為了提高太陽能利用率,結(jié)合平板電熱聯(lián)產(chǎn)（PVT）和槽式集熱器（PTC）的優(yōu)點(diǎn),基于瞬態(tài)系統(tǒng)模擬軟件TRNSYS建立了太陽能電熱聯(lián)產(chǎn)復(fù)合系統(tǒng)仿真模型。采用氣象軟件Meteonorm提供的典型氣象年數(shù)據(jù)文件,以電效率、熱效率以及太陽能保證率等參數(shù)為系統(tǒng)仿真指標(biāo),對集熱水箱容積和供熱水箱容積等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)仿真研究,并對系統(tǒng)進(jìn)行全年性能分析。結(jié)果表明:集熱水箱容積或供熱水箱容積的增大都會引起太陽能保證率的增大,在集熱水箱容積6 m³、供熱水箱容積8 m³的條件下,全年平均PVT電效率可達(dá)12.40%,PVT熱效率可達(dá)18.75%,PTC熱效率可達(dá)50.97%,太陽能綜合利用率可達(dá)82.13%,太陽能保證率可達(dá)52.21%,其中全年有5個(gè)月太陽能保證率達(dá)到60%以上。 

【文章來源】：數(shù)字制造科學(xué). 2018,16(02)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

系統(tǒng)仿真模型示意圖

姆掄婺Ｐ妥鞒鋈縵錄蚧?偕?(1)水為單相、均質(zhì)、常物性、不可壓，在集熱器中作定常、一維、穩(wěn)態(tài)流動;(2)將太陽能集熱器作為整體來進(jìn)行計(jì)算和分析，忽略太陽能集熱器采光面灰塵物對其性能的影響;(3)水箱內(nèi)有溫度分層，層層之間有溫差，每一層溫度均勻分布，且水箱在集熱時(shí)間內(nèi)永遠(yuǎn)充滿水。(4)忽略系統(tǒng)管道的散熱損失。1．2用水負(fù)荷該模型基于一個(gè)大眾浴池，大約300人用水，用水時(shí)間為每天上午06:00～第二天夜里2:00，據(jù)統(tǒng)計(jì)用水量約為9000kg，85℃的熱水。具體用水量如圖2所示。設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量由式(1)計(jì)算:Qh=Khnqrρrc(tend－tL)T(1)qr=q1(60－tL)tend－tL(2)式中:Qh為設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量;Kh為小時(shí)變化系數(shù)，查表取3．0;n為熱水用水單位數(shù)(人數(shù)或圖2用水量隨時(shí)間的變化曲線床位數(shù))，n=300;qr為混合熱水溫度對應(yīng)的每個(gè)床位或人用水熱量;q1為折合成60℃熱水對應(yīng)的人均日熱水用量，查《民用建筑節(jié)水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》［11］取50L/人;ρr為水密度，1000kg/m3;c為水的定壓比熱容，4187J/(kg·K);tend為用戶使用的混合熱水溫度，85℃;tL為每日自來水溫，10℃;T為熱水使用時(shí)間，20h。因?yàn)椤睹裼媒ㄖ?jié)水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》建議的熱水用水定額是以60℃熱水對應(yīng)的，計(jì)算時(shí)需用式(2)進(jìn)行換算。1．3系統(tǒng)水箱容積為了更好地保證系統(tǒng)的供熱穩(wěn)定性，該系統(tǒng)采用雙水箱太陽能系統(tǒng)。一個(gè)是集熱水箱，主要011數(shù)字制造科學(xué)2018年6月

藎?對系統(tǒng)進(jìn)行全年性能模擬。本系統(tǒng)中，PVT總面積為140m2，傾角為當(dāng)?shù)鼐暥?6°35'，PTC總面積為100m2，系統(tǒng)運(yùn)行間隔為10min。下文僅針對集熱水箱容積和供熱水箱容積等參數(shù)進(jìn)行仿真研究，以PVT的發(fā)電量和電效率、PVT的產(chǎn)熱量和熱效率、PTC的產(chǎn)熱量和熱效率、系統(tǒng)輔熱量、太陽能產(chǎn)熱量及太陽能保證率作為系統(tǒng)仿真指標(biāo)，其中電效率和熱效率均為全年的平均效率。2．1集熱水箱容積仿真結(jié)果由1．3節(jié)可以選擇集熱水箱容積1～10m3作為仿真區(qū)間，以1m3為仿真步長，仿真結(jié)果如圖3所示。圖3集熱水箱容積的影響圖3(a)描述了集熱水箱容積對PVT性能發(fā)電量、產(chǎn)熱量、電效率和熱效率的影響，可以看出隨著集熱水箱容積的增大，PVT發(fā)電量、電效率、產(chǎn)熱量和熱效率也逐漸增大，且增大速率越來越校這是因?yàn)殡S著集熱水箱容積的增大，集熱水箱的平均水溫在減小，從而PVT的發(fā)電量和產(chǎn)熱量增大，相應(yīng)的電效率和熱效率隨之增大;但隨著集熱水箱容積增大，集熱水箱的平均水溫下降速率減慢，從而PVT性能的增大速率越來越小。圖3(b)描述了集熱水箱容積對PTC性能產(chǎn)熱量和熱效率的影響，可以看出PTC產(chǎn)熱量和熱效率先是快速下降，下降到某一最小值后又緩慢增大。這是因?yàn)殡S著集熱水箱容積的增大，PVT產(chǎn)熱量增大，進(jìn)入供熱水箱的熱量增多，從而PTC產(chǎn)熱量快速下降，相應(yīng)的熱效率隨之下降;當(dāng)集熱水箱容積增大到某一程度后繼續(xù)增大時(shí)，雖然PVT產(chǎn)熱量增大，但集熱水箱的散熱量也在增大，且PVT產(chǎn)熱量的增量小于集熱水箱散熱量的增量，從而進(jìn)入供熱水箱的熱量有所減小，因此PTC產(chǎn)熱量又緩慢增大，相應(yīng)的熱效率隨之緩慢增大。圖3(c)描述了集熱水箱容積對系?


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