光热辅助与光电辅助中空气源热泵节能对比分析

建材发展导向

2019年第19期

杨润月孔佳树杨艺超王静

（山东建筑大学热能工程学院，山东

济南250000）

摘要：本文基于山东建筑大学科技楼六楼现有的太阳能辅助多联机系统，通过建模与理论计算，分别计算多联机内太阳能

光热辅助空气源热泵系统与光电辅助空气源热泵系统在冬季的节约量，分析对比二者在冬季各自的节能潜力。得到空气源热泵系统冬季节约量：光热辅助>光电辅助。

关键词：多联机；太阳能集热器光热辅助空气源热泵；光伏发电光电辅助空气源热泵1电与太阳能集热辅助空气源热泵对于节能

随着科技的发展与社会的进步，能源短缺和环境污染形式愈发严峻，建筑能耗作为我国能源消耗的重要组成部分，已经成为不可小觑的问题。在实际的建筑节能中，可以从围护结构，能源来源，能源利用方式等多种方面进行节能优化。本文主要研究不同的能源利用方式，即光伏发电与太阳能集热辅助空气源热泵对于节能的优化程度。

本文基于山东建筑大学科技楼六楼的现有系统，分别对多联机太阳能集热辅助空气源热泵系统和太阳能光伏发电辅助空气源热泵进行模拟计算，分析对比这两种系统的节能潜力。

1.1地理环境

济南市地处北纬36°36′，东经117°03′，海拔170.3m ，属于温带大陆性季风气候，日照时间充足，年平均气温13.6°C ,1月气温最低，平均气温约为-1.9°C ,7月气温最高，平均气温约为27°C ，年平均降雨量614毫米。济南市的自然气候条件具有光照时间长，气候环境温度高，天空状况良好等特点，济南市太阳能资源丰富，热状况优越，太阳能利用具有极大的发展空间。

济南地区太阳能资源丰富，年内太阳总辐射强度大于100W/m 2的日照时数占全年近90%，因此，在济南地区应充分利用太阳能资源优势。

首先，光伏发电与太阳能辅助空气源热泵系统均基于太阳辐射等参数，因此通过查取《济南市太阳能能源评估初探》[1]]，得到济南市关于太阳能资源在冬季三个月份内(12月,1月,2月)的各参数信息。

分析上表数据，得到济南冬季平均日照时长为168.27h ，太阳能辐射量平均值为350.67MJ/m 2，日照百分率平均值为55.67%。

1.2项目背景

通过实地测量集热器尺寸，得到科技楼楼顶的太阳能有效集热板面积公式:

S=a ×b ×n

计算可得太阳能集热器有效集热面积为42.0552m 2，由于太阳能集热器为圆柱形水管紧密排列组成，实际集热面积

还需考虑圆弧处，故实际集热面积会比计算结果要大，因此

可类比假设光伏板有效面积为48m 2。

在本文中，取山东建筑大学5楼现有设备2019年1月14日-1月18日的实测值作为典型数据进行分析。取这五天内同时刻太阳辐射量的平均值，利用matlab 编程得到图2:

图2即为在所取时间段内逐小时太阳辐射量的平均值，通过分析得到，太阳辐射量在冬季一标准天内存在波动和峰值，丛7AM 开始逐渐上升,10AM 左右达到接近峰值，然后在峰值附近波动，一直到3PM ，太阳辐射量开始逐渐降低直至夜晚。

2太阳能辅助空气源热泵分析