基于正交试验法的太阳能复合热水系统优化

摘要

为降低生活热水能耗，实现空气源热泵辅助太阳能供热水系统的高效节能运行，选取济南市某高校学生宿舍空气源热泵辅助太阳能供热水系统作为研究对象，利用瞬时系统模拟软件搭建了系统仿真模型，并采用无交互作用的正交试验法，分别以全年系统性能系数和太阳能保证率为优化目标，优化了太阳能集热器面积、集热器倾角、热泵制热功率及水箱容积，并分析其结果的经济性和节能性。结果表明：当以系统性能系数为优化目标时，最优组合中集热器面积为390 m²、集热器倾角为42°、热泵制热功率为50 kW、水箱容积为23.94 m³,而动态费用年值为7.38万元，较天然气系统年节省标煤为17.12 tce;当以太阳能保证率为优化目标时，最优组合中集热器面积为342 m²、集热器倾角为44°、热泵制热功率为35.5 kW、水箱容积为20.58 m³,而动态费用年值为6.56万元，较天然气系统年节省标煤为16.63 tce。

关键词

太阳能 / 空气源热泵 / 正交试验法 / 优化研究 / 动态费用年值