跨季節(jié)水池儲熱太陽能供暖系統(tǒng)能效研究.pdf

1、由于全球能源消耗量的不斷增長，建筑耗能已成為我國能源消耗的“耗能大戶”，可再生能源的開發(fā)利用是我國在對傳統(tǒng)礦物能源和核能進行利弊分析之后的新型替代能源選擇，是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要能源戰(zhàn)略。太陽能作為一種可再生的清潔能源受到國內(nèi)外的廣泛關(guān)注，但因其間斷、不穩(wěn)定性且與熱能需求不同步的弊端限制了其發(fā)展。而儲熱技術(shù)是可以有效解決這個弊端，特別是季節(jié)儲熱技術(shù)，可將非供暖期收集的太陽能儲存至供暖期使用，緩解太陽能供暖能量“冬季不足，夏季過剩”的矛盾

2、，對提高全年太陽能利用率，實現(xiàn)太陽能供暖系統(tǒng)的可靠性具有重要意義。
　　本文對跨季節(jié)水池儲熱太陽能供暖系統(tǒng)在集熱-儲熱-取熱-供熱子系統(tǒng)耦合作用下的動態(tài)傳熱模型進行分析，針對不同集熱子系統(tǒng)形式、儲熱/放熱工況、取熱子系統(tǒng)形式建立數(shù)學模型并進行求解，模擬分析全年儲熱水池內(nèi)水溫變化、能量分布及系統(tǒng)效率、取熱方式的選擇及運行控制策略。其次研究了蓄集比、集熱效率、建筑能耗等關(guān)鍵參數(shù)對太陽能保證率的影響，并重點分析了對儲熱系統(tǒng)設(shè)計及運行具有

3、關(guān)鍵影響的取熱子系統(tǒng)形式及取熱設(shè)備效率對系統(tǒng)能流分布的影響規(guī)律，為取熱方式的選擇及運行控制策略提供參考。最后，通過大連某綜合樓進行跨季節(jié)水池儲熱太陽能供暖系統(tǒng)方案設(shè)計及模型求解，并分析其環(huán)境效益影響。
　　對太陽能資源屬第Ⅲ類的寒冷地區(qū)，本論文主要研究結(jié)果如下:
　　(1)綜合考慮蓄集比對太陽能保證率的影響及對儲熱水池水溫的控制，蓄集比在3～4范圍較好。集熱器效率提高0.1，太陽能保證率可提高26％，過低的集熱器效率對太陽能

4、保證率影響更明顯。另外，水池良好的保溫效果、建筑能耗的降低都對提升系統(tǒng)太陽能保證率有十分積極的影響，且有益于系統(tǒng)能效的提高。
　　(2)直流供暖與水源熱泵聯(lián)合取熱形式比換熱器與水源熱泵聯(lián)合取熱形式的換熱損失更少，太陽能利用更充分，系統(tǒng)能效更高，太陽能保證率比后者高18％左右。取熱換熱器的換熱效率提高10％，太陽能保證率平均可提高9％;水源熱泵的ε2提高30％，太陽能保證率平均可提高3.3％。換熱器換熱效率和水源熱泵COP的提高，均