-SAHP)供暖系统,分析了系统热力循环过程,搭建了系统的工程应用实验平台,实验结果分析表明,DX-SAHP供暖系统在不同运行工况下可获得较高的性能,性能系数(coefficient of performance,COP)最高可达到6.88,压缩机频率、太阳辐照度和环境温度对系统的制热量和COP均有影响;压缩机定频运行时,太阳能集热/蒸发器运行的COP比翅片蒸发器大约高30%,变频运行时大约高45%,变频运行具有更优的性能。 展开更多

关键词 直膨式 太阳能热泵 太阳能集热/蒸发器 性能分析

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