0 引言
1 实验部分
1.1 系统原理
Fig. 1 Schematic diagram of the ice source heat pump and the seasonal cold storage ice source heat pump图1 冰源热泵及跨季节蓄冷型冰源热泵系统原理图===1-跨季节储冰池;2-海水缓冲池;3-冰浆缓冲槽;4~8-阀门;9-超声波促晶器;10-制冰泵;11-直接蒸发板式换热器;12-节流阀;13-压缩机;14-冷凝器;15-冷却塔;16~19-阀门 |
1.2 研究对象
Fig. 2 Daily sea temperature and air temperature in Dalian图2 大连小长山岛地区的逐日海温与气温 |
1.3 模型建立
Table 1 Operating conditions of various heat pump systems in heating period and cooling period表1 各热泵系统在供热期和供冷期的运行工况 |
系统类型 | 供热期 | 供冷期 | |||
---|---|---|---|---|---|
蒸发温度 / ℃ | 冷凝温度 / ℃ | 蒸发温度 / ℃ | 冷凝温度 / ℃ | ||
冰源热泵 | -6.7 | 45.0 | -5.7 | 35.0 | |
地源热泵 | 8.5 | 45.0 | 8.0 | 33.0 | |
空气源热泵 | -10.2 | 45.0 | 5.5 | 39.7 |
2 结果与讨论
2.1 能效分析
Table 2 COP or boiler efficiency of each system表2 各系统的性能系数或锅炉效率 |
系统类型 | 供热期COPh (或锅炉效率ε) | 供冷期COPc |
---|---|---|
冰源热泵系统 | 3.33 | 3.39 |
跨季节蓄冷型冰源热泵系统 | 3.33 | 20.00 |
地源热泵系统 | 3.66 | 4.45 |
空气源热泵系统 | 2.61 | 3.46 |
燃煤锅炉+冷水机组系统 | 0.75 | 3.50 |
燃油锅炉+冷水机组系统 | 0.86 | 3.50 |
燃气锅炉+冷水机组系统 | 0.90 | 3.50 |
Table 3 PER of each system表3 各系统的一次能源利用率 |
系统类型 | 供暖期EH | 供冷期EC | 全年E0 |
---|---|---|---|
冰源热泵系统 | 1.04 | 1.06 | 1.05 |
跨季节蓄冷型冰源热泵系统 | 1.04 | 6.27 | 1.46 |
地源热泵系统 | 1.15 | 1.40 | 1.22 |
空气源热泵系统 | 0.82 | 1.08 | 0.89 |
燃煤锅炉+冷水机组系统 | 0.68 | 1.10 | 0.78 |
燃油锅炉+冷水机组系统 | 0.77 | 1.10 | 0.86 |
燃气锅炉+冷水机组系统 | 0.81 | 1.10 | 0.89 |
2.2 经济性分析
Fig. 3 The initial investment, operating costs and annual cost of each system图3 各系统的初投资、运行费用及费用年值 |
Table 4 The static payback period of the ice source heat pump system表4 冰源热泵系统的静态投资回收期及投资回收率 |
系统类型 | 投资回收期 / 年 | 投资回收率 / % |
---|---|---|
燃油锅炉+冷水机组 | 3.5 | 28.8 |
燃气锅炉+冷水机组 | 4.9 | 20.5 |
空气源热泵 | 3.4 | 29.6 |