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PV_T太阳能热泵系统的性能研究

2006年9月

PV_T太阳能热泵系统的性能研究

PV_T太阳能热泵系统的性能研究

8卷第9期

中国工程科学Sep.2006Vol18No19

学术论文

PVΠT太阳能热泵系统的性能研究

裴 刚,季 杰,何 伟,孙 炜

(中国科学技术大学热科学和能源工程系,合肥 230027)

[摘要] 提出一种新型的太阳能热泵系统———PVΠT-SAHP系统,该系统具有光电Π光热综合利用的功能;建

立了PVΠT-SAHP系统的动态模型,对该系统的运行特性进行了数值模拟。结果显示,PVΠT-SAHP系统的电效率和热效率较传统的太阳能系统和热泵系统都有明显提高,系统PVΠT蒸发器的面积、管间距、,。

[关键词] 太阳能热泵;光电光热综合利用;PVΠ[中图分类号]TK5  [-1742(2006)09-0049-08

1 系统概述

  在世界范围内,随着能源紧张和环境问题的日

益凸显,太阳能作为一种清洁的可再生能源,日益受到人们的重视。太阳能热泵SAHP系统(solar2assistedheatpump,SAHP)是太阳能利用的一种方式,SAHP系统将具有热输运性能的热泵装置和太阳能集热结合在一起,可以同时提高热泵的性能和太阳能的热利用效率。近年来,美国、日本、墨西哥、中国等国家的一些学者,对太阳能热泵SAHP

[1~6]

系统从不同侧面进行了大量的探索。

作者提出一种新型的太阳能热泵系统:光电Π光热综合利用的太阳能热泵系统(PVΠTsolar2assistedheatpump,PVΠT-SAHP)。在PVΠT-SAHP系统中,光伏组件与热泵装置的蒸发器结合成一体,系统接收到的太阳辐照中,短波部分被光伏电池转化为电流输出,长波部分用作热泵蒸发器的热源,使太阳能从光电、光热两个方面得到综合利用。

PVΠT-SAHP系统原理如图1所示。系统主要包括压缩机、冷凝换热器、毛细管、PVΠT蒸发器、风冷蒸发器、控制系统等部分。其中,PVΠT蒸发器包含光伏组件,提供电流输出,以供系统热泵运行所需要的全部或者大部分电能需求。热泵循环通

[收稿日期] 2005-05-04

过PVΠT蒸发器吸收太阳辐照,在冷凝加热器处输

出高温热能,同时降低了光伏组件的温度,提高其发电效率。风冷蒸发器是系统的辅助换热器,在冬季或阴雨天等阳光辐照较弱时开启,从环境中吸收热量来弥补PVΠT蒸发器吸热量的不足,保证热泵系统的正常运行。

图1 PVΠT-SAHP系统原理Fig11 PVΠTsolar2assistedheatpumpsystemPVΠT-SAHP系统可以维持PVΠT蒸发器在较

低温度下工作,同时提高了PVΠT蒸发器电效率和

热效率。由于辐照强度和热泵循环的综合作用,光

[基金项目] 国家自然科学基金资助项目(50478023);中国科学技术大学青年基金资助项目(KA1340000001)[作者简介] 裴 刚(1975-),男,安徽阜阳市人,中国科学技术大学博士研究生

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