太阳能辅助供暖的地源热泵经济性分析

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1、RENEWABLEENERGYNo．12003(107IssueinAl1)太阳能辅助供暖的地源热泵经济性分析曲云霞，方肇洪，张林华，李安桂(1．山东建筑工程学院，山东济南250014；2．西安建筑科技大学，陕西西安710055)摘要：在冬季土壤温度较低，而且以热负荷为主的北方地区，若完全采用地源热泵来供暖，则地热换热器和机组的初投资均比较高，连续运行的效率也较低，因此，可利用太阳能集热器作为辅助能源。白天完全依靠地源热泵供暖，夜间利用太阳能集热器蓄存的热量，使地热换热器与太阳能集热器串联运行。通过分析比较，该方案

2、比完全用地源热泵供暖更经济。关键词：太阳能集热器；地源热泵；供暖；辅助热源中图分类号：TU83文献标识码：A文章编号：1671—5292(2003)01—0008—03，_l■1。■neeconoml●Canalysi●sol●■~rounOl—couD’len1■neat·Dump●DyUSI●ngthesolarenergyasanassistedsourceQUYun—xia一，FANGZhao—hong，ZHANGLin—hua，LIAn—gui(1．ShandongInstituteofArchitect

3、ureandEngineering，Jinan250014，China；2．XianUniversityofArchitectureandTechnology，Xi’an710055，China)Abstract：Intheno．hem，thetemperatureofsoilisverylowandtheheatingloadisdominant．Ifthepeakloadofheatingwassuppliedbygroundexchanger，theground—coupledheatpumpheatinge

4、fficiencyislow．ThereforethesolarenergycanbeutilizedasassistedSOUrce．Inday，theheatissuppliedbygroundexchanger，andbygroundexchangerandsolarcollectorinnight．Theresultsshowthattheprogramismoreeconomica1．Keywords：solarcollector；ground——coupledheatpump；heating；assis

5、tedsource1前言在我国的北方地区，土壤的温度比较www.zhulong.com低，而且太阳能集冬季热负荷较大。作为地源热泵系统，为了满足冬季热负荷的需要，势必要加大地热换热器的配置，将造成了系统初投资的增加。此外当热泵机组长时间连续运行时，导致土壤温度降低，机组的效率下降。为了提高系统的经济性，可考虑采用辅助热源。太阳能是一种洁净的可再生能源，有着矿物能源不可比拟的优越性，是地源热泵系统图1利用太阳能辅助加热的地源热泵系统图理想的辅助热源。2地源热泵机组供热及辅助热源利用太阳能辅助加热的地源热泵系统原理见对

6、采用地下埋管的地源热泵系统，它的埋管图1。方式有多种，本文以垂直单一U型埋管的地热换收稿日期：2002—09—23基金项目：山东省重大科技攻关项目(O11150105)作者简介：曲云霞(1965一)，女，在读博士，副教授，从事地源热泵与空调节能的研究工作。●刈冉王能21．)O．5．Jl昂JU，朋热器为例进行分析。地源热泵机组的制热量是由加，造成夏季容量过大。为了提高系统的经济性，蒸发温度所决定的，而蒸发温度主要与地热换热对热负荷为主的地区，可按夏季工况设计地热换器出口水温有关。地热换热器出口水温与地热换热器，在冬季

7、时利用辅助热源与地源热泵共同来热器的长度、地下土壤的温度及连续运行的时间制热，在这种场合太阳能利用大有用武之地。等因素有关。地热换热器的长度越长、热泵连续3太阳能集热器的性能参数运行的时间越短，换热器的出口水温就越高，机平板集热器和真空管太阳能集热器是应用最组的制热性能系数就越大。广的太阳光一热转换装置。近年来，国产全玻璃在我国的北方地区，冬夏季负荷相当或以冬真空管太阳能集热器的质量和可靠性有了很大提季热负荷为主，而且当地土壤温度比较低。通过高，而且成本也降低了不少，因此在家用生活热水对实际运行的地源热泵系统的测试

8、表明，冬季单方面得到了广泛的应用。太阳辐照量是影响太阳位钻孔长的取热率为25—45W／m，夏季放热率能集热器的最主要因素。根据地区和安装条件的为80100W／m；冬季热泵启动5h后、夏季热不同，太阳能集热器与水平面之间的倾角在0—泵启动10h后，地热换热器出口水温趋于稳定。90。之间变化。对我国的北方地区而言，0of顷角为由此可见，冬、夏两季单位钻孔长度的传