采暖末端热水泵机组全年的运行特性分析
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采暖末端热水泵机组全年的运行特性分析

图1为复合式热泵多能互补供能系统72h连续供暖过程中,室内、外温度及太阳能集热水箱中水温随时间的变化曲线。

图1:系统72小时连续供暖温度及水箱水温变化

系统72小时连续供暖温度及水箱水温变化

由图可知,实验期间,随着室外温度的变化(变化范围为-2.2℃~-8.0℃,平均温度为-4.2℃),室内温度在16℃~18℃之间有规律地波动,完全能够满足地板辐射采暖房间冬季供暖需求。由图中太阳能集热水箱中水温的变化曲线可知,在晴朗的天气里,即使室外温度在0℃以下,早上8:00至下午18:00之间太阳能集热水箱中的水温基本高于16℃,这为热泵提供了较好的热源,而当地冬季地下井水温度一般不高于16℃,由ca88手机版厂的的分析可知,在相同的供回水温差下,较高的供水温度有助于提高机组的COP值,这也充分体现了该系统的节能性。当室内温度达到18℃时,热泵机组停止运行,此时由于地板辐射的热惰性,房间温度由18℃降低到16℃需要3h左右,房间全天24h连续供暖,平均每天热泵系统以太阳能集热量作为热源运行约4h,平均有9.4h热泵系统无需运行,这样便实现了间歇性供暖,可大量节省能源。


在供暖工况基本相同的情况下,太阳能集热量与地下水源分别作为热源时,热泵机组COP相差不大,主要是因为太阳能集热系统的供水温度虽高,但是其供回水温差为地下井水的2倍,两者的综合效果使机组蒸发温度相当。太阳能集热量作为热源时的系统较地下水源作为热源时的系统要高,即图中系统COP2比系统COP1平均高20%左右,主要原因是太阳能集热量作为热源期间节省了潜水泵耗电量。


表1详细列举了实验期间该多能互补供能系统的供能情况。由表1中数据可知,太阳能集热量承担了建筑采暖负荷的27%,高于水泵设计保证率21%,主要是因为间歇性采暖的节能性。系统单位面积日平均总供热量为1.137kWh/m2,总耗电量为0.385kWh/m2,若单独采用地下水源热泵系统或太阳能热泵系统,在相同的供热量下,日耗电量分别为0.403kWh/m2和0.337kWh/m2。实测地下井水供暖时进出口温差为5.2℃左右,平均每小时循环水量为1.285m3/h。与单独的地下水源热泵系统相比,该多能互补供能系统每天可节省地下井水使用量0.051m3/m2,节电4.42%,主要表现在白天有阳光的时段。这说明多能互补供能系统可以适当增大热源供回水温差,进而减少地下水使用量和降低ca88会员登录的运行费用。


热泵机组COP和系统COP均随太阳能面积的増加而升高。当太阳能负荷承担率由0(即地下水源热泵单独运行系统)增加到100%(即太阳能热泵单独运行系统),热泵机组COP和系统COP分别提高了6.44%和19.34%,系统COP的增加幅度较机组COP大,这是由于随着水泵负荷承担率的增加,太阳能系统运行时间逐渐增加,其热源供水平均温度也就越高,地下潜水泵的运行时间减少,进而系统总耗电量也逐渐减少。

表1:系统供能情况表

热源

项目

第一天

第二天

供热量(kWh/m2)

0.316

0.300

第三天

太阳能作为

压缩机耗电量(kWh/m2)

0.070

0.067

0.283

水泵耗电量(kWh/m2)

0.025

0.024

0.064

供暖热源

0.024

44.45.50组日平均COP

系统日平均COP

3.31

3.28

4.43

供热量(kWh/m2)

0.822

0.810

3.24

地下井水作为

压缩机耗电量(kWh/m2)

0.195

0.193

0.780

供暖热源

水泵耗电量(kWh/m2)

0.104

0.101

0.188

机组日平均COP

4.21

4.20

0.100

系统日平均COP

2.75

2.76

4.15

系统日总供热量(kWh/m2)

1.137

1.109

2.71

压缩机日总耗电量

0.265

0.260

1.063

名能百补供能

0.252

系统

00.125.129泵日总耗电量(kWh/mz)

热泵机组日平均COP

4.29

4.27

0.123

系统日平均COP

2.89

2.88

4.22

太阳能负荷承担率

27.75%

27.01%

2.83

26.60%


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点击次数:  更新时间:2018-03-02 11:24:49  【打印此页】  【关闭