214 VT土壤源热泵系统精选.doc

214 PVT土壤源热泵系统.txt结婚就像是给自由穿件棉衣，活动起来不方便，但会很温暖。谈恋爱就像剥洋葱，总有一层让你泪流。 本文由ImummyI贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 土壤源热泵联合 联合系统 PV/T 土壤源热泵联合系统 河北工程大学 王景刚 杜梅霞 高晓霞 赵进 摘要： 摘要：利用太阳能为建筑的空调系统提供洁净电力及生活热水，提出了适应城市现状的 PV/T 土壤源热 泵系统。通过对 PV/T 土壤源热泵系统组成、原理、优点的叙述及技术可行性分析。指出 PV/T 土壤源热 泵系统在城市空调系统中占主流地位。 关键词：PV/T 土壤源热泵 节能 环保 城市发展 关键词： 引言 随着我国经济的快速发展和城乡一体化建设推进，城市的数量、规模不断增加、扩大。城市能源、 水资源供应紧张，环境污染严重成为突出问题，这不仅是中国发展所面临的严峻挑战，同时也是世界各 国面临的难题。太阳能以其取之不尽，安全、无污染等特点受到人们的重视。但太阳能受环境影响大， 热流密度低导致太阳能利用设备庞大，需要大的空间。PV/T 建筑一体化是一种洁净、可再生的能源技 术。将太阳能光伏阵列覆盖在建筑表面，不仅解决了太阳能光伏阵列占地问题，还节省了支架设备的投 入。土壤源热泵是一种利用浅层土壤的蓄热特性的高效、节能空调装置，与其他热泵形式相比，以其可 靠性高和长期的稳定性而成为理论研究和实验的重点。但它也有局限性，如需要大的地埋管场地、初投 资大等。为缓解城市的能源、水源、环境等问题，提出了 PV/T 土壤源热泵系统在城市高层建筑的应用。 此系统不仅可以向建筑提供电力和热水， 减少建筑对建筑外部电网和能源的依赖性； 还解决了光伏电池 阵列及地埋管在城市中的占地大、难的问题。 目前国内对光伏光热建筑一体化的研究处于初始阶段， 研究大多集中在理论和实验阶段， 香港理工 [1] [2] [6] 大学 ，中国科学科技大学 ，香港城市大学 等一些科研院所对光伏光热建筑一体化进行了研究工作， 并取得了一些有益的研究成果。而对于 PV/T 土壤源热泵系统联合在城市高层建筑中应用研究还鲜有见 闻。 1 PV/T 土壤源热泵系统 土壤源热泵系统 PV/T 土壤源热泵系统包括两部分：PV/T 系统和土壤源热泵系统。PV/T 系统作为此系统的动力系 统。根据建筑光伏阵列可覆盖的表面积以及建筑的冷热负荷决定 PV/T 系统作为建筑空调的主电源还是 辅助电源。土壤源热泵系统作为此空调系统的冷热源。 2 PV/T 系统 PV/T 系统即光伏光热建筑一体化（Hybrid Photovoltaic/Thermal Integrated Building） ，是在建筑的立 面或者屋顶覆盖光伏电池阵列吸收太阳辐射向建筑同时提供电力和热量。它是在光伏建筑一体化基础， 为提高太阳能光热利用效率而提出。 2.1 PV/T 系统原理 PV/T 系统的工作原理：太阳能光伏电池根据光生伏打效应把太阳能中的短波辐射转化为电能[3]， 而长波辐射则转变为热能，使光伏电池阵列升温。光伏电池每升高 1℃，发电功率降低 0.35%[3]，光伏 电池的工作电压为 25℃，而实际中光伏电池的温度可高达 80℃。在光伏电池阵列的背面，铺设冷却水 管道或者通风道，目的是带走光伏电池吸收长波辐射的热量，从而提高光伏电池发电功率。 2.2 PV/T 系统的组成和分类 PV/T 系统包括两个环路：太阳能光伏阵列输电环路和光伏冷却水环路。太阳能光伏电池阵列输电 环路由光伏电池阵列、控制器、 逆变器组成，示意图如图 1 所示。冷却水环路由光伏阵列、冷却水管路、 循环水泵、蓄水箱和辅助加热装置组成，示意图如图 2 所示，图 2a 为光伏电池阵列背面冷却水管的布 置图。 光伏阵列 整流器 逆变器 图 1.光伏电池输电环路示意图 图 2. PV/T 系统冷却水环路示意 图 2a. PV/T 冷却水局部图 PV/T 系统根据冷媒介的不同可以分为空冷型和水冷型。空冷型的结构由光伏电池(阵列)、阵列与 外墙面间的空气冷却流道、固定支架、空气入口、空气出口以及墙体组成,如图 3 所示。水冷型的结构 由光伏电池(阵列)、固定支架、冷却管路、水箱、循环泵及墙体组成,如图 4 所示。PV/T 土壤源热泵系 统中的 PV/T 系统采用水冷型。其优点是水冷型结构紧凑，占用空间小，不像空冷型必须预留足够通气 道否则热量带不走，导致电池升温光电转换效率减低；水的比热容大、热导率大可以及时带走光伏电池 阵列热量，有效防止电池的温度升高；便于热量的回收利用。 图 3 空冷型 PV/T 系统 图 4 水冷型 PV