一种面向建筑空调的太阳能跨季节应用系统节能性分析

孟昱 周浩泽 董学香 马小雅 南成斌 蒋爽

摘 要：我国建筑采暖和空调能耗在社会总能耗中占有较大的比重，增加太阳能等可再生能源在建筑中的应用是实现能源与环境可持续发展的一条途径。太阳能光伏/光热（PVT）技术可最大限度地利用太阳能，但目前太阳能利用受天气、季节性气候影响而无法稳定提供能量，并且PVT系统的发电和产热效率相互制约。本文提出一种新颖的PVT系统，包含PVT板、热泵机组、地埋管、辅助热源或辅助冷却塔、多功能逆变器、电化学储能装置、热水储水箱、电控柜等，可实现太阳能资源全年的最大化应用，满足建筑空调、热水、采暖和供电需求。

关键词：太阳能光伏/光热;地埋管;热泵;建筑节能

中图分类号：TU822文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）02-0133-04

Energy-saving Analysis of a Solar Energy Cross-season Application System for Building Air Conditioning

MENG Yu ZHOU haoze DONG Xuexiang MA Xiaoya NAN Cheng Bin JIANG Shuang

（School of Civil Engineering， Dalian Minzu University，Dalian Liaoning 116600）

Abstract： China's building heating and air conditioning energy consumption accounts for a large proportion of the total energy consumption in society， increasing the application of renewable energy such as solar energy in buildings is a way to achieve sustainable development of energy and environment. Solar photovoltaic/photothermal （PVT） technology can maximize the use of solar energy， but the current solar energy utilization is affected by weather and seasonal climate and cannot provide energy stably， and the power generation and heat generation efficiency of PVT systems are mutually restricted. This paper presents a novel PVT system， including PVT board， heat pump unit， buried pipe， auxiliary heat source or auxiliary cooling tower， multi-functional inverter， electrochemical energy storage device， hot water storage tank， electric control cabinet， etc.， which can realize the maximum application of solar energy resources throughout the year， and meet the needs of building air conditioning， hot water， heating and power supply.

Keywords： solar photovoltaic / photothermal;buried pipe;heat pump;building energy-saving

在能源消耗中，建筑能耗在社會总能耗中占有非常大的比重。我国建筑采暖和空调能耗约占建筑总能耗的55%[1]，随着我国经济的不断发展，人们逐渐提高建筑室内环境的舒适度要求，建筑能耗比重将会持续提高[2-3]。实现建筑节能，很重要的是要降低占主要比例的采暖和空调能耗，其主要手段有二[4-5]。一是改进能源利用技术，提高能源利用效率，减少能源浪费，即所谓的“节流”。二是开发利用清洁可再生能源，即所谓的“开源”，这是人类必须寻求的一条能源与环境可持续发展的战略道路。

在众多可再生能源中，太阳能是可再生能源中应用最广的能源之一。太阳能在建筑中的应用方式主要是太阳能低温光热（PT）利用和太阳能光伏（PV）利用两种。……