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控制可再生能源以改善多源热泵系统的性能：两案研究
摘要：在新的和翻新的建筑物中，通常利用不同的能源来达到接近零的能源建筑目标。热泵和可再生能源是最常见的技术。不同组件与受控逻辑的耦合以利用所有能量贡献会导致隐含的设计复杂性。在本文中，报道了两项有关使用多源热泵系统的案例研究：作为主要的新颖性，与其他来源（地面热交换器，通风热量器，通风热恢复）相关的太阳能（热或光伏/热量）的正确设计是为了使能量在一年中绘制的能量，以使其在一年中的独立性，并在注射范围内绘制了一年的能量，并以此为基础。此外，模拟了相对复杂的（与常规的加热或冷却）系统，以控制多源热泵工厂。通过动态模拟，报告了植物设计，控制逻辑的设计，控制逻辑的设计以及两个原始的多源热泵系统的能量性能。在一种情况下，也可以使用实际测量数据。由于多源工厂的适当控制逻辑（基于测量的数据）和第一种情况下的第一种和第二种情况，获得了非常高的一级能量比（基于测量的数据）和4.7（基于模拟数据），获得了非常高的一级能量比。因此，分别确定了37和3.9 kWh m-2 y-1的不可再生的一级能量消耗。
全民使用热泵？美国家用空气源热泵的成本和效益分布
摘要 建筑物中化石燃料燃烧的电气化是实现全球温室气体排放目标的关键组成部分。我们使用 550,000 个具有统计代表性的家庭的物理模拟来分析三种空对空热泵性能水平（有无绝缘升级）的成本和收益分布，这些分布在美国各种住房存量中。我们发现，在 2022-2038 年的五种电网情景中，美国每个州在所有性能水平上都实现了温室气体减排，全面采用可使全国排放量减少 5%-9%。我们发现，在 59% 的家庭（6500 万）中，空对空热泵无需补贴即可实现成本效益。然而，效率是关键：虽然最低效率设备可能会增加 39% 家庭的能源费用，但如果同时升级隔热层，这一比例仅为 19%，而使用更高效设备则仅为 5%，尽管这两种策略的前期成本都较高。这种负担能力挑战可以通过支持性激励措施、政策和创新来解决。
热电池™ 储源热泵系统是综合冷热源系统系列的一部分
SSHP 系统最常用于在室外气温极低的地区提供电加热，这些地区的室外气温低到足以使仅使用空气对水热泵加热变得困难或成本高昂。SSHP 系统可以有效且高效地加热和冷却建筑物，而无需考虑室外气温。实现此目的的替代方法，例如电加热或化石燃料锅炉或奇特的 AWHP 设计，由于电力需求更高、公用事业成本更高或碳足迹更高而处于劣势。基于电阻的加热的电能转换效率为 1 (1)，而 SSHP 系统冷却器-加热器的 COP 可高达 3 (3) 到 4 (4)，从而大大降低电力需求。
建筑领域热能存储系统中相变材料的演变，重点关注地源热泵
1 摩德纳和雷焦艾米利亚大学工程科学与方法系，Via Amendola 2, 42122 Reggio Emilia, 意大利；silvia.barbi@unimore.it（SB）；simona.marinelli@unimore.it（SM）；bianca.rimini@unimore.it（BR）；monia.montorsi@unimore.it（MM）2 摩德纳和雷焦艾米利亚大学可持续研究、高效能源转换、建筑能源效率、照明和家庭自动化综合技术领域工业研究和技术转让跨部门研究中心，EN & TECH，Via Amendola 2, 42122 Reggio Emilia, 意大利 3 费拉拉大学 TekneHub 实验室，Via Saragat 13, 44122 Ferrara, 意大利；sebastiano.merchiori@unife.it（SM）； michele.bottarelli@unife.it (MB) 4 费拉拉大学建筑系，Via Quartieri 8, 44121 费拉拉，意大利 5 摩德纳和雷焦艾米利亚大学先进机械和汽车应用研究与服务跨系中心 INTERMECH-Mo.Re.，Via P. Vivarelli 10/1, 41125 摩德纳，意大利 * 通讯地址：francesco.barbieri1@unimore.it
用于评估与空气源热泵集成的热能存储的能量模型：预印本
