基于TRNSYS的太阳能谷电蓄能供热采暖系统性能研究

发布时间：2021-03-07 01:08

　　为了研究太阳能谷电蓄能供热采暖系统运行特性,采用TRNSYS软件建立系统各部件模型,分析了太阳能辐照强度、集热面积和空气流量对系统太阳能保证率的影响,对系统进行优化研究。结果表明:太阳能辐射强度对系统太阳能保证率的影响较大,拉萨全年太阳能保证率波动比上海和北京小;太阳能保证率与集热面积呈正相关;空气流量对太阳能保证率影响较小,当空气流量为40m³/（h·m²）时太阳能保证率最大,相比36m³/（h·m²）工况提高了0.26%;选择集热面积为650 m²、最佳空气流量为40 m³/（h·m²）的优化系统,相比集热面积为716 m²、空气流量为36 m³/（h·m²）工况下的年均太阳能保证率降低了1.22%。本研究可为太阳能谷电蓄能系统的后续研究提供参考。 

【文章来源】：新能源进展. 2020,8(05)

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

太阳能谷电蓄能供热采暖系统TRNSYS模拟系统图

系统中相变蓄能芯和相变蓄能器的蓄能材料，采用自主研发的包括乙酰胺、磷酸氢二钠和硫酸钠等多种无机盐复合相变蓄能材料，熔点为100℃，凝固点为54.5℃，相变潜热为147.7 k J/kg。太阳能谷电蓄能供热采暖系统运行模式，可根据气象条件、峰谷电价及实际建筑供暖效果等影响因素，分为集热模式、电加热模式、蓄热模式、采暖模式和供热水模式。(1)集热模式：当集热器出口温度高于30℃，且相变蓄能器温度低于90℃，系统集热模式运行；当集热器出口温度低于30℃，且相变蓄能器温度高于90℃，系统集热模式停止。(2)电加热模式：为降低电力运行成本，合理控制电加热器，根据当地的峰谷电价，电加热模式分为低谷电时段和非低谷电时段。低谷电时段：当集热器出口温度低于30℃，且相变蓄能器温度低于100℃，系统电加热模式运行；当相变蓄能器温度高于120℃，系统电加热模式停止。非低谷电时段：当集热器出口温度低于30℃，且相变蓄能器温度低于80℃，系统电加热模式运行；当相变蓄能器温度高于90℃，系统电加热模式停止。(3)蓄热模式：当供热水箱温度高于60℃，且建筑室内温度高于18℃，系统蓄热模式运行；当供热水箱温度低于60℃，且建筑室内温度低于18℃，系统蓄热模式停止。(4)采暖模式：当建筑室内温度低于18℃，系统采暖模式运行；当建筑室内温度高于18℃，系统采暖模式停止。(5)供热水模式：当供热水箱温度低于60℃，系统供热水模式运行；当供热水箱温度高于60℃，系统供热水模式停止。

图3所示为三地区的各月份平均气温变化，上海和北京气温变化比西藏大，使得太阳能保证率波动更加明显。图4所示为不同辐照强度下太阳能保证率变化，由图可看出，太阳能辐射强度对系统太阳能保证率的影响显著。上海和北京处于太阳能较为丰富区，年均太阳能辐照强度相对偏小，则太阳能保证率波动较大；拉萨属于太阳能资源丰富地区，年均太阳能辐照强度高，使得太阳能保证率波动较小。上海、北京地区太阳能保证率最高分别为55.27%、56.46%，最低分别为20.17%、21.39%；西藏地区太阳能保证率最高可达93.64%，最低可达88.02%。上海、北京和拉萨地区的年均太阳能保证率分别为42.03%,45.20%和90.41%。图4 太阳能保证率随辐照强度变化

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于量纲分析的双轴槽式太阳能系统集热性能研究[J]. 王胜捷,田瑞,王志敏,产文武,韩晓飞.  可再生能源. 2020(02)
[2]基于TRNSYS的多热源复合式供热系统经济性研究[J]. 赵攀,张翼飞,郭佳昌,王松庆.  山西建筑. 2019(05)
[3]太阳能-空气源热泵联合运行系统方案设计及仿真模拟[J]. 刘尧,牛亚琳,钱凡悦,朱晨迪.  上海节能. 2019(01)
[4]一种基于联合模拟的屋顶太阳能系统优化设计方法[J]. 聂悦.  绿色建筑. 2019(01)
[5]太阳能-地源热泵式沼气工程加温系统TRNSYS模拟[J]. 石惠娴,徐得天,朱洪光,张亚雷,孟祥真,郭长城.  农业机械学报. 2017(08)



本文编号：3068134