季节性蓄热的太阳能-地源热泵复合系统

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季节性蓄热太阳能地板供暖系统的性能研究

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ＡｂｔａｔＩｈｓａｔｃｅ，ａｍａｈｍａｉａｄｌｏｏａｏｒｈａｉｇｓｓｅｗｉｈｓａｏａｔｒｇｉｓｒｃ：ｎｔｉｒｉｌｔｅｔｃｌｍｏｅｆａｓｌｒｆｏｅｔｙｔｍｔｅｓｎｌｓｏａｅｓｌｎｐｒｓｎｅｅｅｔｄ．Ｔｈｖｒｇｅｅａｕｅｏｔｒｉｈｅｓｏａｅｔｎｓｇｖｎｆｒａｖｌａｌｃｔｄｉｈｎｈａ．ｅａｅａｅｔｍｐｒｔｒｆｗａｅｎｔｔｒｇａｋｉｉｅｏｉｌｏａｅｎＳａｇｉＩｄｔｏｎａｄｉｎ，ｔｅｉａｔｏａａｔｒｕｈａｈｏａｏｌｃｏｒａ，ｓｏａｅｖｌｍｅ，ｔｅｂｉｄｎｅｔｉｈｍｐｃｆｐｒｍｅｅｓｓｃｓｔｅｓｌｒｃｌｅｔｒａｅｔｒｇｏｕｈｕｌｉｇｈａ
中图分类号：Ｕ３．７Ｔ８２１文献标识码：Ａ文章编号：０２— ３９（０１１— ０４— ４１０６３２１）００２０
ＰｅｆｒａｅＳｕｆＡｏａｏｒＨｅｔｎｙｔｍｔｅｓｎｌＳｔｒｇｒｏｍｎｃｔｄｙｏＳｌｒＦｌｏａｉｇＳｓｅｗｉｈＳａｏａｏａｅ

