重慶地區(qū)夏季太陽能熱水應用關鍵問題研究.pdf

1、隨著建筑節(jié)能工作的深入開展以及綠色建筑的推進，太陽能熱水系統(tǒng)的應用也越來越廣泛。而在太陽能熱水系統(tǒng)中，集熱器的傾角是影響應用效果較為關鍵的因素。在目前國家或地方關于太陽能熱水系統(tǒng)應用的標準中，一般建議集熱器傾角設置為與地理緯度相同或地理緯度±10°。我國幅員遼闊，全國太陽能資源分布迥異，且各地區(qū)太陽能資源特征也相差較大，一概而論顯然不能很好的適應太陽能熱水系統(tǒng)的應用。
　　本文首先綜合了幾何學、光學的基礎理論，集成現(xiàn)有的理論研究成

2、果，對不同時刻、不同朝向、不同傾角下的集熱器表面接收的太陽直射輻射、散射輻射、反射輻射進行了理論分析及計算，得到不同時刻、不同朝向、不同傾角的集熱器表面的太陽總輻射。在理論分析的基礎上，為進一步量化不同條件的集熱器表面接收的太陽輻射量，利用Visual Basic6.0中文版編制了太陽輻射計算程序，基于重慶地區(qū)典型氣象年數(shù)據(jù)，對該地區(qū)正南向的0°~90°傾角集熱器表面的太陽輻射開展了全年8760小時的動態(tài)分析計算，并對計算結(jié)果進行統(tǒng)計分

3、析。統(tǒng)計結(jié)果顯示，全年集熱器表面接收的太陽輻射量最大的傾角為0°，若僅著眼于6、7、8月份，依然是0°傾角下接收的太陽輻射量最大。針對得出的結(jié)果與目前標準中相迥異的現(xiàn)象，本文對從重慶地區(qū)的太陽能資源中直射輻射所占比重較小等進行了簡要探討。
　　在重慶地區(qū)太陽能熱水應用逐步廣泛的趨勢上，調(diào)研了重慶地區(qū)太陽能熱水系統(tǒng)應用的現(xiàn)狀，并針對兩類系統(tǒng)（家用太陽能熱水系統(tǒng)和太陽能集中供熱水系統(tǒng)）在重慶地區(qū)現(xiàn)有的太陽能資源條件下，開展了太陽能資源

4、的需求與匹配性分析。發(fā)現(xiàn)在該地區(qū)太陽能資源條件下，在5、6、7、8、9月份兩類太陽能系統(tǒng)提供的熱水均可以滿足熱水需求。
　　為對理論分析和實際計算得到的太陽能最佳傾角進行驗證，在重慶地區(qū)搭建了集熱器為全玻璃真空管，集熱器傾角為0°、19.5°、29.5°、39.5°的太陽能熱水應用試驗研究平臺，在6、7、8月份的晴天、多云天、陰天、雨天、變化天氣共計5種天氣條件下分別開展了實驗測試研究。并對5種天氣條件下的4種傾角太陽能集熱系統(tǒng)接

5、收的太陽輻射量，產(chǎn)熱水狀況（溫升、水量），及效率進行了研究。研究發(fā)現(xiàn)，6、7、8月份中，0°傾角下，集熱器表面接收的太陽輻射量最大，較39.5°傾角下要大約20.4％，6、7、8月份的集熱系統(tǒng)的平均效率為59.9%，較19.5°傾角下效率63.1%略低，但0°傾角下水箱中的水溫升較其他傾角下高且轉(zhuǎn)化成的熱量也較19.5°傾角下大。
　　最后，文章從6、7、8月份重慶地區(qū)應用太陽能熱水系統(tǒng)的角度看，建議該地區(qū)太陽能熱水系統(tǒng)的集熱器傾