熱泵谷電蓄熱供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)匹配模式的研究

馮國(guó)會(huì)，李艾濃，常莎莎，黃凱良，張 磊

(沈陽(yáng)建筑大學(xué)市政與環(huán)境工程學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110168)

熱泵技術(shù)實(shí)現(xiàn)了能量從不同品位上的轉(zhuǎn)移，谷電蓄熱技術(shù)實(shí)現(xiàn)能量從時(shí)間上的轉(zhuǎn)移。因此將熱泵與谷電蓄熱技術(shù)結(jié)合起來，可以平衡建筑用能和有效地利用低品位能源。然而，蓄熱技術(shù)結(jié)合峰谷電價(jià)雖然能夠節(jié)省一定比例的電費(fèi)，但需要根據(jù)建筑負(fù)荷運(yùn)行特點(diǎn)，合理選擇其設(shè)計(jì)匹配模式，才能充分發(fā)揮熱泵與谷電蓄熱技術(shù)的優(yōu)勢(shì)[1]。黃鑫等[2]確定電蓄熱供暖用蓄熱水箱的有效體積的計(jì)算公式，給出了電蓄熱供暖蓄熱水箱有效體積對(duì)應(yīng)建筑面積的估算指標(biāo)。郭鐵明等[3]根據(jù)供冷期負(fù)荷出現(xiàn)比例的累計(jì)分布，選擇適合的蓄冷方式和運(yùn)行策略。郭嘯峰等[4]認(rèn)為，水作為地?zé)峁步ㄖ┡瘍?chǔ)熱材料的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性最好，以陜西為例，當(dāng)采用水作為儲(chǔ)熱材料時(shí)最佳儲(chǔ)熱比例為42.2%。尹建杰等[5]根據(jù)負(fù)荷分布以系統(tǒng)日運(yùn)行費(fèi)用最低為目標(biāo)函數(shù)，對(duì)地源熱泵機(jī)組和蓄熱裝置進(jìn)行合理的優(yōu)化控制，降低了系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用。李倩如[6]針對(duì)地埋管地源熱泵水蓄熱系統(tǒng)提出了一種3階段決策過程的運(yùn)行策略優(yōu)化方法，并結(jié)合實(shí)際工程得到不同負(fù)荷條件下系統(tǒng)的運(yùn)行策略。石玉香等[7]介紹了某地源熱泵水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)各種負(fù)荷時(shí)段的運(yùn)行策略。王宏偉等[8]從太陽(yáng)能與地源熱泵聯(lián)合和交替供暖兩方面比較，各有其優(yōu)點(diǎn)。陳進(jìn)等[9]從能效和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面提出了蓄熱空調(diào)系統(tǒng)的主要技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)、計(jì)算方法和測(cè)試方法。王含等[10]對(duì)比了多能互補(bǔ)式和水罐儲(chǔ)能式兩種地?zé)崮芾孟到y(tǒng)，選取初投資、運(yùn)行成本、能源節(jié)約、費(fèi)用年值等評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，表明水罐儲(chǔ)能式方案更具經(jīng)濟(jì)性。

熱泵與谷電蓄熱系統(tǒng)結(jié)合的方式雖然已有研究，但系統(tǒng)的設(shè)計(jì)形式與運(yùn)行匹配模式較單一，通常為谷電時(shí)熱泵制熱儲(chǔ)存于蓄熱水箱中，峰電時(shí)根據(jù)負(fù)荷需要提取蓄熱水箱中的熱來為末端供熱；蓄熱水箱與熱泵系統(tǒng)結(jié)合的運(yùn)行模式通常為把蓄熱水箱布置在熱泵機(jī)組的負(fù)荷側(cè)。供熱形式多偏向于若是谷電蓄熱不滿足蓄熱水箱放熱期間的負(fù)荷時(shí)，一般采用電加熱進(jìn)行補(bǔ)熱，電加熱的效率要遠(yuǎn)低于熱泵，采用電加熱進(jìn)行補(bǔ)熱的方式反而會(huì)降低系統(tǒng)的綜合性能，在熱泵谷電蓄熱供暖系統(tǒng)中蓄熱水箱的匹配模式還需要進(jìn)行研究[11]。

筆者基于TRNSYS模擬對(duì)蓄熱水箱放置于熱泵源側(cè)和負(fù)荷側(cè)的設(shè)計(jì)模式與谷電時(shí)為末端用戶供熱的不同匹配模式進(jìn)行研究，同時(shí)對(duì)承載系統(tǒng)的超低能耗建筑不同使用建筑面積下的設(shè)計(jì)模式進(jìn)行分析。通過對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行分析，得到在滿足不同使用需求下蓄熱水箱在熱泵谷電蓄熱供暖系統(tǒng)中的運(yùn)行方案。

