随着社会的发展,以传统化石能源为主的供热系统不仅使得能源枯竭,而且造成了严重的环境污染。因此,太阳能供热系统受到青睐,但是太阳能集热系统性能受气象条件、用户负荷规律等直接影响,在实际运行过程会存在集热系统回水温度高并导致集热效率低、供水温度低而造成供热半径小等问题,在大型太阳能集中供热系统中尤为明显,且在太阳能集热侧与用户侧负荷矛盾越大时该问题越突出。虽然蓄热系统可在一定程度上缓解该问题,但寻求新型耦合增效系统是从根本上解决该问题的有效途径。基于此,本文提出一种吸收式热泵-大型太阳能集热阵列耦合供热系统。该系统以中温集热器(聚光型集热器)作为吸收式热泵的驱动热源,从而降低低温集热器(平板集热器)入口温度,提高集热效率并增大供热能力。本文依据系统工作原理,建立了吸收式热泵-太阳能耦合供热系统物理模型;在理论分析的基础上,利用MATLAB软件编写了溴化锂吸收式热泵的运行程序,并使用TRNSYS软件对系统进行仿真模拟;以拉萨市为例,对该耦合系统供热性能进行综合分析,研究了聚光型集热器面积、吸收式热泵容量、蓄热水箱容积以及聚光型集热器流量对耦合系统性能的影响;另外,对比分析了吸收式热泵-太阳能耦合供热系统和平板型集热器供热系统、平板型-聚光型集热器串联供热系统关于热性能、经济性、节能性和环保性等方面的差异;最后,选择我国西部地区太阳能丰富地区的典型城市:拉萨、西安、西宁、银川,研究了系统应用于不同地区的性能特征。模拟结果表明:增大聚光型集热器面积、增大吸收式热泵容量、减小聚光型集热器流量以及减小蓄热水箱容积可降低平板集热器进口温度,增大系统供热温度,提高集热效率,增大供热能力,提升系统性能。此外,与平板型太阳能供热系统和平板-聚光型集热器串联供热系统相比,在同等集热面积条件下,吸收式热泵-太阳能耦合供热系统可有效降低平板集热器进口温度,提高供热温度,增大集热量和供热量,减少一次能源消耗量(煤炭使用量)和二氧化碳排放量。就经济性而言,与平板型太阳能供热系统相比,吸收式热泵-太阳能耦合供热系统的初投资增大约14.7%,而系统收益可增大30%;与平板-聚光型集热器串联供热系统相比,吸收式热泵-太阳能耦合供热系统的初投资增大约2.3%,系统收益将会增大10%。受太阳辐射强度以及室外天气参数的影响,吸收式热泵-太阳能耦合供热系统在不同地区的性能表现有所差异。在太阳辐射强度最大的拉萨地区,耦合系统的性能最佳,系统供水温度最高、集热器进口温度最低、集热效率和太阳能利用率最大。通过上述理论分析和数值模拟,获得了吸收式热泵-太阳能耦合供热系统在不同运行参数下的热性能,明确了聚光型集热器面积、吸收式热泵容量、蓄热水箱容积以及聚光型集热器流量对系统集热器进口温度、集热效率以及供热温度的影响规律,掌握了系统在不同地区的运行效果。该研究为太阳能富集区大型太阳能集中供热系统增效、安全运行提供了一种新型系统方案,对太阳能集中供热系统的发展和推广起到了一定的促进作用。