太阳能相变蓄热与地源热泵复合系统运行特性及耦合调控优化研究

太阳能相变蓄热与地源热泵复合系统运行特性及耦合调控优化研究太阳能、相变蓄热和地源热泵是目前应用较广泛的可再生能源技术。

它们具有各自的优点和特点，可以相互补充，提高系统能效，减少能源消耗和环境污染。

本文将探讨太阳能、相变蓄热和地源热泵复合系统的运行特性和耦合调控优化。

首先，太阳能是一种取之不尽的清洁能源，可以转化为热能或电能供应给我们的生活和生产。

在太阳能热利用系统中，太阳能集热器将太阳辐射能转化为热能，并通过传热介质传递给相变蓄热装置。

相变蓄热装置利用相变材料的特性，将热能转化为潜热储存起来，以备后续供热。

这样可以充分利用太阳能资源，并且在夜间或阴雨天等太阳能能量供应不足的情况下提供热量。

其次，地源热泵是一种利用地下能源的高效供暖和制冷设备。

地下温度相对较稳定，地源热泵通过地下热交换器中的工质与地下热源进行热交换，实现供热和制冷的目的。

在地源热泵系统中，热泵将地下能源转化为高温热能，并通过传热介质传递给供热系统。

太阳能、相变蓄热和地源热泵可以组合成复合系统，互补利用各自的优点，提高系统的能效。

在复合系统中，太阳能和地源热泵可以同时供热，实现互补供热的效果。

当太阳能供热不足时，可以通过地源热泵提供热能；当地源热泵供热不足时，可以通过太阳能补充热能。

通过合理调控和优化系统的运行，可以实现能耗的最小化和能源的最大化利用。

耦合调控优化是太阳能、相变蓄热和地源热泵复合系统的关键技术之一、通过建立系统的动态模型，可以预测系统的运行状态和性能。

基于动态模型，可以进行系统运行的优化调控。

例如，可以根据天气预报和用户需求，合理安排太阳能和地源能的利用比例，以最大化系统的能效。

此外，还可以通过优化传热介质流量和温度等参数，改善系统性能。

通过耦合调控优化，可以实现太阳能、相变蓄热和地源热泵的最佳组合和协同工作，提高整个系统的能效，减少能源消耗和环境污染。

综上所述，太阳能、相变蓄热和地源热泵复合系统具有很大的潜力和优势。

太阳能土壤跨季节蓄热—地源热泵组合理论与实验研究的开题报告

太阳能土壤跨季节蓄热—地源热泵组合理论与实验研究的开题报告一、研究背景及意义随着人类对清洁能源的需求日益增加，太阳能、地源热泵等新能源技术逐渐得到了广泛应用。

作为一种清洁、可再生的能源，太阳能通过太阳能集热器收集和利用，可以供应家庭热水、采暖等用途。

然而，太阳能在不同季节、不同天气条件下的供热效果有所差异，存在冬季太阳能供热不足、夏季太阳能过剩等问题。

因此，如何解决太阳能跨季节供热问题，提高太阳能利用率，是当前太阳能利用方面的研究热点。

地源热泵是一种利用地下热能进行空调供暖的系统。

地下恒定的温度可以保证地源热泵在任何天气条件下都能良好地工作。

由于地下温度受季节影响相对较小，因此地源热泵可以有效解决夏季散热、冬季供热等问题。

因此，将太阳能与地源热泵进行组合利用，可以实现夏季太阳能收集、冬季地源热泵供暖的效果，从而提高太阳能的利用效率，降低对传统能源的依赖。

通过太阳能土壤跨季节蓄热-地源热泵组合利用这一技术，可以解决夏季太阳能过剩、冬季太阳能供热不足的问题，从而实现太阳能的有效利用。

因此，本研究旨在探究太阳能土壤跨季节蓄热-地源热泵组合利用的理论知识和实验研究，为太阳能利用提供新的思路和方法，为清洁能源领域的发展做出贡献。

二、研究内容和方法1. 理论探究：介绍太阳能土壤跨季节蓄热的基本原理和机理，探究太阳能与地源热泵的组合利用机制，分析太阳能土壤跨季节蓄热-地源热泵组合利用的优势和应用前景。

2. 实验设计：设计太阳能土壤跨季节蓄热-地源热泵组合利用的实验装置，研究太阳能的收集效率、土壤蓄热效率、地源热泵的工作效率等关键因素对系统运行的影响。

3. 数据分析和处理：对实验数据进行处理和分析，研究太阳能土壤跨季节蓄热-地源热泵组合利用的供热效果、能耗、经济性等指标，并从理论与实验两个方面验证太阳能土壤跨季节蓄热-地源热泵组合利用的可行性和优劣。

三、研究成果与预期目标1. 提出太阳能土壤跨季节蓄热-地源热泵组合利用的理论框架和技术方案，为太阳能利用提供新的思路和方法。

太阳能-地源热泵复合系统的性能分析及优化

太阳能-地源热泵复合系统的性能分析及优化太阳能-地源热泵复合系统的性能分析及优化近年来，随着能源需求的不断增长和环境保护的迫切需求，太阳能和地源热泵等可再生能源技术受到了广泛关注。