1 熱泵谷電蓄熱供暖系統(tǒng)模型

1.1 建筑概況與建筑負(fù)荷

供暖系統(tǒng)搭載建筑為遼寧省沈陽(yáng)市某一超低能耗建筑，總占地面積為167.95 m2。該項(xiàng)目為示范建筑，根據(jù)DEST負(fù)荷計(jì)算，得到極端負(fù)荷日為1月13日，建筑最大熱負(fù)荷為9.93 kW，日間用電峰電 16 h，建筑總熱負(fù)荷為101.5 kW。

1.2 熱泵谷電蓄熱供暖系統(tǒng)

1.2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)形式

搭建熱泵與蓄熱水箱相互結(jié)合的熱泵谷電蓄熱供暖系統(tǒng)，按照蓄熱水箱布置在熱泵機(jī)組的源側(cè)或負(fù)荷側(cè)，將系統(tǒng)的設(shè)計(jì)形式分為：源側(cè)水箱和負(fù)荷側(cè)水箱。

(1)源側(cè)水箱。源側(cè)水箱的設(shè)計(jì)形式為蓄熱水箱布置在熱泵機(jī)組源側(cè)(如圖1所示)。在夜間谷電時(shí)，熱源向水箱中蓄存熱量，日間峰電時(shí)放出水箱中的熱量到熱泵機(jī)組中制熱，為用戶末端供暖。源側(cè)水箱的設(shè)計(jì)形式，不同匹配模式對(duì)系統(tǒng)性能和經(jīng)濟(jì)性影響不大。

圖1 源側(cè)水箱設(shè)計(jì)形式

(2)負(fù)荷側(cè)水箱。負(fù)荷側(cè)水箱的設(shè)計(jì)形式為蓄熱水箱布置在熱泵機(jī)組的負(fù)荷側(cè)(如圖2所示)。在夜間谷電時(shí)，熱泵機(jī)組制熱向水箱中蓄存熱量，日間峰電時(shí)放出水箱中的熱量,為用戶末端供暖。

圖2 負(fù)荷側(cè)水箱設(shè)計(jì)形式

1.2.2 系統(tǒng)匹配模式

筆者基于負(fù)荷側(cè)水箱的設(shè)計(jì)形式(見圖2)，根據(jù)系統(tǒng)在夜間谷電熱泵機(jī)組制熱向水箱蓄熱時(shí)為用戶末端供暖的熱量來源的不同，將負(fù)荷側(cè)水箱設(shè)計(jì)形式的系統(tǒng)進(jìn)一步分為3種匹配模式。

(1)負(fù)荷側(cè)水箱，熱泵放熱

在夜間谷電時(shí)水泵3開啟，為熱泵機(jī)組制熱，水泵4開啟，向蓄熱水箱蓄熱時(shí)，水泵6同時(shí)開啟,由熱泵機(jī)組制熱為用戶末端供暖；日間峰電水泵5開啟，釋放水箱中熱量為用戶末端供暖。熱泵放熱的匹配模式概述為夜間谷電水箱蓄熱時(shí)由熱泵制取熱量直接供給用戶。

(2)負(fù)荷側(cè)水箱，水箱放熱

在夜間谷電時(shí)水泵3開啟，為熱泵機(jī)組制熱，水泵4開啟，向蓄熱水箱蓄熱時(shí)，水泵5同時(shí)開啟,放出水箱中熱量為用戶末端供暖；日間峰電水泵5開啟,釋放水箱中熱量為用戶末端供暖。水箱放熱的匹配模式概述為夜間谷電水箱蓄熱時(shí)釋放水箱中熱量間接供給用戶。

(3)負(fù)荷側(cè)水箱，判斷放熱

在夜間谷電時(shí)水泵3開啟，為熱泵機(jī)組制熱，水泵4開啟，向蓄熱水箱蓄熱時(shí)，水泵5和水泵6根據(jù)溫差控制在夜間谷電交替開啟，為用戶末端供暖；日間峰電水泵5開啟，釋放水箱中熱量為用戶末端供暖。判斷放熱概述為根據(jù)溫差控制由熱泵機(jī)組或是蓄熱水箱為用戶末端供暖。具體溫差判斷的控制條件為：熱泵與蓄熱水箱出口水溫度之間的溫差是否低于2 ℃。若溫差小于2 ℃，則優(yōu)先選取水箱放熱；反之，選取熱泵放熱。

