利用太阳能热能和热泵蓄热系统为住宅区提供零碳供热

欧盟的目标是大幅减少每年的温室气体排放量。此外，由于不断恶化的能源危机，消费者的成本也在不断上升。在这种情况下，供热的新概念再次显得越来越重要。避免排放的一种方法是使用高效集热场与热泵储存系统相结合。在这方面，供应安全和经济效率是关键方面。本文研究了住宅区域（季度）相应供热中心的概念和可能的实施方案。我们使用了TRNSYS（TRNSYS，2019）来模拟该系统。参数研究表明了不同变量对收集器面积、存储量等的影响。热泵的液压回路和制冷剂对供热中心的能源效率、产热成本和技术安全都有较大的影响。提出并讨论了热泵电路的一种变化方式。稳态模拟是使用®专业软件（Steag，2019）进行的。编译 陈讲运

总结

本文研究了利用热泵实现太阳能局部供热的可行性和概念。在马里恩塔尔区（德国兹威考市），人们可以提供100%的可再生能源。参数研究表明，大量的可能性受到技术和经济标准以及该地区所需的建筑面积数量的严重限制。本研究为优化系统设计提供了初步的参数和关键数据。

无排放供应的热生产成本提供了0.37€kWh-1的中等值(比较：没有热泵的太阳能本地加热系统可以达到ୱ୭୪ = 40…50 %的太阳能比例在德国（无排放）。1998年至2004年期间的太阳能热生产成本在0.23€kWh-1之间。随着太阳能比例的增加，太阳能加热成本的上升。根据经验，进一步优化所提出的系统可以显著降低成本。需要注意的是，季节性存储的系统相对较小（133个住宅单元）。随着系统规模的增加，成本预计将会下降。此外，该系统为住宅区提供现有建筑，主要配备了传统供暖技术。

利用EBSILON软件对所选的热泵回路进行的进一步研究表明，R1234ze (E)制冷剂非常适合于热泵的运行。与制冷剂R134a相比，具有较高的性能系数，但受热能力较低。对于假定的条件，两个热泵与单独连接到储罐的串联连接非常适合供热。根据目前的研究，这里的性能系数可以达到5.67。

所提出的系统提供了更多的优化可能性。增加住宅单元的数量或增加系统的规模可以进一步降低特定的投资成本。包括其他热源（如污水、地热能等）。允许减少收集器的尺寸，并提高在冬季的性能系数。热泵和储罐的优化以及系统操作和控制策略的改进将是进一步研究的重点。