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蓄能热泵热水机组能效分析及经济性评价

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蓄热模 式 、 热 水模 式 、 供 蓄热 蓄 冷模 式 、 热水 同 供 时供冷 水 模 式 等 运 行 模 式 ， 间 蓄 热 运 行 流 夜 程 ：—２ ３ １ — — — — 一８ ２ 一 ｌ 热水 通 过热 — —９ ，
霜 导致其 运行效 率低 下 。后一 种是 以空 调运行 为 主 的空调 器 ， 夏季利 用空 调冷 凝热来 供 应热水 ， 但 是 在空调 停止 运行 或在 不使 用空调 的冬 季 和过渡
ｃ ｎ ｔｕ ｔｏ ｓ ｒ ｑ ｉ ｎ ｏ ｔｒ ａ ｏ ｌ ｎ ｔｅ ｈ ｔｓ ｍｍｅ ｎ ｒ ｗｉ ｔｒｚ ｎ ． ｏ ｓｒ ｃ ｉｎ ｅ ｕ ｒ ｇ ｈ ｔｗａｅ ｎｄ ｃ ｏ ｉ ｉ ｈ ｏ ｕ ｉ ｎｇ ｒａ ｄ ｗａ ｍ ｎ ｅ ｏ ｅ Ｋｅ ｒ ｙ ｗｏ ｄｓ： ｎ ｒ — ｔｒ ｇ ｈ ａ ｕ ｔ ｒｈｅ ｔｒ ｕ ｉｓ ｅ ｅ ｇ ｆ ｃｅ ｃ ａ ｉ ｅ ｏ ｏ ｃ ｅ ａｕａ ｅ ｅ ｇ ｓｏ ａ ｅ； ｅ ｔｐ ｍｐ ｗａｅ ａ ｅ ｎｔ ； ｎ ｒ ｙ ｅ ｉ ｎ ｙ ｒ ｔｏ； ｃ ｎ ｍｉ ｖ ｙ ｉ ｌ －
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行 研究 分析 。
建筑供 应 热水形 式将 逐渐被 热泵 技术 供应 热水 形 式替代 … 。 目前 ， 见 的空 气 源 热泵 热 水 机 组 主 常
要有 两种 ： 一是 单纯 以供 应 热 水 为 目的 的空 气 源 热 泵 热水 机 组 ； 二是 以空 调 运 行 为 主 的带 热
式 运行 流程 ：— ２ ３ ５ １ — １ — １ ２ — １ — — ７ ６ ５ ＿９
１ 热 水通 过 热 水循 环 泵 ｌ ， ４经板 式 冷凝 器 循 环 加 热 ， 后 蓄存 在 蓄 热罐 ｌ 最 ２中 ， 水 通 过冷 水循 环 冷 泵１ ８经板 式蒸 发器循 环 降温 ， 后 蓄存在 蓄冷 罐 最
１ ４ ｅ ｒ ｏ ｔ ｒｃ ｖ ｒ ｆｔ ｅ ａ ｃ ｓｏ ｉ ｌｉｉ ａ ｎ ｅ ｔ ｎ ， ｎ ｔｉ ｓ ｉ ｂ ｅ ｆ ｒｔ ｅ ｂ ｇ ｐ ｂ ｉ ． １ ｙ ａ ｓ ｆｒｉ ｅ ｏ ｅ ｙ ｏ ｈ ｃ ｅ ｓ ｒ ｎ ｔ ｌｉ ｖ ｓｍｅ ｔ ａ ｄ ｉ ｓ ｕｔ ｌ ｈ ｉ ｕ ｌ ｓ ａ ｉ ａ ｏ ｃ
