Phân tích năng lượng emergy, tối ưu hóa cho hệ thống sưởi ấm và làm mát bằng năng lượng mặt trời tích hợp với bơm nhiệt nguồn không khí trong tòa nhà siêu tiết kiệm năng lượng
Emergy analysis and optimization for a solar-driven heating and cooling system integrated with air source heat pump in the ultra-low energy building
Tác giả: Jiazheng Wang, Shuxue Xu, Guoyuan Ma, Qianqian Gou, Pu Zhao, Xiaoya Jia
Ngày đăng tải: 02/11/2022
DOI: https://doi.org/10.1016/j.jobe.2022.105467
Trong bài viết này, một hệ thống sưởi ấm và làm mát bằng năng lượng mặt trời tích hợp với bơm nhiệt nguồn không khí được thiết kế và áp dụng cho tòa nhà siêu tiết kiệm năng lượng. Nhiệt và điện từ bộ thu nhiệt quang điện tập trung parabol kép được đưa vào bơm nhiệt nguồn không khí để tăng hiệu suất của bơm nhiệt nguồn không khí. Tích hợp các lợi ích về năng lượng, xã hội, môi trường và kinh tế của hệ thống trong toàn bộ vòng đời, một phương pháp tối ưu hóa dựa trên năng lượng emergy (lượng năng lượng được sử dụng trong các quá trình biến đổi trực tiếp và gián tiếp để tạo ra một sản phẩm hoặc dịch vụ) được áp dụng để có được cấu hình tối ưu của bộ thu nhiệt quang điện tập trung parabol kép. Dưới cấu hình tối ưu, hiệu suất năng lượng emergy của hệ thống được thiết kế được phân tích, và hiệu suất năng lượng emergy hàng tháng và ảnh hưởng của chi phí đầu tư và bức xạ mặt trời đối với hiệu suất năng lượng emergy được thảo luận. Kết quả tối ưu hóa cho thấy khi tỷ lệ phủ quang điện là 1.0, tổng năng lượng emergy tiêu thụ bởi hệ thống được thiết kế là thấp nhất, 2.64 × 1016 seJ/năm, tiết kiệm 9.96% năng lượng emergy so với hệ thống tham chiếu. Tỷ lệ tải môi trường, chỉ số bền vững năng lượng emergy, tỷ lệ đầu tư năng lượng emergy và tỷ lệ thu năng lượng emergy dưới cấu hình tối ưu lần lượt là 126.62, 0.021, 0.62 và 2.64. Tỷ lệ đầu tư năng lượng emergy và tỷ lệ tải môi trường trong tháng 1 là cao nhất, lần lượt là 0.28 và 100.09, trong khi tỷ lệ thu năng lượng emergy và chỉ số bền vững năng lượng emergy trong tháng 5 là lớn nhất, lần lượt là 15.02 và 0.179. Tỷ lệ tải môi trường và tỷ lệ đầu tư năng lượng emergy tương quan dương với chi phí đầu tư hàng năm, trong khi chỉ số bền vững năng lượng emergy và tỷ lệ thu năng lượng emergy tương quan nghịch với chi phí đầu tư hàng năm. Tối ưu hóa năng lượng emergy thúc đẩy việc lựa chọn tốt hơn các hệ thống cung cấp năng lượng cho tòa nhà.
Link: Science Direct
