家用热泵辅助太阳能热水系统热经济性研究

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1、2009全国热泵新技术及应用研讨会家用热泵辅助太阳能热水系统热经济性研究魏琪奚加平(苏州大学物理科学与技术学院，苏州摘要：采用热泵来取代传统的电加热器，构成热泵辅助太阳能家用热水系统，可有效地降低能源消耗。本文根据2003年苏州地区气象数据计算了家用热泵辅助太阳能热水系统功耗以及性能系数，并计算了传统电辅助太阳能热水器以及空气源热泵热水器的功耗以及性能系数，对其进行了对比。研究表明，热泵辅助加热的功耗明显低于电辅助加热太阳能热水系统或者热泵热水系统。关键词：太阳能；空气源热泵；热水器；耗电量；性能系数；经济性Thermaleconomicalanalysiso

2、nheatpumpassistedsolarwaterheatingsystemWEIQiXIJiaping(SchoolofPhysicalScienceandTechnology,SuzhouUniversity,Suzhou，Jiangsu215006，China)Abstract：Theheatpumpassisteddomesticsolarwater-heatingsystem，whichusedheatpumptoreplacethetraditionalelectricheater,caneffectivelydecreaseenBl'gyco

3、nsumption．WecomputedthepowerconsumptionandCOPoftheheatpump-assisteddomesticsolarwater-heatingsystemwhichbasedonthemeteorologicaldateofsuzhouin2003，exceptthat，wealsocomputedthatoftheelectric-assistedsolarandheatpumpwaterheater．Theresultsshowthepowerconsumptionoftheheatpump-assisteddo

4、mesticsolarwater-heatingsystemislowerthanthatoftheelectric-assistedsolarandheatpumpwaterheater．Keywords：solarenergy；airsourceheatpump；waterheater；electricenergy；COP；economicbenefits1引言目前国内家用热水器市场的主要产品为燃气热水器、电热水器和太阳能热水器。空气源热泵热水器作为第四种热水器目前刚刚在市场上出现，该热水器从低温位的空气中吸收热量，通过热机做功，将热量输送剑高温位的热源．

5、热水水箱中。系统每消耗一份热量，可以从环境中获得3．4份热量，冈此具有高效：1y能的优点，深受广大用户的喜爱。目前大多是对太阳能或热泵热水器进行单独研究，从而得到不同工况下两者的效率。越来越多的学者和生产厂家试图将两者组合在一起，形成热泵辅助太阳能热水系统，与单独的太刚能热水器或热泵热水器相比，该系统可以充分发挥各自的优点，从而达到高效：1了能的目的。由于各个地区的气温，水温以及太阳辐射存在巨大的差异，因此不能简单的用某一天或某个给定的工况加以衡量，必须用一年的平均值来加以反映。有鉴丁此，本文根据苏州市2003年气象资料，以阳光至尊1+1太阡I能热水系统(SU

6、Z200)和逸泉系列RSJF．50／R一200XP／A(热泵热水器)为对象，计算家用热泵辅助太阳能热水系统功耗以及性能系数，并计算传统电辅助太阳能热水器以及空气源热泵热水器的功耗以及性能系数，对其进行了对比。2009伞同热泵新技术及应用研i’『会2空气源热泵辅助的太阳能热水系统图l为采用空气源热泵作为太阳能热水系统辅助热源，与太阳能热水系统并联连接。夏季太阳能热量充沛，能够满足热水的需求时，热泵不需工作。而在l～3月份气温较低，所需的热水量较大时，此时阴雨天较多，太阳能热量较少，不能满足热水量需求时，需启动热泵补充热量。图1采用空气源热泵辅助的太阳能热水系统蒸

7、发器图2苏州市2003年月平均温度图3苏州市日总太阳辐射量图2009全国热采新技术及应用研讨会3热经济性计算和比较苏州地处北亚热带南缘湿润季风气候区，温暖潮湿多雨，四季分明，冬夏季长，春秋两季较短。图2为《江苏统计年鉴2004))中2003年采集的苏州市2003年月平均温度。从图中可以看出，苏州地区的温度变化十分明显，呈现两头低，中间高的特征，典型的Ⅱ热带气候。图3为苏州市日总太阳辐射量图，总图中可以看出，总体而言，日总辐射量是与温度的变化成正比关系的，然而，我们可以看到，在6月和8月份，整个曲线在此呈现下降的波动趋势，产生这种现象的原冈在于：6～9月份苏州地

8、区常常出现阴雨天气，即人们常说的“黄梅