水源热泵在温室加温中的应用研究

采用多层覆盖、减小直接加热空间的温室节能设计措施,设计建造了试验温室,在水源热泵热风加温条件下,对试验温室的温度、空气相对湿度、水源热泵的实际制热系数进行了测定,对水源热泵加温的节能效果进行了评价,结果表明:夜间在水源热泵加温条件下,温室东西方向的水平温度分布均匀,南北相距12m的水平方向上存在0.9℃的温差,中部距地面上2.2m的垂直空间平均存在1℃的温差,00:00～08:00,空气相对湿度低于80%;试验用水源热泵实际热系数为3.31。与燃煤锅炉热水加温的玻璃温室相比,试验温室采用水源热泵加温相对节能46.5%,直接加温成本较燃煤锅炉加温的玻璃温室高82.2%,经计算,当试验温室与对照玻璃温室面积相等时,采用水源热泵加温可相对节能69.1%,直接加温成本仅较燃煤锅炉加温的玻璃温室高5.8%。     

地表水源热泵系统对环境影响研究进展

综述了地表水源热泵系统对环境影响的研究进展,其中包括了热泵系统对水温、底泥、水生植物及水中微生物的影响以及对温室气体排放量的影响。其影响主要与排水温度及水源地质相关。     

双热源太阳能热泵温室供暖系统的设计与构建

当前农业温室的调控消耗了大量的燃煤,该问题制约了温室甲鱼养殖业的发展,因此利用太阳能热泵技术为温室供暖是很有必要的。参照工厂化甲鱼养殖温室构建了30 m²实验温室,以浙北地区的气象数据为基础计算了实验温室的热负荷。以实验温室为研究对象,设计了双热源混联式太阳能热泵供暖系统并优化了系统结构,提高了系统的能效比和运行的稳定性,且系统的运行方式灵活多选。以实验温室热负荷计算结果为基础进行了系统的部件选型,构建了太阳能热泵供暖系统实验台,实验台设置了开展实验研究所需的温度、流量及辐照度等传感器采集相关参数。系统为太阳能单独运行、空气源热泵单独运行、热泵太阳能串联运行、太阳能热泵并联运行等多种运行模式下的实验研究,可获得各种运行模式下太阳能、热泵和系统整体的性能参数,为开展试验研究打下了基础,同时也可为同类设备的设计与应用提供参考。     

温室太阳能污泥干化系统的设计及试验研究

为提高污水处理厂污泥处理处置水平,探求温室太阳能和热泵技术在污泥干化领域的应用方法,设计一种新型温室太阳能污泥干化系统。该系统主要由温室、翻泥机、辅助热源、通风系统、保温系统组成。在河南地区对系统的核心部件,扰流风机、翻泥机和热泵系统进行了热性能试验研究。结果表明:扰流风机扰乱了温室内部的温度分布,使上部的热能向下部流动,温室底部温度提升了3~5 ℃;在本研究涉及的风速范围内,风速为2~6 m/s时对污泥干化起促进作用,6~8 m/s时,干化含水率减小缓慢,此时对污泥干化系统扰动较大。翻泥机翻泥的时间间隔与温室内热能相关,间隔为30~70 min范围内与干化含水率存在线性关系;在太阳能不足的冬季使用水源热泵系统较使用空气源热泵系统污泥干化含水率提高了11%,双系统较水源热泵系统提高了8%。试验验证结果表明:1 000 m²的温室污泥干化系统,日均处理污泥约10 t。     

直膨式太阳能热泵用于温室番茄根际-空气加温的试验研究

针对直膨式太阳能热泵所集热能利用率低,温室加温不足的问题,采用直膨式太阳能热泵为集热系统,根际-空气加温为放热系统,对大跨度主动蓄能型温室在不同天气仅根际加温和根际与空气同时加温的加温效果,集、放热系统运行性能,集热效率,热能利用率,节能率和集热系统的优化运行模式进行研究。结果表明:1)连续阴天和连续晴天,放热系统的热能利用率分别高于97.2%和92.7%;2)不同天气试验区的根际温度在17.9℃以上,比对照区高1.5℃,空气温度在11.6℃以上,比对照区高3.6℃,相对湿度在90.8%以下,比对照区低3.2%;3)不同天气整套系统的节能率R在47.2%以上,性能系数在1.9以上;4)不同天气集热系统均能在设定时间内达到设定集热温度目标,且其集热性能系数COPc在2.3以上,其集热效率在149.6%以上;5)9:30—11:30集热系统COPc随太阳辐射强度的增大,从1.4增大至3.0,11:30—14:50集热系统的集热性能系数均高于3.8,15:10以后,蓄热水池水温高于47℃时,集热性能系数由3.2最终降至0.8。该研究表明根际与空气结合的加温方式不仅提高了温室加温效果,还提高了热能利用率和直膨式太阳能热泵的集热性能。此外,根据集热条件调节集热系统的运行模式,可提高集热性能,达到温室加温节能的目的。     

