(太阳能辅助供暖的地源热泵经济性分析)

时间:11月28日 来源:太阳能控制器 访问:
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  利用太阳能辅助加热的地源热泵系统地源热泵机组供热及辅助热源对采用地下埋管的地源热泵系统,它的埋管方式有多种,本文以垂直单-U型埋管的地热换热器为例进行分析。地源热泵机组的制热量是由蒸发温度所决定的,而蒸发温度主要与地热换热器出口水温有关。地热换热器出口水温与地热换热器的长度、地下土壤的温度及连续运行的时间等因素有关。地热换热器的长度越长、热泵连续运行的时间越短,换热器的出口水温就越高,机组的制热性能系数就越大。

  在我国的北方地区,冬夏季负荷相当或以冬季热负荷为主,而且当地土壤温度比较低。通过对实际运行的地源热泵系统的测试表明,冬季单位钻孔长的取热率为25%45W/m,夏季放热率为80%100W/m;冬季热泵启动5h后、夏季热泵启动10h后,地热换热器出口水温趋于稳定。
  由此可见,冬、夏两季单位钻孔长度的传热量相差较大,这主要是因为夏季地热换热器的传热温差较大所致。若按照冬季工况来设计地热换热器的话,势必造成换热器的初投资过大,系统的整体经济性降低。以济南地区气象参数和地下土壤的特性为条件,通过地热换热器制热模式的模拟软件计算得出换热器出口水温与长度的计算结果如表1.加,造成夏季容量过大。为了提高系统的经济性,对热负荷为主的地区,可按夏季工况设计地热换热器,在冬季时利用辅助热源与地源热泵共同来制热,在这种场合太阳能利用大有用武之地。
  3太阳能集热器的性能参数平板集热器和真空管太阳能集热器是应用最广的太阳光-热转换装置。近年来,国产全玻璃真空管太阳能集热器的质量和可靠性有了很大提高,而且成本也降低了不少,因此在家用生活热水方面得到了广泛的应用。太阳辐照量是影响太阳能集热器的最主要因素。根据地区和安装条件的不同,太阳能集热器与水平面之间的倾角在0% 90.之间变化。对我国的北方地区而言,0.倾角为最不利倾角,而且水平面的太阳辐照量数值可从气象资料中直接选取,所以,我们用采暖期水平面上的季平均日太阳辐照量作为集热器的辐射量指标,计算时统一取冬季最冷3个月(即十二月、一月、二月)的平均日太阳辐照量。通过计算得到济南地区在采暖期水平面的日平均辐射量为8800kj/(m2.d)左右。

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