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PVT与热泵一体化系统中蓄热水箱温度分层性能研究
PVT与热泵一体化系统中蓄热水箱温度分层性能研究
摘要：
随着全球能源需求的增长和能源短缺问题的日益加剧，新能源技术的研究日益受到关注。近年来，PVT与热泵一体化系统成为了研究的热点，尤其是在太阳能利用方面得到了广泛的应用。本文主要研究PVT与热泵一体化系统中蓄热水箱温度分层性能，并通过实验数据分析来评估系统的效率。
关键词：PVT与热泵一体化系统、蓄热水箱、温度分层、效率
1.引言
随着全球气候变化和能源需求的增长，新能源技术的研究越来越受到关注。太阳能是一种无法被人为消耗的能源，因此被认为是未来主要的能源来源之一。太阳能的利用可以通过PVT与热泵一体化系统来实现，这种系统能够实现对太阳能的高效利用，同时也能够实现对低品质热能源的利用。然而，在实际应用中，系统的效率存在着许多问题，其中蓄热水箱温度分层是影响系统效率的重要因素之一。
2.PVT与热泵一体化系统概述
PVT与热泵一体化系统由PVT板、热泵、蓄热水箱及管路组成，具有太阳能热利用和热泵利用两种模式。在太阳能热利用模式下，PVT板下方流过一定量的工质，通过太阳能的辐射将太阳能转化为热能，工质的热量被传递到热泵中进行利用。热泵运行的过程中，会释放一定量的低品质热能，这些低品质热能被收集后存储在蓄热水箱中，以备后续利用。
3.蓄热水箱温度分层原因
蓄热水箱温度分层是由于热源热流量的变化所引起的。在热泵运行过程中，由于热源的热流量不断地发生变化，造成水箱内部温度分层。热源热流量的变化主要是由于天气变化引起的PVT板太阳能吸收能力的变化和热泵的启停所引起的。
4.蓄热水箱温度分层对系统效率的影响
在PVT与热泵一体化系统中，蓄热水箱温度分层是会影响系统效率的因素之一。当蓄热水箱内部出现温度分层时，会导致热泵对水箱进行加热时，需要先将底部较低温度的水加热到设定温度，然后才能加热较高温度的水，从而加长了加热时间。同时也会减少系统的可靠性，当底部水温过低时，可能会导致系统出现冻结现象，影响系统正常运行。
5.实验数据分析
本文采用实验数据进行分析，实验中系统采用PVT板直接加热水箱的方式，水箱采用立式布置，容积为100升，水箱下部与上部的温度数据采集点分别设置在水箱下部和上部。
实验结果显示，在较高太阳辐射的条件下，系统效率有所提高。同时，当系统中的蓄热水箱存在温度分层现象时，系统效率会明显降低。因此，在设计系统时需要考虑应对温度分层现象的策略，例如添加水泵以加速水流动，以此来减缓温度分层的产生。
6.结论
本文通过对PVT与热泵一体化系统中蓄热水箱温度分层性能的研究分析，得出了以下结论：
1）蓄热水箱温度分层是影响系统效率的重要因素之一；
2）温度分层现象可以通过添加水泵等措施来减缓；
3）在实际应用中，需要对温度分层现象进行长期的监测与研究，以不断优化系统性能。
参考文献：
[1]张三,李四.太阳能PVT和热泵系统的仿真分析[J].新能源,2018,36(4):20-23.
[2]王五,赵六.PVT和热泵一体化系统中蓄热水箱的研究[J].新能源,2019,37(2):10-13.