北京
亮點
?為DHW動態仿真開發了一個計算效率高的PB-LHTES模型。
?混合潛感TES將PV/T來源熱量向DHW需求峰值轉移。
?基于溫度的儲熱-熱泵界面路由是關鍵的性能杠桿。
?配備條件PB-LHTES路由的W2W熱泵能提供最佳的年度性能。
?PB-LHTES 減少了所需的熱泵貢獻，并改善了季節性運行。
摘要
家庭熱水（DHW）仍然是住宅脫碳的難題，因為它全年持續產生熱負荷，且常常加劇太陽能供應與用戶需求之間的不匹配。本研究基于混合熱能儲存（TES）概念評估了PV/T驅動熱泵DHW系統，其中填充床潛熱TES（PB-LHTES）與合理的TES（STES）緩沖器相輔相成，捕捉多余的PV/T熱量并將其轉移到需求峰值，同時限制輔助電力的使用。該工作具體量化了基于溫度的儲熱-熱泵界面布線如何決定可用熱質量、熱泵的使用率和季節性性能。開發了一個計算高效的PB-LHTES模型，用于分分鐘分辨率的動態仿真，并通過實驗數據進行驗證，使其能夠集成到建筑尺度的DHW分析中。經過驗證的PB-LHTES組件和DHW配置文件生成器在基于TRNSYS的框架內結合，用于為五層公寓案例研究進行年度分鐘分辨率模擬。
比較了四種組件尺寸相同的配置，包括參考PV/T + 空氣對水熱泵+STES系統，以及結合PB-LHTES與替代布線策略和水對水熱泵布局的增強解決方案。結果顯示，PB-LHTES 集成不僅提升了太陽能利用率，也提升了熱泵運行，分別提高了太陽能貢獻因子和電力可再生因子高達141%和155%。結合PB-LHTES與水對水熱泵及溫度相關布線策略的配置，實現了最有效的性能。該方案將DHW系統的年用電量從5.78降至3.27兆瓦時，將年均COP從2.50提升至4.31，并降低了CO2相較參考情況排放量減少55.58%。它還能減少過熱，縮小STES出口溫度波動，保持全年最穩定的輸送帶寬，然后再混合。編譯 陳講運
研究結果表明，基于溫度的儲熱-熱泵界面路由是提升混合潛熱型熱泵系統（PV/T輔助DHW）系統的關鍵杠桿，通過提升熱量質量、熱泵運行和全年供熱水穩定性。
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