小型太阳能跨季节储热特性研究

发布时间：2020-09-09 19:29

　　太阳能在当前的社会有着广泛的应用，其作为洁净的可再生能源有着独特的优势与应用前景。由于其在时间分布上具有不平衡性，因此我们对太阳能储热进行研究，提出采用地埋储热水箱来打破太阳能分布在时间上的不平衡性。到目前为止，针对该方面的并不充分，尤其是对于地下储热水箱散热的特性。鉴于此，本文提出将自然对流系数折算成导热系数，并利用模拟的方法对地埋储热水箱温降规律进行模拟。进行的主要工作如下本文分析了太阳能热水系统的运行理论基础，提出了地下储热水箱的物理模型以及数学模型，从理论上分析了储热水箱地下换热的特性。为了弄清楚地下换热的规律，本文利用FLUENT软件来模拟地下换热，但是由于存在自然对流换热，使得模拟的效率非常低，因此提出了将自然对流细算折算为导热系数，提高了模拟的效率，并对模型进行了模拟，对比模拟结果，此方法的可靠性较高。鉴于目前对于地埋储热水箱的地下换热研究较少，本文对9种不同体积的地埋储热水箱，并且选取不同尺寸的保温层厚度进行模拟，说明了地埋储热水箱的温降规律，为在湖南地区采用本系统提供了有效的依据。本文对模拟所得的结果进行进一步的分析，得出了不同体积的储热水箱在保证生活热水温度的情况下最佳的保温层厚度，为具体的工程应用提供了有益的依据。在本文最后分析了跨季节系统的经济性和环境效益，说明其具有较强的竞争力，为推广使用起到有力的支撑作用。
【学位单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2012
【中图分类】：TK519
【部分图文】：

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1.2.2 CSHPSS 系统的介绍一般普通的 CSHPSS 系统主要是由太阳集热器、供热中心、蓄热装置、供热水网以及热力交换站等组成的，如图 1.1 所示[19]。简单的分析 CSHPSS 系统的运行原理：在夏天的时候，冷水与太阳能集热器接收的太阳能充分换热后成为热水，一方面热水直接提供给用户使用，另外一方面，多余的太阳能就被储存在储热装置中。在冬季，太阳能热水系统无法处理足够的热水时，储存起来的太阳能就可以用来处理热水，热水在经由系统的供热管道输送到供热中心，再输送到各个用户。系统中还配有辅助加热装置，这是为了以防万一，如果储存的热量不以处理足够的热水，那么就可以由辅助热源进行热量补充。由这个运行的过程可以看出，CSHPSS 系统在很大程度上实现了太阳能跨季节使用的目标，也在一定程度上实现了太阳能的高效利用。

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表 2.1 8-12 月各月份平均太阳高度角 α（°）8 9 10 11 14.1 2.8 -8.9 -18.6 0.91 0.81 0.67 0.53 65.1 53.7 42 32.3 表 2.2 8-12 月各月份太阳日照时间 Δt（h）8 9 10 11 14.5 13.6 11.0 9.9 辐射的直射强度阳辐射强度的时候，考虑了不同的区域在相同的条件下，在计算中引入了大气透过率这一参数，它随着区域的不同而

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gF =0.5(1-cosS)（为集热器的倾角。辐射强度可用下式计算：dg g g DN DN s g g DN sI = ρ F (C I + I sin α ) = ρ F I (C +sin α)（地面反射率，随地面情况和入射角（太阳光和地面法线之间的夹上结果既可以得任意平面接受太阳总辐射的强度：B D B ds dgI = I + I = I + I + I（板式太阳能集热器板式太阳能集热器介绍阳辐射转化为热能的装置就是太阳能集热器。太阳能集热器的特阳辐射的能量通过量确定的，太阳辐射的能量通过量一般最2，而且是变化的。

【参考文献】