1.2.3 系統(tǒng)模式

根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)形式和匹配模式，筆者建立4種設(shè)系統(tǒng)模式。系統(tǒng)設(shè)計(jì)形式中源側(cè)水箱為模式一，系統(tǒng)匹配模式確立為模式二、三、四。

模式一：源側(cè)水箱。在夜間谷電時(shí)，水泵1和水泵3開啟，由熱源向水箱中蓄存熱量的同時(shí)為熱泵機(jī)組制熱提供熱源；日間峰電時(shí)，水泵2開啟，釋放水箱中的熱量到熱泵機(jī)組制熱為用戶末端供暖。模式二：負(fù)荷側(cè)水箱，熱泵放熱。模式三：負(fù)荷側(cè)水箱，水箱放熱。模式四：負(fù)荷側(cè)水箱，判斷放熱。

1.3 選 型

1.3.1 蓄熱水箱容積計(jì)算

蓄熱水箱容積VX的計(jì)算式為

(1)

式中：QP為蓄熱水箱承擔(dān)負(fù)荷時(shí)間段內(nèi)總負(fù)荷，kJ/h；c為水比熱容，4.19 kJ/(kg·K)；Δt為熱泵源側(cè)進(jìn)出口水溫差，℃；ΔT為運(yùn)行時(shí)間，h。

(1)負(fù)荷側(cè)水箱蓄熱率100%容積計(jì)算

不同的設(shè)計(jì)形式下，QP的值不同。負(fù)荷側(cè)水箱蓄熱率100%，蓄熱水箱需要承擔(dān)的是極端負(fù)荷日的日間峰電16 h負(fù)荷段負(fù)荷，此時(shí)總負(fù)荷為101.5 kW，QP=101.5 kW。蓄熱水箱容積按照供回水溫差、流量與時(shí)間來計(jì)算，代入式(1)得：

源側(cè)水箱蓄熱率100%容積計(jì)算

蓄熱水箱的容積選取應(yīng)按照承擔(dān)最極端負(fù)荷日時(shí)間段內(nèi)的源側(cè)負(fù)荷。

QP=QS.

(2)

式中：QS為源側(cè)負(fù)荷，kW。

熱泵供熱模式下源側(cè)負(fù)荷與負(fù)荷側(cè)負(fù)荷轉(zhuǎn)換為

(3)

式中：COP為熱泵機(jī)組的制熱性能系數(shù)，取4.5。

源側(cè)水箱蓄熱水箱容積確定代入式(1)、式(2)、式(3)得：

1.3.2 熱泵機(jī)組額定制熱量計(jì)算

(1)源側(cè)水箱熱泵機(jī)組承擔(dān)負(fù)荷

熱泵機(jī)組全天制熱，所需的制熱量應(yīng)能滿足最不利日1月13日最大熱負(fù)荷9.93 kW。

(2)負(fù)荷側(cè)水箱熱泵機(jī)組承擔(dān)負(fù)荷

熱泵機(jī)組需要在夜間8 h向水箱中蓄存日間16 h熱負(fù)荷，同時(shí)還要滿足夜間8 h的最大熱負(fù)荷。選取最不利日進(jìn)行計(jì)算，最終熱泵機(jī)組所需承擔(dān)的熱負(fù)荷為31.01 kW。

根據(jù)對(duì)系統(tǒng)的模擬結(jié)果，并確保熱泵機(jī)組供暖熱水出口溫度達(dá)到45 ℃，最終得到的源側(cè)熱泵機(jī)組額定制熱量為11 kW，負(fù)荷側(cè)熱泵機(jī)組額定制熱量為40 kW。

1.3.3 水泵流量計(jì)算

水泵所需流量計(jì)算式為

(5)

式中：G為水泵流量，m3/h。

1.3.4 水泵功率計(jì)算

(6)

