合肥地区空气源热泵与太阳能热水耦合系统研究

发布时间：2018-02-05 20:32

  本文关键词： 空气源热泵 太阳能热水器 耦合系统 优化运行 效益分析　出处：《合肥工业大学》2014年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：在能源资源消费过量及环境污染严重的大环境下，，建筑节能工作不断推进，节能环保的生活热水制备方式被广泛提起。清洁无污染的太阳能热水系统在我国较为普及，但其在阴雨天气效率不佳的缺点决定了为其添加辅助热源的重要性。空气源热泵热水机组通过消耗少量的电能，从空气中提取低品位热能用于加热，是高效节能的热水设备，但在室外气温0℃以下的环境中其效率较低且存在结霜除霜的问题。故提出将二者耦合，构成空气源热泵与太阳能热水耦合系统，能有效的扬长避短，高效节能的制备生活热水。 利用TRNSYS软件建立了空气源热泵与太阳能热水耦合系统的可视化系统模型和仿真流程；以合肥地区某培训中心宿舍生活热水工程为例，研究了该系统太阳能集热面积与热泵功率的匹配问题；以每天14:00开启热泵的常规运行模式，模拟分析了太阳辐射、室外气温及水箱水温等因素对系统性能的影响及系统全年的运行特性。在此基础上，研究了使系统全年能耗最低的每月热泵最佳开启时刻，在此优化模式下运行，全年平均系统COP值高达17.88，较常规模式高5.97%；其全年系统总能耗8587.73kWh，单位热水能耗2.94kWh/t，较常规模式下降5.63%，节能效果显著。其后，对比分析了空气源热泵与太阳能热水耦合系统和其他几种常规的热水制备方案的节能效益、环保效益和经济效益；研究结果表明，空气源热泵与太阳能热水耦合系统的常规能源替代量为26.35tce/a，二氧化碳减排量65.08t/a，二氧化硫减排量0.53t/a，粉尘减排量0.26t/a，在对比的几种方案中具有最优的节能性和环保性；而空气源热泵与太阳能热水耦合系统的经济性受贷款利率影响较大，当贷款利率低于11.02%时，相比于其他方案，该系统具有最优的经济性；但其经济性优势随能源价格的上涨而更加明显，因而在合肥地区具有很高的推广价值。
[Abstract]:In the environment of excessive consumption of energy and resources and serious environmental pollution, building energy conservation work continues to advance. Energy saving and environmental protection of domestic hot water preparation methods have been widely mentioned. Clean and pollution-free solar water heating system is more popular in China. However, the disadvantage of its poor efficiency in rainy weather determines the importance of adding auxiliary heat sources. Air source heat pump hot water units extract low-grade heat energy from the air for heating by consuming a small amount of electric energy. It is a hot water equipment with high efficiency and energy saving, but its efficiency is low and frosting and defrosting exist in the environment below 0 鈩

本文编号：1492712