光伏-环路热管/热泵热水系统在不同气候区性能对比与优化

来源：农业工程学报杂志2020年第1期北京时间：

作者：李洪,王美芳,张曼,

摘要：为改善传统太阳能光伏/光热热水系统运行性能，拓展空气源热泵热水系统应用范围，该文针对一种太阳能光伏-环路热管/热泵热水系统开展了其在3种不同气候区运行性能对比及优化研究。分别选择北京、上海和广州作为寒冷、夏热冬冷和夏热冬暖地区典型气候代表城市，依据所建数学模型，模拟比对系统在3个地区的全年运行性能，分析了集热/蒸发器的朝向与安装倾角对系统运行性能的影响，并对其进行了优化；以传统空气源热泵热水系统为基准，采用全寿命周期成本计算方法分析了系统的经济可行性。结果表明，相同安装倾角正南朝向时，系统在广州的太阳能综合利用效率最高、节能性最佳；各地区理想安装倾角下，北京和上海正南朝向时系统节能效益最优，广州则南偏东30°时节能率最高；与传统空气源热泵热水系统相比，系统在北京、上海、广州的全寿命周期成本分别降低了58.75%、49.83%及53.09%，经济效益显著。

关键词：太阳能, 热泵, 效率, 气候条件, 运行性能