式中：P為水泵功率，W；H為揚(yáng)程，m；η為水泵效率。

1.4 系統(tǒng)模型的建立

對(duì)4種系統(tǒng)模式在TRNSYS中建立仿真模型，TRNSYS模擬系統(tǒng)如圖3所示。

圖3 TRNSYS系統(tǒng)模擬圖

2 結(jié)果與分析

2.1 系統(tǒng)性能分析

(1)系統(tǒng)設(shè)計(jì)形式的COP與負(fù)荷率

COP與負(fù)荷率對(duì)比如圖4所示，模式一為源側(cè)水箱，模式二、三、四為負(fù)荷側(cè)水箱。

負(fù)荷側(cè)水箱模式二、三、四的系統(tǒng)COP在3.08～3.29，要比源側(cè)水箱模式一的系統(tǒng)COP的2.36高出31%、39%、35%。從負(fù)荷率的變化來看，負(fù)荷側(cè)水箱熱泵機(jī)組只在夜間運(yùn)行，在夜間谷電時(shí)需要向蓄熱水箱中蓄存峰電時(shí)所需的熱量，同時(shí)要制取出能供給建筑實(shí)時(shí)負(fù)荷的熱量，熱泵機(jī)組在夜間8 h集中制取全天24 h的熱量，熱泵機(jī)組的負(fù)荷率也就較大。而源側(cè)水箱在全天運(yùn)行，熱泵機(jī)組根據(jù)負(fù)荷的實(shí)時(shí)變化制取熱量來滿足建筑負(fù)荷，實(shí)時(shí)負(fù)荷不定，且波動(dòng)較大，相較負(fù)荷側(cè)水箱負(fù)荷率較小。而機(jī)組的負(fù)荷率和機(jī)組的制熱能效相關(guān)，當(dāng)機(jī)組的負(fù)荷率在 50%～100%，機(jī)組的COP維持在比較高的范圍內(nèi)，不會(huì)有太大的變化；當(dāng)負(fù)荷率在 50%以下時(shí)，機(jī)組的COP會(huì)出現(xiàn)較大的下降[12]。由圖4可以看出，蓄熱水箱位于源側(cè)時(shí)機(jī)組的負(fù)荷率在50%以下。蓄熱水箱位于負(fù)荷側(cè)位置時(shí)機(jī)組的負(fù)荷率在70%～80%。負(fù)荷側(cè)水箱的負(fù)荷率高于源側(cè)水箱，機(jī)組的COP也較源側(cè)水箱的機(jī)組COP高于20%，相應(yīng)系統(tǒng)的COP高于源側(cè)水箱30%以上。

(2)系統(tǒng)匹配模式的COP與負(fù)荷率

從系統(tǒng)設(shè)計(jì)形式可以看出，負(fù)荷側(cè)水箱的形式系統(tǒng)性能更佳?；谪?fù)荷側(cè)水箱的設(shè)計(jì)形式下，熱泵機(jī)組在谷電蓄熱時(shí)為用戶末端供暖的熱量來源可分為熱泵放熱、水箱放熱、熱泵與水箱切換放熱這樣3種匹配模式，分別對(duì)應(yīng)模式二、模式三、模式四。通過對(duì)圖4中這3種匹配對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響進(jìn)行分析，從而選出最佳的匹配模式。

負(fù)荷側(cè)水箱的設(shè)計(jì)形式下，3種模式的負(fù)荷率均在50%～100%，模式二熱泵放熱的負(fù)荷率最低。蓄熱水箱在蓄熱的同時(shí)放熱，蓄熱水箱中蓄存的水為高溫水，蓄熱水箱的熱損失量也相應(yīng)增大，熱泵機(jī)組在日間谷電時(shí)間內(nèi)時(shí)制取的熱量相應(yīng)較其他模式增多，從而導(dǎo)致機(jī)組的負(fù)荷率增大，機(jī)組和系統(tǒng)的COP增加。模式三水箱放熱的系統(tǒng)COP最高為3.29，相對(duì)于模式二的3.08和模式四的3.18，分別高出7%和3%。模式四判斷放熱的模式，是水箱放熱和熱泵放熱兩種模式的綜合，從負(fù)荷率上看，判斷放熱的負(fù)荷率要高于水箱放熱，但機(jī)組COP和系統(tǒng)COP上沒有水箱放熱的模式高，且在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，多增加了一條環(huán)路，并且判斷放熱的模式控制較復(fù)雜，不予推薦。

2.2 經(jīng)濟(jì)性分析

2.2.1 耗電量與電費(fèi)

(1)系統(tǒng)設(shè)計(jì)形式的耗電量與電費(fèi)