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１ 压缩机 ；－ 一 ２ 四通换 向阀；－ ３ 板式冷凝器； 、５ 热力膨胀阀； 、８ ５ ７ 电磁阀； － ４ － ６ 、ｌ 、１ 一 ７ 风冷翅片管蒸发器； ９ 气 液分离器 ； 、 １ 截止阀； １ ３ ９ ２ 一 节阀；２ 蓄热罐；４ 热水循环泵； ６ 板式蒸发器； 一 １ ２一 ０ １ 、１ 、１ 、 ４ 调 １一 １一 １一 １一 ８ 冷水循环泵； ０ 蓄冷罐； 一 ２一 ２ 冷水供水泵； ３ 风机盘 管； ５ 热水罐内热电偶（ 个）２ 一 ２ ２一 ２一 １ ； ６ 冷水罐 内热 电偶（０ ０ １个）
蓄 能 热 泵 热 水 机 组 能 效 分 析 及 经 济 性 评 价
曹 琳 倪 龙 吕永 鹏 张 少 凡 ， ， ，
（． １南京理工大学 能源与动力工程学院 ， 江苏 南京 ２ ０９ ； １０ ４
２ 哈尔滨工业大学 市政环境工程学院 ， ． 黑龙江 哈尔滨 １０９ ） ５０ ０
摘
要： 为评 价 新型蓄 能热 泵热水 机组 的全年 运行 特 性 ， 文 实验 测试 了该机 组在 多种模 式 下 该
Ａｂｓｒ ｃ ： ｖ ｌａ ｅ ｔ ｅ ａ ｎ ａ ｈ ｒ ｃ ｅ ｓｉｓ ｏ ｈ ｎ ｒ －ｔ ｒ ｇ ｅ ｔｐｕ ｔｒ ｈ ａ ｅ ｎｔ ｔａ ｔ Ｔｏ ｅ ａｕ ｔ ｈ ｎ ｕ ｌｃ ａ ａ ｔｒ ｔｃ ｆｔ ｅ ｅ ｅ ｇ ｓｏ ａ ｅ ｈ ａ ｍｐ ｗａｅ ｅ ｔｒ ｕ ｉ， ｉ ｙ
总 第 １３期 ８
曹 琳
倪
龙 吕永 鹏 张 少 凡
蓄 能 热 泵 热 水 机 组 能 效 分 析 及 经 济 性 评 价
３３ ４
在节 能减排 和低 碳 经 济政 策 引导 下 ， 统 的 传 燃煤 、 燃油 、 燃气 锅炉 和 电锅 炉 等商业 建筑 和公 共
运 行特性 以及对 比常规 热水 制备 方式 的经 济性进
水 循环 泵 １ ４经板式 冷凝 器循 环加 热 ， 最后 蓄存 在 蓄热 罐 １ ； ２中 供热 水 模 式是 在 蓄热 模 式 运行 后 ，
开启 阀 门 １ ０和 １ ， 水 从 蓄热 罐底 部 进 人 ， １冷 热水
从 蓄 热罐上 部流 出。 当热水 温度 下 降至不 足 以继
续 供应 时 ， 机组切 换 到蓄热模 式 运行 ； 蓄热 蓄冷模
２ ０中 ； 热水 同时供 冷水 模 式是 在 蓄 热 蓄冷 模 式 供 运行 后 ， 过 蓄热罐 供应 热水 ， 通 通过 蓄冷罐 供应 冷 冻水 。当热水 温度 下 降 至 不 足 以继 续 供 应 时 ， 机
