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多源复合供热系统在严寒地区实验研究

宋炳奇  
【摘要】:目前我国能源短缺,化石能源利用所带来的环境问题日益严重,基于目前的能源发展现状国家提出“碳达峰,碳中和”计划,发展清洁能源。为解决供热结构单一、供热灵活性不高等新能源供热问题,本实验研究提出多源供热的思路与解决办法。分析原有多源供热结构的组成与不足,提出本实验研究系统即多源复合供热系统。根据严寒地区的气候特点设计利于太阳能供热时间策略、利于热泵供热时间策略和温度调节策略等3种不同的运行工作策略,通过实验测试分析该系统在不同热源形势下,不同运行策略下的具体性能表现,评价实验模式的优缺点与效益分析。实验测试结果表明,多源复合供热系统较单一热泵供热系统或太阳能供热系统供热结构更灵活能效比更高。多源复合系统在利于太阳能供热工作时间策略下的工作效能较之热泵系统在相同供热策略下效能高36.8%,在利于热泵供热工作时间策略下的工作效能较之热泵系统在相同工作策略下的能效比高16%。综合分析多源复合供热系统在利于太阳能供热的工作时间策略下能效比更高,并且在此供热策略下太阳能供热系统与热泵供热系统的供热占比为58%与42%,后续应用设备选配可以按此比例作为选型参考。在整个采暖季供热过程中多源复合系统在利于太阳能供热工作时间策略下进行供热,整个采暖季为实验房间提供热量5181.73kW,综合平均COP值为2.6。夜间谷电蓄热工况下热泵系统综合能效比为2.3。整个采暖季运行节约标煤质量为519.8kg,减少二氧化碳排放量为4.21t。综合整个采暖季多源复合系统运行供暖费用平均每平方米13元,比较长春市集中供热与电采暖,分别节省了59.9%和62.6%的供暖费用。


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