從對(duì)源側(cè)水箱和負(fù)荷側(cè)水箱的機(jī)組制熱量選型參數(shù)可以看出，對(duì)于熱泵谷電蓄熱供暖系統(tǒng)，負(fù)荷側(cè)水箱的設(shè)計(jì)形式由于熱泵機(jī)組在夜間谷電電費(fèi)較低時(shí)需要制熱承擔(dān)全天負(fù)荷的高溫水。源側(cè)水箱的設(shè)計(jì)形式中，谷電節(jié)能的核心則是在夜間利用大流量蓄熱泵把來自源側(cè)的水蓄存在蓄熱水箱中，峰電時(shí)只需要用小流量泵將蓄熱水箱中的水源供給熱泵機(jī)組，只需要按照最大負(fù)荷來對(duì)熱泵機(jī)組選型。相對(duì)比可以看出，源側(cè)水箱的熱泵機(jī)組選型要遠(yuǎn)小于負(fù)荷側(cè)水箱熱泵機(jī)組選型。

如圖5所示，在熱泵供暖系統(tǒng)中，熱泵機(jī)組的耗電量要遠(yuǎn)大于水泵的耗電量，所以模式一源側(cè)水箱的耗電量和電費(fèi)要遠(yuǎn)低于模式二、三、四對(duì)應(yīng)的負(fù)荷側(cè)水箱。源側(cè)水箱的電費(fèi)相對(duì)比負(fù)荷側(cè)水箱分別降低17%、33%、26%。

圖5 耗電量與年電費(fèi)對(duì)比

為了進(jìn)一步驗(yàn)證建筑面積大小對(duì)熱泵谷電蓄熱供暖系統(tǒng)中源側(cè)水箱和負(fù)荷側(cè)水箱的耗電量和電費(fèi)的影響，改變系統(tǒng)搭載建筑面積，對(duì)熱負(fù)荷進(jìn)行縮小與放大，分別選取熱負(fù)荷與原建筑負(fù)荷比值為0.2、0.5、2、3倍，對(duì)兩種設(shè)計(jì)形式進(jìn)行對(duì)比分析。由于蓄熱水箱位于負(fù)荷側(cè)的設(shè)計(jì)形式中模式二熱泵放熱最為節(jié)能，選取熱泵放熱的匹配模式與源側(cè)水箱進(jìn)行對(duì)比。

模擬結(jié)果如圖6所示。

圖6 耗電量和電費(fèi)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)形式擬合曲線

從圖6中可以看出，隨著建筑面積的增長(zhǎng)，在建筑熱負(fù)荷增大下，負(fù)荷側(cè)水箱的耗電量持續(xù)增加，但峰谷電費(fèi)的增加趨勢(shì)變緩，說明峰谷電價(jià)在負(fù)荷側(cè)水箱的運(yùn)行模式，減少的電費(fèi)幅度更大。但峰谷電費(fèi)減少的電費(fèi)不足以抵消耗電量增大而導(dǎo)致的電費(fèi)增加量，隨著建筑面積的增大，負(fù)荷側(cè)水箱的電費(fèi)超出源側(cè)水箱電費(fèi)的比例逐漸增大。

利用origin將源側(cè)水箱和負(fù)荷側(cè)水箱和年電費(fèi)之間的數(shù)據(jù)擬合成曲線，結(jié)果如下：源側(cè)水箱設(shè)計(jì)形式時(shí)，建筑熱負(fù)荷與年電費(fèi)的曲線表達(dá)式為：y=2 076.71x2+0.96；負(fù)荷側(cè)水箱設(shè)計(jì)形式時(shí)，建筑熱負(fù)荷與年電費(fèi)的曲線表達(dá)式為：y=2 442.54x2+1。經(jīng)過擬合結(jié)果分析，在建筑熱負(fù)荷與該超低能耗建筑熱負(fù)荷的比值為0.015時(shí)，源側(cè)水箱電費(fèi)才會(huì)低于負(fù)荷側(cè)水箱的電費(fèi)。在蓄熱水箱的蓄熱率為100%的情況下，源側(cè)水箱的設(shè)計(jì)形式更為節(jié)能。

從利用峰谷電降低電費(fèi)的角度分析，負(fù)荷側(cè)水箱電費(fèi)的價(jià)格降低幅度比源側(cè)水箱的設(shè)計(jì)形式更大。但由于影響耗電量的關(guān)鍵部件仍然為熱泵機(jī)組，負(fù)荷側(cè)水箱的熱泵機(jī)組選型遠(yuǎn)大于源側(cè)水箱的熱泵機(jī)組選型，仍然是源側(cè)水箱的年電費(fèi)要低于負(fù)荷側(cè)水箱的年電費(fèi)。相對(duì)比可知，峰谷電價(jià)的政策更適合應(yīng)用于負(fù)荷側(cè)水箱的設(shè)計(jì)形式，這時(shí)降低的電費(fèi)更多。