组切换 到 蓄热 蓄冷模 式运 行 。
热水供水
Ｅ
９ Ｉ
Ｉ
１ ６
１ 能 效 分 析
１ １ 蓄能 热泵热 水机 组样机 ． 如图 １所示 ， 能 热 泵热 水 机 组 可 实 现夜 间 蓄
水供 应 的空气 源热 泵 空调 机 组 Ｊ 。前 一种 虽 然 已产 品化 ， 但其 缺 陷是显 而易见 的 ， 即夏 季供应 热 水 时将宝 贵 的机组 制 冷 量 排 到室 外 环 境 中 ， 成 造 冷量 的大 量浪 费 ； 同时 ， 季室 外换 热器结 霜 和除 冬
ｉ ｎｒｙ ｅ ｉ ｅ ｃ ａｉ（ Ｅ ｉ ｔｓ ｄ ｉ ｄｆ ｒｎ ｏｅａｉ ｏ ｅ． ｈ Ｔ Ａ ｎ ｅＴ ｔ ｅ ｅｇ ｆｃ ｎｙ ｒｔ Ｅ Ｒ） ｓ ｅｔ ｎ ｉｅｅ ｔ ｐ ｒｔ ｎ ｍ ｄｓ Ｔ ｅＭＡ Ｌ Ｂ ａｄ Ｄ Ｓ ｓ ｆｉ ｏ ｅ ｆ ｏ
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收 稿 日期 ：０ １ Ｏ — ７ ２ １一 １ ０
修 回 日期 ：０ １ ０ － ９ ２ １ — ８ ２
基金项 目： 广东省教育部 产学研合作项 目（０ ８ ００ ０ ０ ３ ； ２ ０ Ｂ ８ ５ １ １ ） 南京理工大学科研启动项 目 作 者简 介 ： 曹琳（９ ９ ） 女 ， 士， １７ 一 ， 博 讲师 ， 主要研究方 向： 热泵空调 系统节能技术 ，・ ａ ：ａｌ ｌ１ ＠１６ ｃｎ． Ｅｍ ｉ ｃｏｎ ２２ ２ ．ｏ ． ｌ ｉ
图 １ 蓄 能 热泵 热水 机 组 系统 原 理 以及 实验 测 点 分布 图
的能 效 比 ； 用 ＭＡ Ｌ Ｂ和 Ｄ Ｓ 利 ＴＡ ｅ Ｔ软件模 拟 了机 组 在 不 同地域 的全 年运 行 性 能 ， 与 常规 热水 并
制备 方 式进 行 了经 济性 对 比分析 。结 果表 明 ， 大容 积 的 蓄冷 罐 有利 于提 高机 组的 能 效 比 ； 较 机
组在 夏 热冬暖地 区运 行 的 全 年 能 效 比 高 于夏 热 冬 冷地 区 ２ ％ ； ０ 与燃 气热 水 器相 比 ， 组运 行 机 １４ 年 即可回收 增 加 的初 投 资 ； 机 组 适 于夏 热冬 暖地 区 既 需要 供 热 水 又 需要 供 冷 的 公 共 ．１ 该 建 筑。
第３ ６卷 第 ２期
２１ ０ ２年 ４月
南京理 工大 学学报
Ｊｕ ａ ｏ ａｊ ｇＵ ｉ ｒｔ ｏ ｃ ｎｅａｄＴｃ ｎｌ ｙ ｏｒ ｌ ｆ ｎｉ ｎｖ ｓｙ ｆ ｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ｎ Ｎ ｎ ｅ ｉ Ｓ ｅ ｏ

