【摘 要】
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随着能源需求不断增加与环境污染形势的逐渐严峻,人们逐渐关注清洁能源的开发与利用。我国能源结构大部分依靠不可再生能源,而化石燃料的燃烧会造成环境污染和温室效应等不良影响,因此开发利用可再生能源是十分重要的。由于夏热冬冷地区地理位置特殊,是非集中供暖的,因此供暖方式的选择就显得尤为重要。本文提出了一种耦合相变蓄热器的太阳能空气源热泵系统,将太阳能空气源热泵与相变蓄热技术相结合,基于夏热冬冷地区的气候特
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随着能源需求不断增加与环境污染形势的逐渐严峻,人们逐渐关注清洁能源的开发与利用。我国能源结构大部分依靠不可再生能源,而化石燃料的燃烧会造成环境污染和温室效应等不良影响,因此开发利用可再生能源是十分重要的。由于夏热冬冷地区地理位置特殊,是非集中供暖的,因此供暖方式的选择就显得尤为重要。本文提出了一种耦合相变蓄热器的太阳能空气源热泵系统,将太阳能空气源热泵与相变蓄热技术相结合,基于夏热冬冷地区的气候特点,建立了耦合相变蓄热器的太阳能空气源热泵供暖系统。选取南京某独栋别墅作为模拟对象,利用TRNSYS软件在此建筑上建立耦合相变蓄热器的太阳能空气源热泵供暖系统,并设置太阳能空气源热泵供暖系统进行对比分析,模拟仿真时间为11月24日至次年3月12日,设定室内供暖温度为18℃以上。对两个系统的模拟结果在系统制热量、耗电量、能效比以及室内人体热舒适度四个方面进行分析,得出以下主要结论:在整个供暖季,耦合相变蓄热器的供暖系统的总制热量为1865.69k W、总耗电量为442.64k Wh,太阳能空气源热泵供暖系统的总制热量为1911.48k W、总耗电量为510.51k Wh。相变系统的耗电量要低于无相变系统,相变系统更节能,节能率为13.29%。从系统能效比上来看,耦合相变蓄热器的供暖系统的平均能效比为3.5,太阳能空气源热泵供暖系统的平均能效比为3.32,提高了5.14%。使用PMV-PPD评价方法对两个系统的室内热舒适度进行了评价,结果显示相变系统可以为人体提供I级室内热环境水平,无相变系统只能为人体提供II级室内热环境水平,由此可见相变系统在节能型与舒适性方面优于无相变系统。最后对耦合相变蓄热器的太阳能空气源热泵系统进行经济性分析,从能耗与经济方面例如初投资、系统运行维护费用、安装费等角度进行结合考虑。然后选择了四种夏热冬冷地区典型的供暖系统进行对比计算分析,综合对比评价系统的经济性价值。
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