(2)系統(tǒng)匹配模式的耗電量和電費(fèi)

從耗電量和電費(fèi)上來分析，如圖5所示，最節(jié)能經(jīng)濟(jì)的模式為模式二熱泵放熱，模式四判斷放熱和模式三水箱放熱較其分別節(jié)省電耗13%和23%；節(jié)省電費(fèi)12%和22%。這是由于熱泵放熱在水箱中蓄存的熱量和水箱的容積相較于另兩種匹配模式要少，由此熱泵放熱的匹配模式熱損失最少，耗電量和電費(fèi)最低。

2.2.2 初投資計(jì)算

(1)熱泵機(jī)組初投資計(jì)算

負(fù)荷側(cè)水箱的熱泵機(jī)組按照所需負(fù)荷選型要比源側(cè)水箱熱泵機(jī)組選型要大，熱泵機(jī)組的價(jià)格F按照額定制熱量0.38 元/W來進(jìn)行計(jì)算[13]。

源側(cè)水箱，對(duì)應(yīng)于模式一熱泵機(jī)組的價(jià)格為

負(fù)荷側(cè)水箱，對(duì)應(yīng)于模式二、三、四熱泵機(jī)組的價(jià)格為

(2)蓄熱水箱容積價(jià)錢按500元/m3的價(jià)格計(jì)算[14]。

(3)水泵的價(jià)格選擇按照1 000元/臺(tái)來計(jì)算[14]。

(4)安裝調(diào)試費(fèi)。安裝調(diào)試費(fèi)按照設(shè)備材料費(fèi)15%計(jì)算[15]。

初投資費(fèi)用最低為模式一，最高為模式三。初投資計(jì)算如表1所示。

表1 初投資計(jì)算表

從表1可以看出，源側(cè)水箱模式一的初投資最低為18 080元，負(fù)荷側(cè)水箱的3種匹配模式中熱泵放熱模式二的初投資最低為33 580元。

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)形式蓄熱水箱位于熱泵機(jī)組源側(cè)的設(shè)計(jì)形式模式一，系統(tǒng)初投資和運(yùn)行費(fèi)用上都更加節(jié)能，相較于蓄熱水箱位于熱泵機(jī)組負(fù)荷側(cè)的設(shè)計(jì)形式模式二、三、四，運(yùn)行費(fèi)用分別節(jié)省26%，53%，41%。蓄熱水箱位于熱泵機(jī)組負(fù)荷側(cè)的設(shè)計(jì)形式系統(tǒng)的性能最佳，機(jī)組COP和系統(tǒng)COP分別高于源側(cè)水箱的20%和30%。

系統(tǒng)的不同匹配模式中，熱泵放熱模式二的最為節(jié)能經(jīng)濟(jì)，至少節(jié)約電量和電費(fèi)13%和12%。水箱放熱模式三的模式系統(tǒng)性能最佳，機(jī)組的COP提高4%，系統(tǒng)的COP至少增大3%。

3 結(jié) 論

(1)峰谷電政策在系統(tǒng)中的運(yùn)用可以降低系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用，從設(shè)計(jì)形式上看，蓄熱水箱位于熱泵機(jī)組的負(fù)荷側(cè)降低費(fèi)用的比例更大，但若蓄熱水箱位于熱泵機(jī)組的負(fù)荷側(cè)時(shí)熱泵機(jī)組選型過大，仍然為蓄熱水箱位于熱泵機(jī)組源側(cè)的設(shè)計(jì)形式更為經(jīng)濟(jì)。

(2)在蓄熱水箱蓄熱率為100%的情況下，源側(cè)水箱與負(fù)荷側(cè)水箱的對(duì)比中，源側(cè)水箱利用谷電蓄熱仍然比負(fù)荷側(cè)水箱更為節(jié)能。且通過對(duì)系統(tǒng)搭載的超低能耗建筑熱負(fù)荷進(jìn)行縮放下，只有在與原熱負(fù)荷比值為0.015以下時(shí)，負(fù)荷側(cè)水箱的電費(fèi)才比源側(cè)水箱更低，而負(fù)荷側(cè)水箱的系統(tǒng)性能要比源側(cè)水箱更佳。

(3)基于負(fù)荷側(cè)水箱的設(shè)計(jì)形式下，系統(tǒng)在夜間谷電向水箱中蓄熱不同熱量來源的匹配模式中，熱泵放熱的匹配模式最為節(jié)能經(jīng)濟(jì)，水箱放熱的模式系統(tǒng)性能最佳。