基于TRNSYS的太阳能电热联产复合系统仿真
发布时间：2021-12-02 01:59
为了提高太阳能利用率,结合平板电热联产（PVT）和槽式集热器（PTC）的优点,基于瞬态系统模拟软件TRNSYS建立了太阳能电热联产复合系统仿真模型。采用气象软件Meteonorm提供的典型气象年数据文件,以电效率、热效率以及太阳能保证率等参数为系统仿真指标,对集热水箱容积和供热水箱容积等关键参数进行系统仿真研究,并对系统进行全年性能分析。结果表明:集热水箱容积或供热水箱容积的增大都会引起太阳能保证率的增大,在集热水箱容积6 m3、供热水箱容积8 m3的条件下,全年平均PVT电效率可达12.40%,PVT热效率可达18.75%,PTC热效率可达50.97%,太阳能综合利用率可达82.13%,太阳能保证率可达52.21%,其中全年有5个月太阳能保证率达到60%以上。
【文章来源】：数字制造科学. 2018,16(02)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
系统仿真模型示意图
姆抡婺Ｐ妥鞒鋈缦录蚧?偕?(1)水为单相、均质、常物性、不可压，在集热器中作定常、一维、稳态流动;(2)将太阳能集热器作为整体来进行计算和分析，忽略太阳能集热器采光面灰尘物对其性能的影响;(3)水箱内有温度分层，层层之间有温差，每一层温度均匀分布，且水箱在集热时间内永远充满水。(4)忽略系统管道的散热损失。1．2用水负荷该模型基于一个大众浴池，大约300人用水，用水时间为每天上午06:00～第二天夜里2:00，据统计用水量约为9000kg，85℃的热水。具体用水量如图2所示。设计小时耗热量由式(1)计算:Qh=Khnqrρrc(tend－tL)T(1)qr=q1(60－tL)tend－tL(2)式中:Qh为设计小时耗热量;Kh为小时变化系数，查表取3．0;n为热水用水单位数(人数或图2用水量随时间的变化曲线床位数)，n=300;qr为混合热水温度对应的每个床位或人用水热量;q1为折合成60℃热水对应的人均日热水用量，查《民用建筑节水设计标准》［11］取50L/人;ρr为水密度，1000kg/m3;c为水的定压比热容，4187J/(kg·K);tend为用户使用的混合热水温度，85℃;tL为每日自来水温，10℃;T为热水使用时间，20h。因为《民用建筑节水设计标准》建议的热水用水定额是以60℃热水对应的，计算时需用式(2)进行换算。1．3系统水箱容积为了更好地保证系统的供热稳定性，该系统采用双水箱太阳能系统。一个是集热水箱，主要011数字制造科学2018年6月
荩?对系统进行全年性能模拟。本系统中，PVT总面积为140m2，倾角为当地纬度36°35'，PTC总面积为100m2，系统运行间隔为10min。下文仅针对集热水箱容积和供热水箱容积等参数进行仿真研究，以PVT的发电量和电效率、PVT的产热量和热效率、PTC的产热量和热效率、系统辅热量、太阳能产热量及太阳能保证率作为系统仿真指标，其中电效率和热效率均为全年的平均效率。2．1集热水箱容积仿真结果由1．3节可以选择集热水箱容积1～10m3作为仿真区间，以1m3为仿真步长，仿真结果如图3所示。图3集热水箱容积的影响图3(a)描述了集热水箱容积对PVT性能发电量、产热量、电效率和热效率的影响，可以看出随着集热水箱容积的增大，PVT发电量、电效率、产热量和热效率也逐渐增大，且增大速率越来越校这是因为随着集热水箱容积的增大，集热水箱的平均水温在减小，从而PVT的发电量和产热量增大，相应的电效率和热效率随之增大;但随着集热水箱容积增大，集热水箱的平均水温下降速率减慢，从而PVT性能的增大速率越来越小。图3(b)描述了集热水箱容积对PTC性能产热量和热效率的影响，可以看出PTC产热量和热效率先是快速下降，下降到某一最小值后又缓慢增大。这是因为随着集热水箱容积的增大，PVT产热量增大，进入供热水箱的热量增多，从而PTC产热量快速下降，相应的热效率随之下降;当集热水箱容积增大到某一程度后继续增大时，虽然PVT产热量增大，但集热水箱的散热量也在增大，且PVT产热量的增量小于集热水箱散热量的增量，从而进入供热水箱的热量有所减小，因此PTC产热量又缓慢增大，相应的热效率随之缓慢增大。图3(c)描述了集热水箱容积对系?