建筑物的完全脱碳需要用电动设备替换燃烧设备，而空气源热泵 (ASHP) 是一种候选替代方案。然而，技术限制（例如在寒冷天气下运行时效率下降）限制了它们在全球供热市场的采用。在几种提高寒冷气候下运行的 ASHP 效率的选项中，人们考虑使用热能存储 (TES)，因为它可以在寒冷时提供供暖，并将 ASHP 运行转移到天气较暖的时候。它还可以利用分时电价并在必要时支持除霜。然而，对 ASHP-TES 系统的评估仍然有限，因为传统指标无法充分反映其经济和环境效益。在这项工作中，提出了一个 Python 框架来模拟有和没有 TES 的 ASHP。提出了一些指标来分析系统在成本、等效 CO 2 排放量和效率指标方面的性能，以评估和比较替代系统。提供了针对商用热泵获得的实验数据的模型验证，以及使用科罗拉多州丹佛市的应用示例，以突出模型功能。
利用热能储存集成地源热泵系统重塑美国电力需求的潜力
每年，美国有超过20% 的电力用于满足住宅和商业建筑的热需求（例如空间制冷、空间供暖和水加热）。将热能储存（TES）与建筑的HVAC 系统相结合有可能重塑建筑的电力负荷状况，并缓解可再生能源发电与建筑需求之间的不匹配。一种新型地源热泵（GSHP）系统与地下热能储存（UTES）相结合的方案已被提出，以平衡建筑的电力需求，同时仍满足其热需求。本研究采用自下而上的方法评估了拟议系统的潜在影响。并量化了对不同电力市场电力需求的影响。结果表明，在现有电网容量范围内，拟议系统在不同批发市场的最大渗透率可能在51% 到100% 之间。总体而言，大约 4600 万户独栋住宅可以改造成拟议的系统，而不会增加相应市场的年度峰值需求。通过以最大渗透率实施拟议的系统，电网级夏季峰值需求可减少 9.1% 至 18.2%。同时，在电网层面，年用电量将变化 -12% 至 2%。全国总用电量将减少 9%。[DOI：10.1115/1.4051992]
空气源热泵的运营成本评估集成到巴西南部的热量储能：预印本
国家可再生能源实验室（NREL）团队感谢汤加气象，能源，信息，信息，灾难管理，环境，环境，气候变化和沟通（MEIDECC）的成员可再生能源和能源效率（PCREEE），用于提供本报告中使用的重要信息和数据。nrel还赞赏与Local2030岛网络正在进行的合作，以促进点对点交换，以识别和实施全球群岛的最佳实践解决方案。此外，NREL作者感谢以下周到的反馈：Will Rolston（全球绿色增长研究所），Kaylyn Bopp，Jacob Holden，Alicen Kandt，John Barnett和Mike Callahan，以及Katie Wensuc的编辑协助。
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要求：•她的评级：需要预先构建/设计协助自己的评级，最终评级分数为60或更少。•高效率加热和冷却：需要地面源热泵（地热），能量之星空气源热泵，NEEP列出的空气源热泵。•有效的电水加热：需要安装能量星热泵热水器或地热辅助电热水器。•电能星电器：需要洗衣机，热泵干燥机或能量星烘干机，延迟开始/调度，洗碗机和冰箱。•电动汽车：已安装或EV Ready Home II级EV充电器（安装了240/208伏电源）。
技术事实表 - 热泵土壤
当前的技术潜力估计如下。根据CBS的说法，2017年荷兰有7,8个住宅。所需的最低绝缘水平对应于带有标签的建筑物。基于RVO的标签注册的外推58％的总房屋具有标签C或更高的标签，而14％的人在2017年具有A或更高的标签A或更高（RVO，2018年）。这些建筑物被认为适用于地面源热泵。但是，由于A.O.缺乏空间或没有挖掘的可能性（Ecofys，2015； CE，2018）。基于以下假设：总房屋的10％适用于地面源热泵，并且每个热泵的容量为10 kWth，估计电势为7.8 GWTH。根据Nationaal Warmtepomp TrendRapport的说法，地面源热泵有8 GWTH的潜力（Nationaal Harmtepomp trendRapport，2018年）。技术潜力的平均值为7,9 GWTH。将来，由于新建筑物的高隔热标准和现有建筑物的翻新，预计适合热泵的住宅量可以增加。