PV/T-热泵-谷电蓄热供暖系统性能研究

姚建华; 颜怀哲; 王林; 赵岳天; 时国华

doi:doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1043

欢迎来到能源电力期刊网！

English Version 读者登录期刊登录

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

PV/T-热泵-谷电蓄热供暖系统性能研究

更新时间：2025-12-17

- PV/T-热泵-谷电蓄热供暖系统性能研究
- PV/T-热泵-谷电蓄热供暖系统性能研究
- 太阳能学报 2025年第10期页码：476-486
- 作者机构：
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1043
  中图分类号： K9
- 网络出版：2025-10-31，
  
  纸质出版：2025-10-31
- 稿件说明：
移动端阅览
姚建华, 颜怀哲, 王林, 等. PV/T-热泵-谷电蓄热供暖系统性能研究[J]. 太阳能学报, 2025,(10):476-486.

姚建华, 颜怀哲, 王林, et al. PV/T-热泵-谷电蓄热供暖系统性能研究[J]. 2025, (10): 476-486.
姚建华, 颜怀哲, 王林, 等. PV/T-热泵-谷电蓄热供暖系统性能研究[J]. 太阳能学报, 2025,(10):476-486. DOI： doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1043.

姚建华, 颜怀哲, 王林, et al. PV/T-热泵-谷电蓄热供暖系统性能研究[J]. 2025, (10): 476-486. DOI： doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1043.

摘要

构建兼顾清洁高效供暖和电网削峰填谷需求的 PV/T-热泵联合谷电蓄热供暖系统（PV/T-HP-VEHSH）

基于模式搜索算法提出以供热量、碳排放量和初投资为目标的系统优化设计方法

用TRNSYS研究其运行特性

对比分析其与光伏联合空气源热泵供暖系统和不考虑谷电蓄热的PV/T-热泵供暖系统的性能提升。结果表明：PV/T-HP-VEHSH综合效益最佳时

单位PV/T面积匹配的集热泵流量和集热水箱容积分别为13.8 （kg/h）/m2和0.1 m3/m2

单位蓄热水箱容积匹配的电锅炉容量为1.2 kW/m3;PV/T-HP-VEHSH供暖季月均性能系数（COP）为2.8~3.2

PV/T综合效率超过56%;谷电蓄热使PV/T-HP-VEHSH运行成本降低3.3元/m2。

Abstract

Considering the demands of clean and efficient heating with grid peak shaving and valley filling

a novel building heating system combined with photovoltaic/thermal

heat pump and heat storage using off-peak electricity （PV/T-HP-VEHSH） was proposed. The optimization design method for PV/T-HP-VEHSH was developed targeting optimal heating reliability

minimal carbon emissions and initial investment based on the pattern search algorithm. The operating performance of PV/T-HP-VEHSH was studied by TRNSYS software and the performance improvement was also investigated in comparison with the photovoltaic-air source heat pump heating system and the heating system without thermal storage by off-peak electricity. The results show that the PV/T-HP-VEHSH has the optimal comprehensive benefits at the ratio of flow rate of the thermal collection water pump to PV/T area of 13.8 （kg/h）/m

the ratio of volume of thermal collecting tank to PV/T area of 0.1 m/m

and the ratio of electric boiler capacity to volume of thermal storage tank of 1.2 kW/m. The average monthly COP of PV/T-HP-VEHSH varies from 2.8 to 3.2 and the comprehensive photoelectric and photothermal efficiencies of PV/T are higher than 56% during the heating season in cold zones. The operation cost of PV/T-HP-VEHSH is reduced by 3.3 ¥/m due to the thermal storage using off-peak electricity.

关键词

Keywords

references

中国建筑节能协会. 中国建筑能耗研究报告2020[J]. 建筑节能(中英文), 2021, 49(2): 1-6.

李昌祖, 牛东晓, 张欣岩, 等. 基于改进的粒子群优化BP神经网络浙江电能替代潜力预测模型[J]. 科学技术与工程, 2020, 20(13): 5173-5179.

金满, 徐洪涛, 张剑飞, 等. 太阳能辅助地源热泵联合供暖系统模拟研究[J]. 上海理工大学学报, 2021, 43(2): 111-117.

杨先亮, 牛帅, 毛杭倩媛, 等. 基于光伏发电余热的地源热泵系统动态模拟分析[J]. 太阳能学报, 2021, 42(10): 341-348.

ANDREW PUTRAYUDHA S, KANG E C, EVGUENIY E, et al.A study of photovoltaic/thermal(PVT)-ground source heat pump hybrid system by using fuzzy logic control[J]. Applied thermal engineering, 2015, 89: 578-586.

刘仙萍, 雷豫豪, 田东, 等. 夏热冬冷地区太阳能光伏/光热-地源热泵联合供热系统运行性能模拟[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2021, 52(6): 1892-1900.

俞准, 梁柯, 郭志勇, 等. 一种新型三水箱太阳能热水系统及控制策略[J]. 湖南大学学报(自然科学版), 2023, 50(5): 214-222.

冯国会, 李艾浓, 常莎莎, 等. 热泵谷电蓄热供暖系统设计匹配模式的研究[J]. 沈阳建筑大学学报(自然科学版), 2022, 38(4): 714-722.

QU M L, YAN X F, WANG H Y, et al.Energy, exergy, economic and environmental analysis of photovoltaic/thermal integrated water source heat pump water heater[J]. Renewable energy, 2022, 194: 1084-1097.

MA J L, FUNG A S, BRANDS M, et al.Effects of photovoltaic/thermal (PV/T) control strategies on the performance of liquid-based PV/T assisted heat pump for space heating[J]. Renewable energy, 2021, 172: 753-764.

刘寒, 马小晶, 王宏伟, 等. 太阳能热泵联合风电蓄热供暖系统优化研究[J]. 太阳能学报, 2022, 43(10): 104-112.

赵学林. 太阳能光伏光热耦合热泵供热系统动态模拟与性能研究[D] . 北京: 华北电力大学, 2020.

张昕宇, 殷翀, 张磊, 等. 太阳能光伏光热组件(PV/T)性能评价方法研究[J]. 建筑科学, 2019, 35(12): 152-156.

GB 50364—2018, 民用建筑太阳能热水系统应用技术标准[S].

JGJ 26—2018, 严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准[S].

刘涛. 基于TRNSYS的多源热电联产系统仿真模拟与性能分析 [D]. 青岛: 青岛大学, 2020.

单宝琦. 基于PV/T的多能互补供热系统性能研究[D]. 济南: 山东建筑大学, 2021.

张宁, 贺姝峒, 王军锋, 等. 碳交易背景下天津市电力行业碳排放强度与基准线[J]. 环境科学研究, 2018, 31(1): 187-193.

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

基于TRNSYS模拟的粮仓太阳能-土壤源热泵系统㶲分析

太阳能-空气源热泵新型供暖策略及其优化研究

考虑设备优选的建筑多能耦合供热系统优化方法

太阳能热泵供热系统的实验研究