太阳能供热系统优化设计与运行模式研究.pdf

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1、硕士学位论文太阳能供热系统优化设计与运行模式研究RESEARCHONOPTIMALDESIGNANDOPERATIONMODEOFSOLARENERGYHEATINGSYSTEM楚博见哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TU833.1学校代码：10213国际图书分类号：697密级：公开工学硕士学位论文太阳能供热系统优化设计与运行模式研究硕士研究生：楚博见导师：周志刚副教授申请学位：工学硕士学科：供热供燃气通风及空调工程所在单位：建筑学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学

2、ClassifiedIndex:TU833.1U.D.C:697DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONOPTIMALDESIGNANDOPERATIONMODEOFSOLARENERGYHEATINGSYSTEMCandidate：ChuBojianSupervisor：Assoc.Prof.ZhouZhigangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：Hea

3、ting,Gassupplying,Ventilating&AirConditioningEngineeringAffiliation：SchoolofArchitectureDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着社会的飞速发展，人们对于能源的消费需求也日益攀升，仅依靠一次能源的生产模式既不能满足社会发展需要，也不符合节能环保的可持续发展

4、战略。根据我国能源消费结构升级的战略要求，本文从系统设计、工程适用性与运行调节三个层面对太阳能供热系统进行研究，以满足用户的生活热水和供暖需求，实现室内热舒适性。首先，结合我国太阳能资源现状，提出了太阳能供热系统的工作原理与基本运行模式。结合具体工程案例，给出了系统容量设计方法，包括太阳能集热器面积、储热水箱容积以及水泵选型等。建立太阳能供热系统经济性数学模型，并结合案例，对系统管网结构优化、辅助热源设置及工程适用性进行了研究。本文推导了单向环状供热管网各节点温度及流量参数计算公式，并利用经济模

5、型，得出单向环状供热管网相比于双管制系统经济性更优的结论；选取电锅炉作为辅助热源，研究太阳能集热器面积对系统费用年值的影响，发现太阳能集热器面积越大，即太阳能保证率越高，系统越经济；针对系统工程适用性，研究表明拉萨地区是最适宜发展太阳能供热系统的，相同的供热面积下所需的太阳能集热器面积最小；随着系统供热面积的增大，系统单位面积费用年值逐渐降低并趋于定值。系统的工程适用性还受到土地资源、系统运行调控等各方面的影响。在运行调节方面，提出了太阳能供热系统典型日与供暖期优化运行调节方法，结合案例给出了系

6、统优化运行调节策略。针对典型日，研究了系统逐时供回水温度及供水流量设计方法，并结合逐时负荷供需关系，给出了五种运行模式调控方案；针对供暖期，结合逐日室外气象参数，研究了系统运行模式调控策略，分析各模式运行时长变化趋势，为实际工程的运行设计提供参考。本文为我国的太阳能资源高效利用提供思路，为实际太阳能供热工程的研究提供理论支撑。关键词：太阳能供热系统；单向环状管网；优化设计；运行调节策略-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofsocie

7、ty,thepeople'sdemandforenergyconsumptionisalsoincreasing.Theproductionmoderelyingonlyonprimaryenergycannotmeettheneedsofsocialdevelopment,anditdoes’tconformtothesustainabledevelopmentstrategyofenergyconservationandenvironmentalprotection.Accordingtot

8、hestrategicrequirementsoftheupgradingofenergyconsumptionstructureinChina,thispaperstudiesthesolardistrictheatingsystemfromthreelayersofsystemdesign,engineeringapplicabilityandoperationadjustmenttomeettheuser'shotwaterandheatingdemand,andrealizeindoor