太阳能丰富的寒冷地区三种清洁能源供暖的适用性分析-东北电力大学.PDF

第38卷第6期　 东 北 电 力 大 学 学 报 Vol.38,No.6 2018年12月 Journal Of Northeast Electric Power University Dec,2018 - - - 文章编号:1005 2992(2018)06 0048 07 太阳能丰富的寒冷地区三种清洁能源供暖 的适用性分析 邱国栋,宇世鹏,聂丽君 (东北电力大学 能源与动力工程学院,吉林 吉林 132012) 摘　 　 　 要:兰州属于太阳能较丰富的寒冷地区,太阳能、空气源热泵、太阳能辅助空气源热泵,这三种 供暖系统谁更节能更经济还有待分析.为此,选取某一典型住宅建筑,根据兰州地区的气候特性分别设 计三种典型供暖系统.考虑到关键设备的选型对分析结果有显著影响,利用敏感性分析结合太阳能保证 率推荐范围和初投资等来确定每个系统关键设备的选型.利用TRNSYS软件分别建立三种方案的系统 模型,通过仿真模拟,分析了三种方案在兰州地区的供暖季运行特性.采用 NPV法,分析了三种清洁能 源供暖方案在兰州地区的经济性.结果表明:太阳能辅助空气源热泵节能性最好,空气源热泵的经济性 最好. 关 键 词:煤改电;清洁能源;供暖;经济性;TRNSYS;NPV 中图分类号:TK01　 　 　 　 文献标识码:A 在我国“十三五”期间,国家能源局指出要实施能源规划编制,推进能源清洁高效利用,推动形成有 [1] 效竞争的能源市场机制 .多地政府也相继出台“煤改电”相关工作文件,改善能源结构,大力支持清洁 能源供暖. [2] 空气源热泵供暖和太阳能热水供暖都是比较清洁的供暖方案,但并不适合所有地区 .空气源热 [3] 泵在寒冷地区应用时,存在低温制热性能差,制热效率低的问题 ;太阳能是现阶段热门新能源,太阳 [4] 能分布广泛但不稳定,能流密度低 .随着室外温度的降低,太阳能集热器的集热温差增加,其集热效 [5] 率逐渐下降,给利用太阳能进行供暖带来困难 .为了弥补太阳能的不足,多热源结合成为一个有效的 [6] [7] 手段,进而出现太阳能组合形式.胡鹏飞 等将地热与太阳能结合,吴晓寒 考虑了地源热泵和太阳能 [8] 的结合.现阶段对太阳能和空气源热泵探索较多.李智 等初步从性能角度对太阳能和空气源热泵结 [9] [10] 合进行分析.Buker 等分析了小温差下太阳能热泵供暖的优势.Li 等采用联合太阳能热泵系统与季 [11] 节能量存储相结合的方法显著的提升了系统COP.Poppi 等研究不同边界条件下的太阳能热泵系统 [12] 对电力需求的变化.Chargui 等利用TRNSYS软件对太阳能辅助热泵在住宅中进行模拟分析,通过改 [13] 变水箱出水温度来寻求最佳 COP.Tzivanidis 等通过TRNSYS 软件对雅典