一種在寒冷地區(qū)基于耦合空氣源吸收熱泵的供熱系統(tǒng) 節(jié)能分析

1、0一種在寒冷地區(qū)基于耦合空氣源吸收熱泵的供熱系統(tǒng)：一種在寒冷地區(qū)基于耦合空氣源吸收熱泵的供熱系統(tǒng)：節(jié)能分析節(jié)能分析摘要摘要用于供暖和生活熱水的能耗非常高。這種基于空氣源吸收熱泵(ASAHP)的供熱系統(tǒng)被評(píng)估有很大的節(jié)能潛力。然而，單級(jí)ASAHP在室外空氣溫度很低時(shí)表現(xiàn)不佳。一種雙級(jí)耦合ASAHP被提出用于提高單級(jí)ASAHP在寒冷地區(qū)的節(jié)能潛力。在變化的工作環(huán)境中分別模擬改善后的系統(tǒng)在雙級(jí)模式和單級(jí)模式下的供熱能力和主要能源效率。在寒冷地

2、區(qū)應(yīng)用不同供熱系統(tǒng)的建筑負(fù)荷和主要能源效率被比較分析用來調(diào)查耦合ASAHP的節(jié)能潛力。結(jié)果表明，耦合ASAHP產(chǎn)品在寒冷環(huán)境下展現(xiàn)出穩(wěn)定的PEE并能夠提供高熱值。耦合ASAHP的節(jié)能率在所有典型城市大約是20%。此外，單級(jí)ASAHP的節(jié)能潛力在極其寒冷地區(qū)能夠被明顯提高。在哈爾濱提高7.73%。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞吸收式熱泵空氣源雙級(jí)耦合供熱寒冷地區(qū)1.引言引言1.11.1能量消耗和傳統(tǒng)供熱系統(tǒng)存在的問題能量消耗和傳統(tǒng)供熱系統(tǒng)存在的問題取暖和室

3、內(nèi)用于熱水的能量消耗是非常大的。在2008年，中國的北方城市取暖的能量消耗占建筑總體消耗的23.4%[1]。通常，鍋爐是寒冷地區(qū)最常用的取暖和室內(nèi)熱水系統(tǒng)[2]。在中國，煤炭鍋爐仍被廣泛應(yīng)用，由于現(xiàn)有的煤炭主導(dǎo)的能源結(jié)構(gòu)[3]。然而，煤炭鍋爐的能源利用系數(shù)低并且會(huì)帶來較大的空氣污染，它被認(rèn)為是CO2，SO2，NOX和微塵，例如PM2.5和PM10的主要來源[46]。1.21.2空氣源吸收熱泵和它的局限性空氣源吸收熱泵和它的局限性一種將傳

4、統(tǒng)取暖系統(tǒng)和空氣源吸收熱泵結(jié)合的供熱系統(tǒng)被評(píng)估在主要節(jié)能和減排方面有巨大潛力[7]。然而，與空氣源電熱泵類似，這種ASAHP表現(xiàn)出較差甚至在室外溫度較低時(shí)不能工作[89]。當(dāng)這種ASAHP不能滿足取暖需求時(shí)，鍋爐必須承擔(dān)剩余的熱負(fù)荷。因此，寒冷地區(qū)的能源儲(chǔ)蓄將被降低[10]。于是提高空氣源熱泵在寒冷地區(qū)的性能將極具意義。正如空氣源熱泵它本身的意義。1.31.3研究目標(biāo)在于替代原有供熱系統(tǒng)研究目標(biāo)在于替代原有供熱系統(tǒng)。對于ASAHP來說，

5、很少有關(guān)于以取暖為目的的研究報(bào)告，更不用說其在寒冷地區(qū)的應(yīng)用。在這個(gè)工作中，一種雙級(jí)耦合ASAHP被提出用于在寒冷地區(qū)的取暖。這種耦合的ASAHP在當(dāng)環(huán)境溫度上升到一定值時(shí)能夠轉(zhuǎn)換成普通的單級(jí)ASAHP模式。為了研究這種新型的供熱系統(tǒng)的節(jié)能潛力，這種耦合的ASAHP被放在各種室外溫度下來測試性能。在這種耦合ASAHP應(yīng)用于典型的寒冷城市的節(jié)能潛力被分析之后，我們以傳統(tǒng)的燃煤鍋爐供熱系統(tǒng)作為基線。此外，能量儲(chǔ)蓄也和單級(jí)空氣源熱泵相比較，以

6、確定耦合空氣源熱泵帶來的改善。2點(diǎn)。流體的熱力學(xué)性質(zhì)是從[17，18]獲得的。供熱的性能系數(shù)定義為吸收器有效熱負(fù)荷與發(fā)生器所需的熱負(fù)荷的比值。對于提倡的這種系統(tǒng)以耦合ASAHP形式運(yùn)行：對于提倡的系統(tǒng)以單級(jí)ASAHP形式運(yùn)行：其中Qa1，Qc1，Qg1分別是吸收器、冷凝器和發(fā)生器在低溫階段的熱負(fù)荷，Qa2Qc2，Qg2分別是吸收器、冷凝器、發(fā)生器在高溫階段的熱負(fù)荷。圖1耦合ASAHP的示意圖2.2.22.2.2耦合系統(tǒng)的一次能源效率耦合