一種太陽能空氣源水源熱泵系統(tǒng)的仿真分析

一種太陽能空氣源水源熱泵系統(tǒng)的仿真分析摘要本文通過對太陽能空氣源水源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析，得出了系統(tǒng)在不同工況下的熱效率、制熱/制冷能力等指標(biāo)，并探討了系統(tǒng)的優(yōu)化方案。結(jié)果表明，系統(tǒng)在采用最優(yōu)化設(shè)計(jì)的情況下，可以實(shí)現(xiàn)較高的能源利用率和經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞：太陽能；空氣源；水源；熱泵系統(tǒng)；仿真分析AbstractInthispaper,simulationanalysisofasolarair-sourcewater-sourceheatpumpsystemisconducted,andthethermalefficiency,heating/coolingcapacity,andotherindicatorsunderdifferentoperatingconditionsareobtained.Theoptimizationsolutionofthesystemisalsodiscussed.Theresultsshowthatthesystemcanachievehighenergyefficiencyandeconomicbenefitsbyadoptingoptimaldesign.Keywords:solarenergy;airsource;watersource;heatpumpsystem;simulationanalysis1.介紹隨著能源消耗的增加和環(huán)境問題的日益加重，節(jié)約能源、減少污染已成為全球關(guān)注的話題。太陽能空氣源水源熱泵系統(tǒng)是一種可再生能源利用技術(shù)，具有很高的節(jié)能效果和環(huán)保性，被廣泛應(yīng)用于建筑、工業(yè)等領(lǐng)域。但是，由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工作流程中存在很多耗能環(huán)節(jié)等因素的影響，系統(tǒng)的能效和經(jīng)濟(jì)性難以得到有效提升。因此，對太陽能空氣源水源熱泵系統(tǒng)的仿真分析具有重要的意義。2.系統(tǒng)建模2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)太陽能空氣源水源熱泵系統(tǒng)由太陽能集熱器、空氣源熱泵和水源熱泵組成，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中，太陽能集熱器負(fù)責(zé)吸收太陽能，將其轉(zhuǎn)化為熱能；空氣源熱泵和水源熱泵分別通過空氣和水吸收熱量，實(shí)現(xiàn)制熱/制冷功能。2.2模型參數(shù)為了方便仿真計(jì)算，需要對系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)化。其中，太陽能集熱器的輸入?yún)?shù)為太陽直射輻射、太陽散射輻射和環(huán)境溫度；空氣源熱泵的輸入?yún)?shù)為室內(nèi)溫度、室外溫度和空氣濕度；水源熱泵的輸入?yún)?shù)為室內(nèi)溫度、室外溫度和水溫度。系統(tǒng)輸出參數(shù)為熱效率、制熱/制冷能力、耗電量等。3.仿真分析3.1熱效率分析在不同工況下，系統(tǒng)的熱效率如圖2所示?？梢钥吹?，在夏季制冷和冬季制熱時(shí)，系統(tǒng)的熱效率較低，主要原因是溫度差較大、制冷/制熱量較大；而在春、秋季節(jié)時(shí)，系統(tǒng)的熱效率較高。3.2制熱/制冷能力分析在不同工況下，系統(tǒng)的制熱/制冷能力如圖3所示?？梢钥吹剑谙募局评浜投局茻釙r(shí)，系統(tǒng)的制熱/制冷能力較大，可以滿足實(shí)際需要；而在春、秋季節(jié)時(shí)，系統(tǒng)的制熱/制冷能力較小。3.3優(yōu)化方案分析針對系統(tǒng)中存在的問題，本文提出了一些優(yōu)化方案，如改進(jìn)太陽能集熱器結(jié)構(gòu)、優(yōu)化熱泵制冷/制熱過程等。通過仿真分析，發(fā)現(xiàn)采用最優(yōu)化設(shè)計(jì)方案后，系統(tǒng)的熱效率和經(jīng)濟(jì)性均有所提高。4.總結(jié)本文通過對太陽能空氣源水源熱泵系統(tǒng)的仿真分析，得出了系統(tǒng)在不同工況下的熱效率、制熱/制冷能力等指標(biāo)，探討了系統(tǒng)的優(yōu)化方案。結(jié)果