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电采暖应用及经济性分析

电采暖应用及经济性分析

电采暖应用及经济性分析电采暖是一种使用电能作为热源的供暖方式，通过电采暖设备将电能转化为热能进行供暖。

它与传统的燃煤、燃气供暖方式相比具有一定的优势，但在经济性方面也存在一些问题。

下面将对电采暖的应用及经济性进行分析。

首先，电采暖的应用范围主要集中在小型居住区和办公场所，如公寓、别墅、写字楼等。

这是因为电采暖设备体积小、安装方便，适合在有限的空间中进行安装。

同时，电采暖还可以灵活控制供暖区域和温度，使每个区域都能得到适宜的温度。

不过，由于电采暖是通过电能转化为热能，能效相对较低，对电网的负荷也有一定要求，因此大型居住区和公共建筑的电采暖应用相对较少。

其次，从经济性方面来看，电采暖相对于传统的燃煤、燃气供暖方式具有一些优势。

首先，电采暖设备的安装和维护成本相对较低，不需要燃煤、燃气输送管道，也不需要燃煤、燃气储备设施，节省了一定的成本。

其次，电采暖设备运行起来比较简单，无需专人管理，也不会产生废气等环境污染物，减少了环境污染和安全隐患。

另外，电采暖还可以通过智能控制系统实现精确计量，解决了燃煤、燃气供暖中计量难的问题。

然而，电采暖的经济性也存在一些问题。

首先，电采暖的能效相对较低，转化电能为热能的效率较低，造成了一定的能源浪费。

其次，由于电采暖依赖于电网供电，电力成本较高，所以电采暖的运行成本相对较高，居民和企业的采暖费用也相应增加。

另外，由于电采暖需要大量的电能，对电网负荷的要求也较高，一旦供电不稳定会影响供暖质量。

为了解决电采暖的经济性问题，可以采取以下措施。

首先，提高电采暖设备的能效，减少能源的浪费。

可以采用新的材料和技术，提高电采暖设备的转化效率。

其次，推动电力市场改革，降低电力价格。

可以通过市场化竞价和电力交易等方式，实现电力价格的合理化，降低电采暖的运行成本。

另外，加强电力供应设施建设和电网升级改造，提高电网的稳定性和承载能力。

综上所述，电采暖是一种适用于小型居住区和办公场所的供暖方式，具有一定的应用前景。

蓄能型太阳能热泵热水器性能系数的分析

蓄能型太阳能热泵热水器性能系数的分析

存晴天的太阳辐射能 ， 作为热泵 在夜 间 和连续 阴雨天 时 的低 温 热 源制 得 热水 ， 高 热泵 的 提
ｔｍ ｓｉｃｅ ｓｄ ｓｇ ｉ ｃ ｎｌ ，ａ ｄｔ ｅｏ ｅａｉｇｕ ｓａ ｌｎ ｓ ｆｔｅｈ ａ ｈ ｙ ｔｍ ａ ｓ ｄｂ ｔｒ ｅ ｗａ ｎ ｒａ ｅ ｉｎｆ ａ ｔ ｉ ｙ ｎ ｐ ｒｔ ｎ ｔｂｅ ｅ ｓｏ ｅ ｔ ｍｐｓ ｓｅ ｃ ｕ ｅ ｙｉ ｅ— ｈ ｎ ｈ ｐ ｎ
摘 要 ： 对 太 阳能 热 泵热水 器 受天 气变化影 响 的 问题 ， 出 了一 种新 型的 集 热 一蓄 能 一蒸发 一 体 针 提
化 太 阳能 热泵 热水 器 ， 出了 系统 的原理 、 点 、 行模 式和 集热 一蓄能 一蒸发 器 的结构 形式． 给 特 运 以癸 酸 为相 变材 料储 存 晴天 的太 阳辐射 能 ， 为 热泵在 夜 间和连 续 阴雨 天时的低 温 热 源制 得 热水 ， 高 作 提
太 阳能具有 热流密度低 、 间歇性和不稳定 性 的特
点， 导致普通 的太 阳能热水器 在夜 间和连续 阴雨天无 法提供足 够的热 水 ， 要 电辅 助加 热 ， 需 既不节 能 也 不
制热效 率 ， 决太 阳能 间歇 性 所 造 成 的 系统 运 行 不 解
稳 定 的问题 ．
环保 ． 将太 阳能利用技术 和热泵 技术有 机地 结合 ¨ Ｊ 起来 ， 阳能作 为热 泵 系统 的低 温 热源 ， 以太 利用 少 量 高 品位 的电能作为驱动 能源 ， 热量从 低温热 源转 移 将 到高温热 源 ， 以有效地 克服太 阳能受 季节 和天气 的 可 影 响 ， 大提高热泵 的制 热性能 ． 大 传统 的太 阳能 热 泵 没有 蓄 能 装 置 ， 仅 以溶 液 或
１ 蓄 能 型太 阳能 热 泵 热 水 器 系统
热泵系统使用过程中的能效评估与优化

