双碳目标下高校校园太阳能-空气源热泵供暖系统优化设计及节点碳势分析

罗西; 王玉盼; 张园庆

doi:doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1137

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双碳目标下高校校园太阳能-空气源热泵供暖系统优化设计及节点碳势分析

更新时间：2025-12-10

- 双碳目标下高校校园太阳能-空气源热泵供暖系统优化设计及节点碳势分析
- 双碳目标下高校校园太阳能-空气源热泵供暖系统优化设计及节点碳势分析
- 太阳能学报 2025年第11期页码：451-460
- 作者机构：
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金（52378109）;陕西省秦创原“科学家+工程师”队伍建设（2020KXJ-046）
- DOI：doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1137
  中图分类号： K01
- 网络出版：2025-12-04，
  
  纸质出版：2025-12-04
- 稿件说明：
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罗西, 王玉盼, 张园庆. 双碳目标下高校校园太阳能-空气源热泵供暖系统优化设计及节点碳势分析[J]. 太阳能学报, 2025,(11):451-460.

罗西, 王玉盼, 张园庆. 双碳目标下高校校园太阳能-空气源热泵供暖系统优化设计及节点碳势分析[J]. 2025, (11): 451-460.
罗西, 王玉盼, 张园庆. 双碳目标下高校校园太阳能-空气源热泵供暖系统优化设计及节点碳势分析[J]. 太阳能学报, 2025,(11):451-460. DOI： doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1137.

罗西, 王玉盼, 张园庆. 双碳目标下高校校园太阳能-空气源热泵供暖系统优化设计及节点碳势分析[J]. 2025, (11): 451-460. DOI： doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1137.

摘要

以太阳能-空气源热泵供暖系统为例

在对系统进行容量配置与运行策略联合优化设计的基础上

提出考虑能量品位差异的流-碳流节点碳势计算方法

并将其应用于西安某高校校园太阳能-空气源热泵供暖系统

研究结果表明：在自然条件方面

太阳辐照度与节点碳势相关性不显著

但室外温度与节点碳势存在显著负相关关系。在系统性能方面

太阳能集热效率和空气源热泵性能与节点碳势均存在显著的负相关关系。与考虑的节点碳势计算方法相比

不考虑的常规节点碳势计算方法所得结果偏低

二者差异随着热负荷减小而增大。供水管网中

01:00—08:00期间两种节点碳势计算方法的差异较小

稳定在2%左右;09:00—13:00期间两种节点碳势计算方法的差异显著增大

最大可达13%;14:00—24：00期间两种方法的计算结果无明显差异。回水管网中

01:00—08:00和09:00—13:00时段

两种节点碳势计算方法的差异尤为突出

均超过10%;14:00—24:00期间两种方法的计算结果无明显差异。

Abstract

This study takes the solar-air source heat pump heating system as an example. Based on the joint optimization of system capacity configuration and operation strategy

we propose an exergy-carbon flow node carbon potential calculation method that considers energy quality differences. This method is applied to the solar-air source heat pump heating system at a university campus in Xi'an. The results showed that in terms of natural conditions

solar irradiance is not significantly correlated with nodal carbon intensity

but there is a significant negative correlation between outdoor temperature and nodal carbon intensity. In terms of system performance

there is a significant negative correlation between the solar collector efficiency

the performance of the air source heat pump

and node carbon intensity. Compared to the conventional node carbon potential calculation method that does not consider exergy

the exergy-carbon flow node carbon potential calculation method yields higher results. The difference between the two methods increases as the heat load decreases. In the supply network

from 01:00 to 08:00

the difference between the two node carbon intensity calculation methods is small

stabilizing around 2%. However

from 09:00 to 13:00

the difference significantly increases

reaching up to 13%. From 14:00 to 24:00

there is no significant difference between the results of the two methods. In the return network

the difference between the two node carbon intensity calculation methods is particularly pronounced during both the 01：00 to 08:00 and 09:00 to 13:00 periods

exceeding 10%. From 14：00 to 24:00

there is no significant difference between the results of the two methods.

关键词

Keywords

references

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