太阳能-热泵除湿机-微计算机监控联合干燥系统的研究

太阳能-热泵除湿机-微计算机监控(TRCW)联合干燥系统中,木材干燥室的供热与湿空气的排湿,由太阳能供热系统和热泵除湿机两者配合起来完成。整个联合干燥系统的工作过程由微机监控系统来实现自动控制。太阳能集热器为平板式空气型,采光面积为75m~2,,热泵除湿干燥机按压缩式制冷循环工作(压缩机功率为3.75kW),以热泵供热的方式供给木材干燥所需的热量,而以制冷除湿方式除去木材蒸发到空气中的水分。联合系统的干燥能力为15～25m~3木材,在1989年4月至1990年7月的实验中,干燥的材种有水曲柳、柞木、榆木、红松、白松等。木材板厚为3～6cm,初含水率40％～60％,终含水率8.5％～15％,年平均干燥能耗每m~3木材为80kW·h及每kg水为0.53kW·h。     

太阳能-热泵除湿机-微计算机监控联合干燥系统的研究

太阳能-热泵除湿机-微计算机监控(TRCW)联合干燥系统中,木材干燥室的供热与湿空气的排湿,由太阳能供热系统和热泵除湿机两者配合起来完成。整个联合干燥系统的工作过程由微机监控系统来实现自动控制。太阳能集热器为平板式空气型,采光面积为75m~2,,热泵除湿干燥机按压缩式制冷循环工作(压缩机功率为3.75kW),以热泵供热的方式供给木材干燥所需的热量,而以制冷除湿方式除去木材蒸发到空气中的水分。联合系统的干燥能力为15～25m~3木材,在1989年4月至1990年7月的实验中,干燥的材种有水曲柳、柞木、榆木、红松、白松等。木材板厚为3～6cm,初含水率40％～60％,终含水率8.5％～15％,年平均干燥能耗每m~3木材为80kW·h及每kg水为0.53kW·h。     

太阳能与热泵技术在原油加热系统的应用

利用燃油、燃气加热炉加热原油会造成能源浪费和环境污染,以太阳能和回注水热交换所获热量为高温水源热泵的低温热源,以电加热器为备用热源,用于集输原油的循环加热,可以达到节能减排的目的。分别建立了太阳能集热器和高温水源热泵的数学模型,采用Matlab中的Simulink仿真技术建模,输入现场运行参数进行仿真,通过模拟仿真预测太阳能与热泵联合供热系统的运行情况,并将模拟运行结果与其他供热系统进行经济性比较。结果表明:太阳能与高温热泵联合供热系统的制热温度达75℃,制热系数达3.5,年运行费用较电锅炉加热节省40.23×104元,增加的投资14个月即可收回,经济效益比较显著。     

太阳能热泵系统的综合评价

本文采用层次分析法对不同类型的太阳能热泵进行了综合评价，确定了评价指标，并建立了太阳能热泵层次结构模型，借助计算程序，给出了各指标的权重，结合各评价指标的评分值，利用线性加权法，算出了四种太阳能热泵的综合评分，进而全面地、客观地给出了评价结果。     

太阳能热泵系统的综合评价

本文采用层次分析法对不同类型的太阳能热泵进行了综合评价，确定了评价指标，并建立了太阳能热泵层次结构模型，借助计算程序，给出了各指标的权重，结合各评价指标的评分值，利用线性加权法，算出了四种太阳能热泵的综合评分，进而全面地、客观地给出了评价结果。     

