多能互补的吸收式热泵用于宽温区冷热兼供系统研究

TB61+1%TQ051.5%TU83; 在"碳中和"目标背景下,实现集中式冷热管网无法覆盖的分布式区域的低碳冷热兼供,具有重要的现实意义.提出一种基于吸收式热泵的冷热兼供系统,利用光热、地热、余热、生物质和空气能等多种清洁、可再生能源,实现-20～90℃宽温区冷热兼供,适用于乡村、城镇、工业园等分布式区域.基于Aspen构建了系统模型,并搭建了一套原理样机.样机利用真空管集热器捕集光热能,并引入天然气补燃平衡光热负荷波动;通过载热/载冷介质循环及阀组切换,利用单套吸收式热泵及室外冷热一体机,拖动多套室内供热/供冷末端.原理样机在济南进行了环境测试,整个测试期间光热占比可达...

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Published in制冷学报 Vol. 46; no. 1; pp. 24 - 31
Main Authors 鹿丁, 刘子健, 申涛, 陈润东, 公茂琼
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国科学院大学 北京 100049 01.02.2025
中国科学院理化技术研究所 北京 100190
Subjects
combined cooling and heating
renewable energy
冷热兼供
可再生能源
absorption heat pump
吸收式热泵
多能互补
碳减排
carbon emission reduction
multi-energy complement
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ISSN0253-4339
DOI10.12465/j.issn.0253-4339.2025.01.024

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Summary:TB61+1%TQ051.5%TU83; 在"碳中和"目标背景下,实现集中式冷热管网无法覆盖的分布式区域的低碳冷热兼供,具有重要的现实意义.提出一种基于吸收式热泵的冷热兼供系统,利用光热、地热、余热、生物质和空气能等多种清洁、可再生能源,实现-20～90℃宽温区冷热兼供,适用于乡村、城镇、工业园等分布式区域.基于Aspen构建了系统模型,并搭建了一套原理样机.样机利用真空管集热器捕集光热能,并引入天然气补燃平衡光热负荷波动;通过载热/载冷介质循环及阀组切换,利用单套吸收式热泵及室外冷热一体机,拖动多套室内供热/供冷末端.原理样机在济南进行了环境测试,整个测试期间光热占比可达35％.通过燃气比例调节,实现全天候稳定供能;通过液位控制,实现了大范围的浓度调节,使样机能在更宽的温度范围内高效运行.研究发现:当冷却水温度在30～20 ℃变化时,-20 ℃制冷COP为0.30～0.43,7℃制冷COP为0.70～0.78;当蒸发温度在-15～20 ℃变化时,45 ℃供热COP为1.40～1.90,80 ℃供热COP为1.35～1.56.结果表明:通过引入太阳能热驱动和空气能回收,该系统可再生能源比例超过50％;相较燃气壁挂炉和电空调的传统方式,新型系统全年运行费用降低54％,碳排放降低44％,具有巨大的应用潜力.
ISSN:0253-4339
DOI:10.12465/j.issn.0253-4339.2025.01.024