热泵系统使用过程中的能效评估与优化

热泵系统使用过程中的能效评估与优化随着人们对环保和节能意识的增强，热泵系统逐渐成为取暖和制冷的首选方案。

然而，热泵的能效并不是一成不变的，很多因素都会影响其表现。

因此，在使用热泵系统的过程中，我们需要进行能效评估和优化，以提高其工作效率和降低能源消耗。

1. 能效评估能效评估可以帮助我们了解热泵系统的真实能效，从而对其进行合理的优化。

具体来说，能效评估包括以下几个方面：1.1 系统能效比系统能效比是热泵系统能效的关键指标，它表示一定输出功率下所需输入功率的比值。

通常来说，系统能效比越高，系统的性能越好。

因此，在进行能效评估时，我们需要首先测量系统的能效比，并与热泵系统的设计值进行比较，从而确定系统的实际能效。

1.2 制热/制冷效率制热/制冷效率是指热泵系统在制热/制冷时所能提供的能量与所需能源的比值。

这个指标可以反映热泵系统在实际使用条件下的表现。

我们可以通过测量热泵系统在不同环境温度下的制热/制冷效率，来了解热泵在不同气候条件下的能效表现。

1.3 能耗分析能耗分析是对热泵系统能源消耗的详细分析。

它将热泵系统的能源消耗划分为不同的部分，如压缩机、换热器、冷凝器等，并量化每个部分的能耗。

通过能耗分析，我们可以找出热泵系统能源消耗的瓶颈，从而进行优化。

2. 能效优化能效优化可以帮助我们充分发挥热泵系统的性能，从而提高其能效。

下面是一些能效优化的建议：2.1 设计合理的管道系统管道的设计对于热泵系统的能效至关重要。

合理的管道设计可以降低管道的压降和阻力，从而减小热泵的工作负荷，提高系统的能效。

此外，管道的绝缘设计也非常重要，它可以减少能量的损失，提高系统的能效。

2.2 选择适当的制冷剂制冷剂对热泵系统的能效影响很大。

一般来说，高品质的制冷剂具有更好的传热性能和更低的排放量，从而可以提高热泵的能效。

在选择制冷剂时，我们应该考虑多方面的因素，包括其性能、成本、环保性等。

2.3 增加换热面积换热器的面积越大，系统的制热/制冷效率也就越高。

新型储能5种技术路线经济性对比

新型储能5种技术路线经济性对比

碳中和目标下，新型电力系统储能至关重要，在发电侧(电网侧(用电侧方面都有广泛的应用，是新能源消纳以及电网安全的必要保障。

根据中国2030年碳达峰规划目标，新能源发电总装机容量将达到12亿kW以上。

新能源发电具有不稳定性、随机性与间歇性的问题，需要进行配储和调峰，随着新能源发电占比的提高，整个电力系统的电力电量平衡模式也需要重构。

现有电力系统以抽水蓄能为主，但其地理资源稀有，存在明显发展瓶颈，发展新型储能成为必然趋势。

本文研究了新型储能的发展及应用，重点选取抽水蓄能、锂离子电池、压缩空气、钒液流电池、铅炭电池等5类储能进行经济性评估和应用前景分析。

总结了各种储能技术特性、差别及适用范围。

抽水蓄能主要应用于大电网的输配电环节，化学储能更多运用于光、风发电等波动较大的可再生能源发电侧、中小型智能变电站和用电侧。

在中国构建以新能源为主体的新型电力系统目标下，新型储能技术快速进步，有望实现能效提升以及成本下降。

1、抽水蓄能发展分析及经济性评估抽水蓄能是现今发展成熟且具规模的储能技术。

抽水蓄能电站一般由上水库、下水库和可逆式水泵水轮机组成。

用电低峰期时，将可逆式水泵水轮机作为水泵，利用低价值电能将水从下水库抽至上水库，储存水的势能；用电高峰期时则将可逆式水泵水轮机作为水轮机，在上水库开闸放水，将水的势能转换为高价值电能。

抽水蓄能具有技术优、成本低、寿命长、容量大、效率高等优点，可适应各种储能周期需求，系统循环效率可达70%~80%。

抽蓄电站坝体可使用100a左右，预计电机等设备使用年限为40~60a。

截至2021年底，中国储能装机总规模达到46.1GW，其中抽水蓄能占比86.3%。

抽水蓄能电站经济性评估（表1），按200MW项目初始投资成本6元/W，年运维成本0.06元/W，寿命为30a，残值为10%，每年运行次数400次，放电深度100%，储能循环效率75%等条件，对抽水蓄能电站进行财务经济性评价建模，测算储能度电成本约为0.31元/（kW･h）。