温室太阳能与空气源热泵联合加温系统的试验

为了探索太阳能、空气源热泵技术在设施农业领域的应用方法和发展潜力,寻求解决温室加温费用高、存在污染等问题的方法,对一种用于温室的太阳能和空气源热泵联合加温系统进行了实验研究,介绍了系统的总体设计和试验方法,并在昆明地区对系统性能和温室加温效果进行了实验。结果表明：在昆明地区最冷月1月,蓄热水箱平均水温可达41.1℃,空气源热泵运行时,制热系数COP平均值均在3以上。无论晴天还是阴天,温室都能够满足作物生长需求。为太阳能空气源热泵联合作为温室有效的加温系统提供了一定的理论依据。     

太阳能-土壤源热泵系统计算软件的开发与应用

通过混合应用线热源和圆柱源理论,建立了太阳能-土壤源混合式热泵系统的数学模型,并通过应用该模型,在Visual Basic语言基础上开发出了相关的计算软件。该软件在给定负荷的条件下不仅可以对单独的土壤源热泵系统进行设计与预测,还可以在已知当地日照的情况下对太阳能与土壤源热泵联合运行的情况进行设计。     

太阳能-土壤源热泵空调系统研究

提出了太阳能—土壤源热泵空调系统的概念,研究了该系统的工作原理。对地源热泵和热管式太阳能集热器的热力计算方法进行了理论分析;结合工程实例,介绍了太阳能地源热泵空调系统的设计思路和运行方式。     

太阳能结合温室栽培床智能加温系统的设计

为实现温室内全天供热、变温管理和节能的目的,结合大型玻璃温室和无土栽培技术要求,确定了总体加温结构设计方案和工作原理,对主要装置集热器进行选型和结构设计;利用Solidworks三维建模对太阳能板的安装和排布进行说明和分析,并结合当地的气象资料对单位面积的集热效率进行经济性分析,考虑太阳能的不稳定因素,分别设计了主加热及辅助加热系统。结果表明,对太阳能集热的设计和科学的安置有效地提高了太阳能的利用率;与传统电加温进行经济性计算,在20年内单位面积可节约能源12 942.46 k W·h,为我国现代化温室加温系统的研究提供了参考。     

用于就仓干燥的太阳能辅助热泵系统

针对粮食就仓干燥的特点,提出一套由太阳能辅助热泵干燥装置、通风地上笼送风系统以及粮食翻滚搅拌机械组成的就仓干燥工艺,可实现粮食就仓干燥的低能耗性、短周期性、均匀性等。以昆明地区为试验基地,设计制造了一套太阳能辅助热泵就仓干燥系统,分析了其运行性能与干燥能耗情况。给定条件下,初步研究结果表明,太阳能分数为15%,系统COPS可以达到5.19,而单位能耗除湿量可以达到3.05kg/kWh。     

地源热泵在日光温室中的应用

介绍了一种新型加热方式-地源热泵,并在顺义三高建造了地源热泵加热温室,对其加热效果进行了试验。测试结果表明,室外、试验温室与对照温室夜间平均温度分别为-7.9℃、14.4℃和8.7℃,加温效果明显。地源热泵加热与传统燃煤锅炉相比,平均节能为29.6%。     

太阳能空气源热泵热水机组控制系统设计

分析了一种新型的太阳能空气源热泵热水机组的工作原理,根据热水机组的开关信号和模拟信号参数,以PLC控制器为核心设计了该机组的控制系统。实践验证结果表明,该系统稳定可靠,实现了热水机组的全自动运行。     

地源热泵加热系统在油田的应用研究

在原油集输加热中,地源热泵加热系统可用于替代传统的燃油或燃气锅炉加热方式,起到节能减排的效果。研究了地源热泵在油田采油井中的应用,结果表明,在采油井中使用地源热泵系统替代锅炉为外输油加热完全可行,适合于在油田中进行推广和应用。     

地源热泵技术在中国温室设施中的应用探讨

当前在中国温室设施中应用和推广地源热泵技术尚存在诸多不利因素,大大限制了该项技术在设施农业领域中的发展。为探寻合理的解决途径,对地源热泵空调系统的关键技术和其在中国的发展概况进行了相关的阐述和分析,并以中国农业大学上庄实验站已经建成使用的地下水式温室地源热泵空调系统为实例,介绍该系统的组成、工作流程、性能参数和使用情况,探讨温室地源热泵空调系统在推广和使用中可能出现的投资较高,长时间运行性能不稳定等问题,分析其原因并提出相应的对策建议。