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《中南大学》 2011年
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长沙市太阳能热水系统补水方式优化与节能效益分析

赵芳  
【摘要】:可再生能源逐步替代常规能源是世界发展的趋势。太阳能集热技术可以利用太阳能满足生活热水、采暖、供电等多种需求,是运用可再生能源的重要技术手段之一。 本文根据长沙地区的气候特点,分别利用TRNSYS和数值计算公式确定太阳能集热系统设计参数。结合工程实例,利用数值分析,确定该系统的供水方式。基于传统的即时补水模式,建立数值模型,分析系统在集热器面积为设定值时,不同贮热水箱体积对贮水温度、水温波动、集热器平均集热效率、贮热水箱贮存效率以及太阳能保证率的影响,并进一步分析了水箱容积率对系统太阳能保证率的影响。然后根据即时补水模式的缺点,提出比例补水方式,通过比较分析得出比例补水方式在减小水箱水温波动和水箱体积方面有显著的优越性。并基于两种补水模式,对系统进行全年性能分析,在水箱体积、集热器面积和设定水温一定的情况下,对比分析两种补水方式下的太阳能保证率,集热器平均集热效率和贮热水箱贮存效率。由分析结果可知,对于热用户来说,采用比较合理的补水模式对于提高太阳能热水系统的保证率、集热器平均集热效率和贮热水箱贮存效率有重要作用。 在以上研究基础上,本文将不同几种补水方式的太阳能热水系统与其他几种能源形式的热水系统在节能效益、经济效益和环境效益三个方面进行了比较分析。经济方面采用动态年费用值法,环境方面主要考虑系统的污染物排放量和二氧化碳减排量。并探讨了太阳能保证率对不同能源形式的热水系统年运行能耗的影响。 由研究结果表明,在长沙地区气候特点下,采用比例补水并以天然气为辅助热源的太阳能热水系统经济效益最好,能耗相对较低,系统因节能减排对环境保护其积极作用。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TU822;TU18

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