【摘要】：為最大限度利用可再生能源,將太陽能PV/T集熱器與熱泵相結(jié)合組成太陽能-熱泵復(fù)合供能系統(tǒng),通過不同閥門之間的相互切換,可實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)行模式以滿足人們對(duì)生活熱水、采暖或制冷的需求。實(shí)驗(yàn)主要針對(duì)單空氣源熱泵制熱、PV/T與水源熱泵聯(lián)合制熱及PV/T與雙熱源熱泵聯(lián)合制熱3種運(yùn)行工況進(jìn)行研究,分別從室內(nèi)溫度、制熱量、熱泵COP、集熱效率、發(fā)電效率等方面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究與理論分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,3種運(yùn)行工況下熱泵COP分別為2.26、3.4和2.61,平均室內(nèi)溫度分別為15.3、18.8和16.5℃,基本能滿足冬季采暖負(fù)荷要求。系統(tǒng)可充分利用太陽能與熱泵各自的優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約,為太陽能和熱泵在建筑中聯(lián)合運(yùn)行模式提供部分參考價(jià)值。
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圖片說明： 芎腿鄩煨閱芙鈉辛聳笛?研究。本研究將太陽能PV/T集熱器與多功能熱泵相結(jié)合，通過開啟不同閥門來實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)行模式，，滿足人們對(duì)采暖與生活熱水的需求。實(shí)驗(yàn)采用趙耀華等[23-27]發(fā)明的基于平板微熱管陣列PV/T集熱器，其不僅具有相對(duì)較高的光電效率和光熱效率，而且工藝簡單，是目前為止唯一可商業(yè)化的光伏光熱組件。本研究在以往實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)上[28-30]，對(duì)太陽能-熱泵復(fù)合供能系統(tǒng)性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。1實(shí)驗(yàn)介紹1.1系統(tǒng)構(gòu)成太陽能-熱泵復(fù)合供能系統(tǒng)主要由太陽能循環(huán)系統(tǒng)、熱泵系統(tǒng)及末端系統(tǒng)3部分組成，如圖1所圖1太陽能-熱泵復(fù)合供能系統(tǒng)示意圖Fig.1Diagramofsolar-heatpumpcombinedenergysystem
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圖片說明： 第5期王崗等：太陽能-熱泵復(fù)合供能系統(tǒng)·2135·δx2，δx3,…,δxn，根據(jù)誤差傳遞公式可計(jì)算各個(gè)變量的不確定度，文中主要針對(duì)集熱效率、發(fā)電效率、換熱量及COP進(jìn)行不確定性分析，其相對(duì)不確定度結(jié)果見表2。12(,,,)nyfxxx(7)2221212δδδδnnyyyyxxxxxx(8)則y的相對(duì)不確定度為δy/y。3數(shù)據(jù)處理3.1單空氣源熱泵制熱運(yùn)行模式（工況1）圖2為室內(nèi)外溫度隨運(yùn)行時(shí)間的變化。運(yùn)行期間，室外溫度最低為2.6℃，最高為2.7℃，平均溫度為0.6℃。初始運(yùn)行時(shí)，由于室內(nèi)計(jì)算機(jī)等發(fā)熱設(shè)備及房間保溫效果等多因素影響使室內(nèi)初始溫度高于室外溫度，其值為5.1℃，室內(nèi)溫度隨熱泵運(yùn)行至中午12：00之后達(dá)到15℃以上直至運(yùn)行結(jié)束，最大可達(dá)17.6℃，基本能滿足供暖需求。圖2室內(nèi)外溫度隨時(shí)間變化Fig.2Outdoorandindoortemperaturechangewithtime圖3為制熱量與熱泵COP隨運(yùn)行時(shí)間的變化趨勢。初始運(yùn)行時(shí)，制熱量與熱泵COP均有升高的趨勢，而后趨于平緩。運(yùn)行期間，熱泵制熱量在0.99～1.58kW范圍內(nèi)變化，平均制熱量為1.44kW；熱泵圖3制熱量與COP隨運(yùn)行時(shí)間變化Fig.3HeatcapacityandCOPchangewithtimeCOP最小值為1.83，最大值為2.73。結(jié)合室外溫度可知，平均環(huán)境溫度為0.6℃的情況下，空氣源熱泵COP在整個(gè)運(yùn)行期間的平均值為2.26，說明熱泵設(shè)計(jì)較為合理，性能較可靠。3.2PV/T與水源熱泵聯(lián)合制熱運(yùn)行模式（工況2）圖4為太陽輻照度及室內(nèi)外溫度隨運(yùn)行時(shí)間變化情況，運(yùn)行期間太陽輻照度變化范圍為194～753W·m2，平均輻照度為594W·m2；室外溫度最低為1℃，最高為6℃，均值為3.6℃；室內(nèi)溫度變圖4輻照度及室內(nèi)外溫度隨運(yùn)行時(shí)間的變化Fig.4Solarirradianceandoutdoorandindoortemperature
【作者單位】： 北京工業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院;北京工業(yè)大學(xué)未來網(wǎng)絡(luò)科技高精尖創(chuàng)新中心;
【基金】：北京未來網(wǎng)絡(luò)科技高精尖創(chuàng)新中心項(xiàng)目~~
【分類號(hào)】：TU83

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本文編號(hào)：2516021