以太陽能光熱采暖系統(tǒng)的集熱面積與儲熱水箱體積的匹配為研究對象,搭建基于小時(shí)級熱量流動的太陽能采暖系統(tǒng)模型�；诖四Ｐ�,對集熱面積和儲熱體積匹配關(guān)系對系統(tǒng)運(yùn)行效率、經(jīng)濟(jì)性及安全性的綜合影響進(jìn)行討論。并以一個典型算例為例,結(jié)合經(jīng)濟(jì)性分析方法,給出太陽能采暖系統(tǒng)最優(yōu)集熱面積和水箱體積的設(shè)計(jì)流程。研究表明:單位集熱面積匹配儲熱體積的最優(yōu)值并非是一個定值,而是與系統(tǒng)的總集熱面積有很強(qiáng)的相關(guān)性。系統(tǒng)集熱面積越大,單位集熱面積對應(yīng)的最優(yōu)儲熱體積越大。相應(yīng)地,系統(tǒng)的熱損失也越大,單位集熱面積的有效供熱量越小。因此,需要從集熱量與熱損失2個方面綜合權(quán)衡系統(tǒng)規(guī)模,并合理匹配儲熱體積,以保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。 

【文章來源】：太陽能學(xué)報(bào). 2020,41(09)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

太陽能熱水采暖系統(tǒng)模型

本文采用TRNSYS對所搭建系統(tǒng)模型進(jìn)行對比驗(yàn)證。如圖2所示，采用2種模型的計(jì)算結(jié)果能夠良好吻合，最大偏差不超過4.4%。同時(shí)，采用TRNSYS進(jìn)行系統(tǒng)模擬必須保證時(shí)間步長縮小到分鐘級尺度以捕捉系統(tǒng)供熱狀態(tài)的變化。而本文所搭建模型的計(jì)算時(shí)間步長為1 h。對應(yīng)于需要計(jì)算大量不同參數(shù)組合的系統(tǒng)優(yōu)化問題，采用本文所搭建模型能夠有效降低計(jì)算時(shí)間及復(fù)雜程度。2.2 定集熱面積下儲熱體積的影響

圖5為不同集熱面積的系統(tǒng)在其對應(yīng)最優(yōu)RVA配置下的集熱效率、儲熱水箱熱損率和太陽能保證率的變化情況�？煽闯�，隨著集熱面積的增大，系統(tǒng)集熱效率逐漸降低，儲熱水箱的熱損失率逐漸增大；而系統(tǒng)太陽能保證率增加的速度隨集熱面積的增加而逐漸放緩。當(dāng)系統(tǒng)的總集熱面積超過其合理范圍后，增加集熱器面積反而會造成太陽能保證率的下降。因此，對于太陽能采暖系統(tǒng)而言，增加集熱面積并非絕對有益，因?yàn)楦蟮募療崦娣e意味著需要為單位集熱面積匹配更大的蓄熱體積來補(bǔ)償系統(tǒng)集熱和用熱量之間的不匹配。而儲熱是一個耗散環(huán)節(jié)，更大的儲熱量意味著更大的耗散，當(dāng)增加集熱面積所帶來的收益小于增加儲熱體積所帶來的損失時(shí)，增加集熱面積對系統(tǒng)熱性能提升起反作用。由式（27）可知，隨太陽能保證率的提升，系統(tǒng)輔助能源供熱年費(fèi)下降，而系統(tǒng)初投資則上升。因此，以費(fèi)用年值最低為目標(biāo)綜合評估的最優(yōu)保證率。系統(tǒng)總費(fèi)用年值與系統(tǒng)太陽能保證率的變化關(guān)系如圖6所示，當(dāng)太陽能保證率為62%時(shí)，系統(tǒng)費(fèi)用年值最低，為73.02元/m2，所對應(yīng)的系統(tǒng)集熱面積為4838 m2，儲熱水箱體積為789 m3。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]太陽能地面采暖系統(tǒng)蓄熱水箱容積分析[J]. 劉艷峰,王登甲.  太陽能學(xué)報(bào). 2009(12)
[2]拉薩火車站太陽能熱水供暖系統(tǒng)實(shí)測與分析[J]. 潘云鋼.  暖通空調(diào). 2009(07)



本文編號：3495088