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《基于TRNSYS的太阳能集热系统能量转化分析与优化★★★.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第卷增刊工程热物理学报,年,月吞“日匕匕基于的太阳集热系统“吞日匕量转化分析与优化韩延民代彦军王如竹上海交通大学制冷与低温研究所,上海。,,,摘要建立了太阳能集热器非稳态数学模型以工程实例为研究对象借助于软件分析不同集热器类型集热面积,水箱容积,水箱流量对太阳能集热系统性能的影响优化集热器和水箱设计参数,采用变流量水箱系统,对提高太阳能集热系统综合性能有指导意义关健词太阳能集热器系统模型热力性能中一图分类号文献标识码文章编号刁一一妞丫认认叭亡￡亡亡擂‘”,劝刀叮伙五劝,伪勿,,迅,前言太阳能集热系统的性能分析包含太阳能集热器
2、和集热系统,对太阳能集热器的模拟通过建立基于太阳能集热系统是将太阳能集中收集转换为热,能并集中储存的系统,系统包括太阳能集热器,储一维或二维的数学模型研究在稳态或非稳,,态条件下平板集热器的响应特性或通过解析法’存装置循环管路等主要部件以及辅助能源装置,,,如加热补偿器和控制装置,可实现在无日照条件对太阳能集热器的绝热层盖板槽道空气夹层等,下的供能和能量调节。太阳能集热系统已经应用于部件建立计算模块的能量守恒方程从而求解了集太阳能制冷,太阳能热泵,太阳能热水器,太阳能生热器内部的温度分布态住宅,以及太阳能发电等诸多热利用技术
3、中。本文基于传统的太阳能集热器模型,在考虑辐,,,,太阳能的缺点是能流密度低和供能不连续,在射散射气候风速等诸多影响因子建立更为优,,各种形式的太阳能利用中,光热转换的效率最高,化的太阳能集热器模型并结合软件以,,、太阳能集热系统为研究对象通过对比在上述模型一般大于而光电的转换效率在左,,,‘,条件下的集热器面积集热器类型水箱容积和流右光化学转换效率一般小于如何提高太阳能的利用效率和降低太阳能利用设备的投资,势必量等优化太阳能集热系统的热利用效率成为太阳能利用研究中的重点课题。太阳能集热器,,太阳能集热器数学模型作为光热转换
4、的源头研究和优化其性能将在太阳能热利用中有重要意义。典型的太阳能集热系统如图所示其中太阳一收稿日期修订日期‘‘若金项目上海世博科技专项资助,男,河南扶沟人,,主要从事太阳能利用,传热传质方面的作者简介韩延民博士研究生研究工程热物理学报卷能集热器是能量转换的重要部件,虑到风速的影响,在上述的式中做进按照集热器的形一步改进式,可以主要分为平板集热器和真空管集热器。两一。一几’风州间八擎种类型集热器都基于表面盖板或真空管的透射过程口,以及吸收体的吸收过程在热平衡的条件下传统的一一一几几用于测试和模拟的数学模型可以表示为如下形式。一
5、一。几‘二一一一无一凡几几,这里的是自然对流换热系数是净入射。式中,辐射的热损系数为平行于集热面的风速式为单位集热器面积吸收的可利用热量为集热器表面的太阳能辐射强度,为当量集热可以用来预测多种类型的集热器热平衡性能面,积比意义下的净入射效率与集热器的透射率太阳能集热系统集热性能分析,和吸收体的吸收率相关分别为集热器,吸收体表面温度相关的热损系数。几为集热器以上海某工程需要设计的太阳能集热系统为,进出口介质的当量温度,为集热器周围的大气环例考虑到工程中的单效吸收式制冷机组模块需要,提供的冷量一般单效吸收式机组的尸境温度、,,为
6、热驱动温度为集热系统要至少减压阀提供的热量太阳能系统要求出水温度为,,回水温度为系统供水量为上海地,区纬度经度设计的集,,热器追踪方式为单轴追踪轴平行于集热面地面反射系数为,追踪面的方位角为文中以去载负夏季工况小时月份第一天至第五天为模拟,,时段来分析太阳能集热系统的热转换能力匹配图太阳能集热系统效率较高时的系统设计参数基于式表示的稳态热平衡模型,考虑到太集热器和水箱因决定能量转化和储存利用过程,中地能量利用效率而成为太阳能集热系统中的关键阳入射角的变化影响净入射效率以及集热器本身,,,部件本文借助于软件建造如图的太热容的影
7、响定义入射角影响因子集热器热容,,阳能集热系统模型为优化系统性能对比了建立更优化的集热器瞬态数学模型,集热器和平板型集热器变流量和定流量分层水箱一一一,几’。几等方案并对优化方案下的设计参数进行进一步分“一二一析二鲁如式的模型主要适用于太阳辐射占优,散,射份数很低的情况下难以适用太阳入射角和室外天气条件经常变化等自然情况为此这里需要把式中的第,一项分成两部分集中辐射强度几其,入射角松弛因子,和散射辐射强度几其入射,角松弛因子,这样可以把方程进一步写成如下形式,‘一一一二尸。几’。,几一一二鲁太阳能集热器在室外工作条件下,集热
8、器表面环境沮度工况,的温度高于周围环境的温度对外界的散热其实不,按照上述的地理位置集热器方位角和追踪方,,只是在于静态条件下对环境的辐射和对流换热考以及设定的太阳辐照度利用中的气增刊韩延民等基于的太阳能集热系统能量转化分析与优化候和辐射模块初步计算出在模拟时段小时内,,的水箱中部温度达到所