太阳能和地源热泵可以相互结合，形成太阳能-地源热泵复合系统，为建筑提供热水供应和空调服务。

本文将对该复合系统的性能进行分析和优化。

首先，我们先来了解太阳能-地源热泵复合系统的工作原理。

该系统由太阳能热水器和地源热泵组成。

太阳能热水器通过太阳能热能的收集和转换，将热水供应给建筑。

当太阳能热水器无法满足热水需求时，地源热泵将参与工作。

地源热泵通过地下的地热能量，利用热泵工作原理将低温热能提升为高温热能，为建筑供应热水和空调。

通过对太阳能-地源热泵复合系统的性能进行分析，我们可以发现一些可以优化的问题。

首先，太阳能-地源热泵复合系统在不同环境条件下的性能有所差异。

例如，在寒冷的冬季，太阳能热水器的效果可能受到影响，需要增加地源热泵的使用量。

在这种情况下，可以考虑增加太阳能热水器的面积或者提升地源热泵的效能，以提高整个系统的性能。

其次，太阳能-地源热泵复合系统在热交换过程中的效率也是需要优化的一个方面。

在太阳能热水器中，太阳能的收集效率和转换效率直接影响热水供应的质量和数量。

因此，可以考虑使用更高效的太阳能热水器技术，如真空管太阳能热水器，以提高太阳能的利用率。

在地源热泵中，优化热泵的工作参数，如蒸发器的供热温度和冷凝器的供冷温度，可以提高热泵的效能，减少能量的浪费。

此外，对太阳能-地源热泵复合系统的运行管理也是优化的一个关键方面。

及时维护和保养太阳能热水器和地源热泵设备，定期清洗和检查热交换器，清理管道中的污染物等都是保持系统性能稳定的重要措施。

另外，采用智能控制系统，可以根据不同的需求，灵活调整整个系统的运行模式，达到最佳的能源利用效果。

综上所述，太阳能-地源热泵复合系统的性能分析和优化是实现可持续发展和节能减排的重要途径。

地源热泵和太阳能结合讲义

N
N
•循环泵关闭
循环泵关闭>2小时?
Y
•电加热开启
T热水箱<60C?
Y
N
> T集热器-T地源换热器出水 3C?
Y N
< T地源换热器出水 20C?
Y
•集热器切换到地源换热器 •循环泵运行
7C
高热泵效率. 水路的切换基于水温控
制.
EVAP COND
热泵机组
板换
地埋管系统
报价部分
70 C
生活热水箱
地源热泵和太阳能集成系统项目说明盘管 (回风和新风), 地板加热器
– 太阳能集热系统,热水水箱及换热器
• 对建筑的要求:
– 需要25平方米的机房,用以安装热泵主机,水泵和其他辅助设备.机房最好在底层或地下室.
EVAP COND
22 C
27 C
板
换
地埋管系统
报价部分
生活热水箱
风机盘管
40 C 45 C
地源热泵和太阳能集成系统－冬季运行
•热泵机组提供45C的热水给末端设备
如风机盘管和地板加热器,用于采暖。
•热泵机组的热源来自于地埋管和太阳
能集热器。
•在满足冬季生活热水的前提下, 太阳
12 C
能集热器还用来加热地埋管水, 以提
地源热泵和太阳能集成系统的工作原理
• 夏季 – 生活热水主要来自太阳能集热系统, 阳光不足时,电加热辅助. – 热泵系统吸收房间的热量,使房间温度降低, 并将热量释放到土壤中.
• 冬季 – 生活热水主要来自太阳能集热系统, 阳光不足时,电加热辅助. – 热泵系统从土壤和太阳能中汲取热量, 供房间采暖的需求.
附加说明: • 阳光不足时电加热辅助是出于成本

太阳能—蓄热与地源热泵供热水系统的TRNSYS模拟与研究共3篇

太阳能—蓄热与地源热泵供热水系统的TRNSYS模拟与研究共3篇太阳能—蓄热与地源热泵供热水系统的TRNSYS模拟与研究1太阳能—蓄热与地源热泵供热水系统的TRNSYS模拟与研究随着能源环境的改变，对于可再生能源的需求与使用正越来越高。

太阳能成为了当代最主要的一种绿色能源之一，也成为了很多科技公司、研究院所等单位的研究焦点。

太阳能的应用已经从传统的发电领域扩展到了其他诸多领域，其中太阳能供热领域也越来越受到人们的关注。

在太阳能供热领域中，太阳能—蓄热与地源热泵供热水系统得到了广泛的应用。

本文将介绍太阳能—蓄热与地源热泵供热水系统的TRNSYS模拟与研究。

一、太阳能—蓄热与地源热泵供热水系统的介绍太阳能—蓄热与地源热泵供热水系统主要由太阳能集热器、热水储罐、地源热泵、水泵、换热器等组成。

太阳能集热器吸收太阳辐射的能量，将能量转化为热能，通过管道将热能输送到热水储罐中进行储存。

当太阳能集热器收到的太阳辐射不足时，地源热泵会自动开启进行补充供热，并将所供的热量输送到热水储罐中，以保证供热水系统的正常运行。

太阳能—蓄热与地源热泵供热水系统与传统的热水系统相比有以下优势：（1）使用太阳能等可再生能源作为主要供能来源，节能环保；（2）可以自动检测太阳辐射，自适应调节；（3）能够进行热能的储存，随时调用热能。

二、TRNSYS模拟太阳能—蓄热与地源热泵供热水系统TRNSYS是一个专业的建筑能源分析软件，主要用来进行建筑能耗计算、系统设计和分析等。

在太阳能—蓄热与地源热泵供热水系统的设计与优化过程中，TRNSYS的应用可以对系统参数和运行状态进行分析、优化和改进。

在太阳能—蓄热与地源热泵供热水系统的TRNSYS模拟中，需要对系统各个部分进行建模。

首先需要对太阳能集热器进行建模，计算集热板面积、箱体材料、传热管道参数等。

然后需要进行热水储罐的建模，计算罐体的材料、容积、热损失等。

接下来需要进行地源热泵的建模，包括压缩机、膨胀阀、换热器、管道等参数的计算。

太阳能系统与地源热泵系统联合供热

太阳能系统与地源热泵系统联合供热太阳能系统与地源热泵系统联合供热的原则是；以地源热泵系统为主，太阳能系统为辅助热源，但在运行控制上要优先采用太阳能，并加以充分利用。