本文编号：3527500
【文章来源】：数字制造科学. 2018,16(02)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
系统仿真模型示意图
姆抡婺Ｐ妥鞒鋈缦录蚧?偕?(1)水为单相、均质、常物性、不可压，在集热器中作定常、一维、稳态流动;(2)将太阳能集热器作为整体来进行计算和分析，忽略太阳能集热器采光面灰尘物对其性能的影响;(3)水箱内有温度分层，层层之间有温差，每一层温度均匀分布，且水箱在集热时间内永远充满水。(4)忽略系统管道的散热损失。1．2用水负荷该模型基于一个大众浴池，大约300人用水，用水时间为每天上午06:00～第二天夜里2:00，据统计用水量约为9000kg，85℃的热水。具体用水量如图2所示。设计小时耗热量由式(1)计算:Qh=Khnqrρrc(tend－tL)T(1)qr=q1(60－tL)tend－tL(2)式中:Qh为设计小时耗热量;Kh为小时变化系数，查表取3．0;n为热水用水单位数(人数或图2用水量随时间的变化曲线床位数)，n=300;qr为混合热水温度对应的每个床位或人用水热量;q1为折合成60℃热水对应的人均日热水用量，查《民用建筑节水设计标准》［11］取50L/人;ρr为水密度，1000kg/m3;c为水的定压比热容，4187J/(kg·K);tend为用户使用的混合热水温度，85℃;tL为每日自来水温，10℃;T为热水使用时间，20h。因为《民用建筑节水设计标准》建议的热水用水定额是以60℃热水对应的，计算时需用式(2)进行换算。1．3系统水箱容积为了更好地保证系统的供热稳定性，该系统采用双水箱太阳能系统。一个是集热水箱，主要011数字制造科学2018年6月
荩?对系统进行全年性能模拟。本系统中，PVT总面积为140m2，倾角为当地纬度36°35'，PTC总面积为100m2，系统运行间隔为10min。下文仅针对集热水箱容积和供热水箱容积等参数进行仿真研究，以PVT的发电量和电效率、PVT的产热量和热效率、PTC的产热量和热效率、系统辅热量、太阳能产热量及太阳能保证率作为系统仿真指标，其中电效率和热效率均为全年的平均效率。2．1集热水箱容积仿真结果由1．3节可以选择集热水箱容积1～10m3作为仿真区间，以1m3为仿真步长，仿真结果如图3所示。图3集热水箱容积的影响图3(a)描述了集热水箱容积对PVT性能发电量、产热量、电效率和热效率的影响，可以看出随着集热水箱容积的增大，PVT发电量、电效率、产热量和热效率也逐渐增大，且增大速率越来越校这是因为随着集热水箱容积的增大，集热水箱的平均水温在减小，从而PVT的发电量和产热量增大，相应的电效率和热效率随之增大;但随着集热水箱容积增大，集热水箱的平均水温下降速率减慢，从而PVT性能的增大速率越来越小。图3(b)描述了集热水箱容积对PTC性能产热量和热效率的影响，可以看出PTC产热量和热效率先是快速下降，下降到某一最小值后又缓慢增大。这是因为随着集热水箱容积的增大，PVT产热量增大，进入供热水箱的热量增多，从而PTC产热量快速下降，相应的热效率随之下降;当集热水箱容积增大到某一程度后继续增大时，虽然PVT产热量增大，但集热水箱的散热量也在增大，且PVT产热量的增量小于集热水箱散热量的增量，从而进入供热水箱的热量有所减小，因此PTC产热量又缓慢增大，相应的热效率随之缓慢增大。图3(c)描述了集热水箱容积对系?
本文编号：3527500
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