太陽能供暖系統(tǒng)的模擬研究.pdf

1、能源的過度開發(fā)對(duì)發(fā)展中國(guó)家的環(huán)境造成了非常嚴(yán)重的污染，太陽能作為一種潔凈無污染的能源在發(fā)電、供熱等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。本文提出一種直接式太陽能地板輻射供暖系統(tǒng)的方案，此方案具有兩個(gè)子系統(tǒng)，分別在白天和夜晚為房間供暖。通過動(dòng)態(tài)模擬此供暖系統(tǒng)的運(yùn)行，研究影響太陽能供暖系統(tǒng)的因素。此外，又對(duì)太陽能熱泵供暖系統(tǒng)的方案進(jìn)行模擬分析，將這兩種方案進(jìn)行比較，對(duì)太陽能供暖系統(tǒng)的研究具有指導(dǎo)意義。
　　 本文的主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)論如下：
　　

2、 (1)對(duì)直接式供暖系統(tǒng)的方案進(jìn)行研究，建立太陽輻照度、太陽能集熱器、蓄水箱、地板輻射板的數(shù)學(xué)模型。用Visual Basic軟件分別對(duì)夜晚供暖系統(tǒng)和白天供暖系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真。
　　 模擬研究了此方案中集熱器面積對(duì)太陽能供暖系統(tǒng)的影響。各月份的采暖負(fù)荷不同，滿足各月的采暖負(fù)荷所需的集熱面也會(huì)明顯不同。通過對(duì)兩個(gè)子系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模擬得出，即使采用較大的集熱面積，此直接式供暖系統(tǒng)的方案雖然可以滿足11月份和3月份全天的供暖；但在寒冷的

3、1月，白天供暖系統(tǒng)只能滿足59％的熱負(fù)荷，夜晚供暖系統(tǒng)只能滿足41％的熱負(fù)荷。并且地板表面的溫度變化都較大。本文還模擬研究了蓄水箱體積和集熱管流量對(duì)系統(tǒng)的影響。太陽能保證率f在蓄水量與夜晚供暖系統(tǒng)的面積之比(?)為40L/m2時(shí)出現(xiàn)最大值。太陽能保證率會(huì)隨進(jìn)口管流量的增加而增加，當(dāng)流量為0.8kg/s時(shí)，太陽能保證率不再增加。
　　 (2)對(duì)間接式供暖系統(tǒng)的方案進(jìn)行研究，模擬太陽能熱泵供暖系統(tǒng)的運(yùn)行。
　　 通過Aspe

4、n plus軟件對(duì)熱泵進(jìn)行靜態(tài)的模擬，得出蓄水箱水溫越高，壓縮機(jī)的功率越高。通過對(duì)間接供暖系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模擬，得出集熱面積為40m2、蓄水量與集熱器面積之比為100L/m3的間接式采暖系統(tǒng)的COP值為2.6，可以基本滿足1月份的房間熱負(fù)荷，太陽能保證率f為0.56，房間供熱量比直接式太陽能供暖系統(tǒng)更加穩(wěn)定。
　　 為了夜晚供暖，直接式太陽能供暖系往往需要較大的集熱體積。而在寒冷月份的夜晚仍需要有輔助熱源輔助供暖。所以直接式太陽能供暖