深圳市高層住宅空氣源熱泵輔助太陽能集中熱水系統(tǒng)運(yùn)行能耗和成本分析.pdf

1、我國太陽能熱水系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展已歷經(jīng)近四十年，各種應(yīng)用技術(shù)也相對成熟。然而集中式（集中集熱、集中供熱、集中管理）太陽能熱水系統(tǒng)在深圳市高層住宅中的推廣和使用中問題連連，其系統(tǒng)的節(jié)能性遭到質(zhì)疑，因此分析集中式太陽能熱水系統(tǒng)的能耗對于其在住宅建筑中的推廣和運(yùn)營起著至關(guān)重要的作用。空氣源熱泵輔助太陽能集中熱水系統(tǒng)是熱泵技術(shù)和可再生能源技術(shù)的結(jié)合，系統(tǒng)充分利用了可再生能源和低品位的空氣熱能，理論上具有很大的節(jié)能潛力與優(yōu)勢。本文主要是對有24小時用

2、水需求的深圳高層住宅建筑的空氣源熱泵輔助太陽能集中熱水系統(tǒng)在實際應(yīng)用過程中的能耗和成本問題進(jìn)行分析，從而對其推廣和應(yīng)用給出合理的優(yōu)化建議。
　　本文首先對空氣源熱泵輔助太陽能集中熱水系統(tǒng)的運(yùn)行原理、運(yùn)行模式以及系統(tǒng)控制方法進(jìn)行了總結(jié)概括，然后分別對太陽能集熱系統(tǒng)的太陽輻射量、平板集熱器的集熱效率和集熱量，空氣源熱泵輔助加熱系統(tǒng)的制冷劑熱力循環(huán)、壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器和節(jié)流閥，集中儲熱供熱系統(tǒng)的管網(wǎng)熱損失、水箱熱損失、水泵和風(fēng)機(jī)功率

3、等設(shè)備及參數(shù)建立了數(shù)學(xué)計算方法。根據(jù)建立的系統(tǒng)數(shù)學(xué)計算方法，從理論上分析了并確定了：系統(tǒng)集熱量和集熱效率的主要影響因素—輻射量、環(huán)境溫度、集熱系統(tǒng)的平均溫度，水箱和管網(wǎng)熱損失的主要影響因素—環(huán)境溫度、保溫材料保溫性能、保溫材料厚度，空氣源熱泵的制熱量、制熱效率和運(yùn)行時間的主要影響因素—系統(tǒng)的熱負(fù)荷、集熱系統(tǒng)集熱量，最終確定了系統(tǒng)能耗的理論計算公式和影響因素。
　　在以上理論分析的基礎(chǔ)上，本文選取了深圳市的兩個安裝了空氣源熱泵輔助太

4、陽能熱水系統(tǒng)的小區(qū)，對系統(tǒng)的運(yùn)行能耗和成本進(jìn)行實例分析。首先對兩個項目太陽能熱水系統(tǒng)的熱水開通戶數(shù)、用水量和耗電量進(jìn)行了為期一年以上的逐月的數(shù)據(jù)采集，得到了深圳地區(qū)人均熱水用量和單位熱水耗電量在一年內(nèi)變化的數(shù)學(xué)擬合公式；重新定義了深圳的夏季、冬季和過渡季，通過對比系統(tǒng)的理論能耗與實際能耗，分析其產(chǎn)生差別的原因，并計算了兩個項目的運(yùn)營成本。其次在七月份對項目1進(jìn)行了集熱性能測試，記錄了環(huán)境溫度、大氣輻照度、集熱系統(tǒng)進(jìn)出口溫度以及集熱循環(huán)流

5、量等參數(shù)隨時間的變化規(guī)律，在此基礎(chǔ)上分析了在夏季太陽能輻射量變化的擬合公式、系統(tǒng)集熱量與集熱系統(tǒng)進(jìn)出口溫度的關(guān)系、系統(tǒng)瞬時集熱效率和系統(tǒng)集熱效率的關(guān)系；對項目2的集熱水箱水溫變化和供熱水箱的保溫性能進(jìn)行了測試，驗證了水箱溫度和集熱量之間的延遲關(guān)系，計算得到項目2水箱的熱損失系數(shù)。最后對兩個項目的全年太陽能保證率、全年常規(guī)能源替代量和環(huán)境效益進(jìn)行了工程評價。
　　研究結(jié)果表明，在深圳市高層住宅中應(yīng)用全集中式的太陽能熱水系統(tǒng)來保證24