在供热运行模式下，北区试验区域采用的散热器采暖系统与办公区域采用的地面辐射采暖系统串联运行，以提高太阳能的利用率。

（一）太阳集热系统北区采用140m2平板型太阳集热器，采用太阳能与建筑一体化技术，使太阳集热器与建筑完美结合。

本示范工程将太阳集热器设置在建筑的南立面上，与玻璃幕墙融为一体，这样既丰富了建筑的立面效果，又起到了利用太阳能的作用。

北区冬季热负荷大于夏季冷负荷，可以采用太阳能辅助供热，解决地下的热量不平衡问题，提高地源热泵系统的运行效率。

在北区，太阳能除冬季与地源热泵系统联合供热外，其它季节，在不供热时，采用季节性蓄热技术将热量储存在蓄热水池中，供冬季采暖使用。

（二）联合供热方案比较太阳能系统与地源热泵系统联合供热的方式有两种：并联和串联方式。

并联方式示意图如图1所示：I型换热器图1太阳能系统与地源热泵系统并联供热方式串联方式示意图如图2所示：并联运行模式与串联运行模式相比，存在以下弊端：（1）当太阳能系统与地源热泵系统同时运行时，系统的循环水量为两者之和，太阳能系统能否直接供热，直接影响系统的循环水量，进而影响热泵机组的可靠性。

（2）在并联运行模式下，当T g温度低于50 C时，太阳能不能被直接利用，只能去加热土壤，提高热泵机组蒸发器侧的温度。

而在串联模式下，当T g温度低于50C，而高于40C时，可以与地源热泵机组串联运行，充分提高地源热泵机组的COP值。

基于串联运行模式的优点，本示范工程采用串联运行模式。

其运行策略为：在供暖初始时，由于采用了季节性蓄热的技术，同时，在室外温度较高的情况下，采暖负荷较小，此时, 经过太阳能加热后的供水温度T g较高，若温度高于50C,则利用太阳能直接采暖；若供水温度低于48C,并且高于40C,则太阳能采暖系统与地源热泵系统串联运行，即经过太阳能加热后的水再经过地源热泵系统提升（达到 50C ）后，供给末端。

季节性蓄热太阳能_土壤源热泵系统热经济学分析

2
2. 1
热经济学基础
分析的评价指标 SGCHPSHS 系统的平衡方程为： Ex in = Ex ef + Ex l 及运行模式介绍
用来进行热经济学分析的 SGCHPSHS 系统基
于“严寒地区太阳能 — 土壤源热泵供热供冷示范工，其示范楼位于哈尔滨市松北区。程” SGCHPSHS 系统主要由 4 个子系统组成，分别为太阳能集热系统、热泵机组、地下土壤换热系统和地板辐射供热供冷系统，系统原理图如图 1 所示。太阳能集热器正南方向布置，倾角为 60° 。热泵机组额定输入功率为 3. 7 kW 。土壤换热器（ Ground heat exchanger ， GHE ）由 12 根垂直单 U 型管组成，深 50 m ，分 2 组（ 6 根 1 组）并联连接，在夏季供冷时也可同时进行蓄热。
图1 SGCHPSHS 系统原理图
年度化成本将各种成本等额折合到每 1 年内，即将成本按
这种均摊了的成本称为年资产使用寿命每年均摊，该系统将春、夏、秋三季的太阳能利用太阳能集在冬季用土壤源热泵热器和 GHE 蓄存到土壤之中，将热量取出对建筑进行供热，而太阳能也能够在冬这就实现了全年太阳季晴好的白天进行直接供热，能的利用。由于冬季取热使土壤温度降低，这使得土壤可以在夏季作为自然冷源进行直接供冷。 SGCHPSHS 系统可以根据不同需要实现多种运行模式，示范工程初步选定以下 4 种，并实现了系统度化费用或年度化成本可按下式计算： Ca =

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季节性蓄热的太阳能-地源热泵复合系统
作者：张方方，崔萍，方肇洪
作者单位：张方方(山东方亚地源热泵空调技术有限公司)，崔萍(山东建筑大学地源热泵研究所)，方肇洪(山东方亚地源热泵空调技术有限公司山东建筑大学地源热泵研究所)
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