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太阳能-热泵复合供能系统

发布时间:2019-07-18 19:04
【摘要】:为最大限度利用可再生能源,将太阳能PV/T集热器与热泵相结合组成太阳能-热泵复合供能系统,通过不同阀门之间的相互切换,可实现多种运行模式以满足人们对生活热水、采暖或制冷的需求。实验主要针对单空气源热泵制热、PV/T与水源热泵联合制热及PV/T与双热源热泵联合制热3种运行工况进行研究,分别从室内温度、制热量、热泵COP、集热效率、发电效率等方面对系统进行实验研究与理论分析,实验结果表明,3种运行工况下热泵COP分别为2.26、3.4和2.61,平均室内温度分别为15.3、18.8和16.5℃,基本能满足冬季采暖负荷要求。系统可充分利用太阳能与热泵各自的优势,实现能源节约,为太阳能和热泵在建筑中联合运行模式提供部分参考价值。
文内图片:太阳能-热泵复合供能系统示意图
图片说明: 芎腿鄩煨阅芙鈉辛耸笛?研究。本研究将太阳能PV/T集热器与多功能热泵相结合,通过开启不同阀门来实现多种运行模式,,满足人们对采暖与生活热水的需求。实验采用赵耀华等[23-27]发明的基于平板微热管阵列PV/T集热器,其不仅具有相对较高的光电效率和光热效率,而且工艺简单,是目前为止唯一可商业化的光伏光热组件。本研究在以往实验研究基础上[28-30],对太阳能-热泵复合供能系统性能进行了实验研究。1实验介绍1.1系统构成太阳能-热泵复合供能系统主要由太阳能循环系统、热泵系统及末端系统3部分组成,如图1所图1太阳能-热泵复合供能系统示意图Fig.1Diagramofsolar-heatpumpcombinedenergysystem
文内图片:室内外温度随时间变化
图片说明: 第5期王岗等:太阳能-热泵复合供能系统·2135·δx2,δx3,…,δxn,根据误差传递公式可计算各个变量的不确定度,文中主要针对集热效率、发电效率、换热量及COP进行不确定性分析,其相对不确定度结果见表2。12(,,,)nyfxxx(7)2221212δδδδnnyyyyxxxxxx(8)则y的相对不确定度为δy/y。3数据处理3.1单空气源热泵制热运行模式(工况1)图2为室内外温度随运行时间的变化。运行期间,室外温度最低为2.6℃,最高为2.7℃,平均温度为0.6℃。初始运行时,由于室内计算机等发热设备及房间保温效果等多因素影响使室内初始温度高于室外温度,其值为5.1℃,室内温度随热泵运行至中午12:00之后达到15℃以上直至运行结束,最大可达17.6℃,基本能满足供暖需求。图2室内外温度随时间变化Fig.2Outdoorandindoortemperaturechangewithtime图3为制热量与热泵COP随运行时间的变化趋势。初始运行时,制热量与热泵COP均有升高的趋势,而后趋于平缓。运行期间,热泵制热量在0.99~1.58kW范围内变化,平均制热量为1.44kW;热泵图3制热量与COP随运行时间变化Fig.3HeatcapacityandCOPchangewithtimeCOP最小值为1.83,最大值为2.73。结合室外温度可知,平均环境温度为0.6℃的情况下,空气源热泵COP在整个运行期间的平均值为2.26,说明热泵设计较为合理,性能较可靠。3.2PV/T与水源热泵联合制热运行模式(工况2)图4为太阳辐照度及室内外温度随运行时间变化情况,运行期间太阳辐照度变化范围为194~753W·m2,平均辐照度为594W·m2;室外温度最低为1℃,最高为6℃,均值为3.6℃;室内温度变图4辐照度及室内外温度随运行时间的变化Fig.4Solarirradianceandoutdoorandindoortemperature
【作者单位】: 北京工业大学建筑工程学院;北京工业大学未来网络科技高精尖创新中心;
【基金】:北京未来网络科技高精尖创新中心项目~~
【分类号】:TU83

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