基于TRNSYS制冷工况光伏/热土壤源热泵综合性能研究

夏热冬冷地区GCHPs长期运行导致热堆积问题是目前阻碍其大规模发展的原因之一,为改善该问题带来的不利影响,利用PV/T系统辅助GCHPs进行联合制冷。采用TRNSYS对PV、GCHPs及PV/T-GCHPs制冷季运行性能进行模拟分析。研究表明:较于PV系统,PV/T-GCHPs组件平均温度最大降低38.14%,电效率、发电量最大提高22.67%、11.99%;PV/T-GCHPs运行10年后土壤温度最小增幅仅2.2%,较于GCHPs降低5.6%;且三种不同流量工况下运行10年后的COP虽变化不大但比GCHPs最少提高了5.2%。

光伏/光热-地源热泵联合供热系统运行性能研究

为解决太阳电池的发电效率随温度升高而下降以及地源热泵系统供热引起的土壤热失衡问题,以典型居住建筑的光伏/光热-地源热泵(PV/T-GSHP)联合供热系统为研究对象,基于TRNSYS软件,采用土壤温度、地源热泵机组季节能效比、光伏发电效率和太阳能保证率为评价指标,对该联合供热系统进行运行性能分析。研究结果表明:夏热冬冷地区(以长沙为例)太阳能保证率相对较高,PV/T组件面积为满屋顶最大化安装(900 m^(2))时,第20年末土壤温度相比初始地温仅升高0.8℃,热泵机组季节能效比约为5.1,太阳能保证率为97.0%~98.7%;不同气候地区的太阳能保证率与PV/T组件面积和建筑全年累计供热量有关,通过定义单位建筑全年累计供热量PV/T组件面积指标,得到中国不同气候地区的太阳能保证率与该指标的耦合关系,回归方程的决定系数R^(2)为0.983,得出在已知建筑全年累计供热量和太阳保证率设计目标值的条件下所需PV/T组件面积的计算方法。PV/T-GSHP联合供热系统的全年运行能耗显著小于平板太阳能集热器-地源热泵联合系统(最小降幅为沈阳,49.7%),远小于空气源热泵(最小降幅为石家庄,79.8%)和燃气壁挂炉(最小降幅为沈阳,65.1%)。