太阳能蓄热分层水箱数值模拟优化分析

蓄热水箱能够存储和调配能量。将蓄热水箱应用到太阳能热水系统中,可以弥补太阳能的不稳定性和不连续性,有效地提高太阳能热水系统的热利用率。文章基于小型太阳能热水系统,建立蓄热水箱物理模型,应用Fluent软件模拟分析了各个工况下蓄热水箱的温度分层情况,从而寻求较优的温度分层。分析结果表明:当热水入口质量流量小于2.8 kg/s时,蓄热水箱的温度分层比较明显;当热水入口质量流量大于2.8 kg/s时,随着热水入口质量流量逐渐增大,蓄热水箱温度分层越来越不明显;热水入口温度与水箱初始温度对于蓄热水箱温度分层影响不大;当热水入口质量流量为2.8 kg/s时,存在最佳热水入口直径(9 mm),此时蓄热水箱冷、热水不发生混合,蓄热水箱的热利用率较高。     

蓄热水箱温度分层模型与分析

利用多节点模型描述蓄热水箱温度分层,将这种模型应用到太阳能生活供热系统中,研究温度分层对太阳能供热系统性能的影响。研究表明:水箱温度分层显著提高集热器效率,对平板集热器的影响大于真空管集热器。用水模式、供水温度、供回水温差,对水箱温度分层都有影响。     

基于插栓流模型的太阳能供热系统的研究

采用蓄热水箱的多节点模型,对典型太阳能供热系统进行全年逐时模拟计算.计算数据表明,相比于完全混合的蓄热水箱,水箱温度分层可较大幅度提高太阳能集热器的平均效率和太阳能保证率.同时还分析了不同集热器类型、供水温度、供回水温差等条件下.蓄热水箱温度分层对太阳供热系统性能提高程度的影响.     

严寒C区太阳能热水采暖系统设计参数匹配的研究

以太阳能热水采暖系统蓄热水箱的容积与太阳能集热器的集热面积的匹配关系为研究对象,通过数值模拟的方法,以严寒C区的赤峰地区为例,参考赤峰地区的逐时气象数据,以太阳能热水采暖系统的集热效率、太阳能贡献率为优化目标,对蓄热水箱的容积与太阳能集热器的集热面积的比值(RVA)、蓄热水箱保温层厚度等设计参数进行了优化研究。研究结果表明,在RVA为50～150 L/m~2的条件下,赤峰地区的太阳能热水采暖系统可获得较为理想的集热效率。研究结果可为严寒C区太阳能热水采暖系统的设计提供参考。     

分层-掺混切换式蓄热水箱热特性实验及评价研究

稳定分层、充分掺混是蓄热水箱实现高效供暖和恒温出水2种功能的重要手段。该研究设计一种分层-掺混一体式蓄热水箱,可实现2种功能的有效切换,满足分层高效供暖和恒温生活热水在不同时段、不同季节的灵活需求。搭建一套蓄热水箱热力学特性测试实验系统,利用分层效率、效率等蓄热水箱热性能评价指标,研究不同尺寸、流量、温度下分层-掺混式蓄热水箱的热力学性能及动态响应特征。以125 L的实验蓄热水箱为例,结果表明：在分层模式下,热分层速率、稳定性显著优于常规水箱,效率和分层效率明显提高,效率可达90%以上;在掺混模式下,掺混速度明显提高,分层效率迅速降低到0.10,实现了蓄热水箱的完全混合,结果对分层-掺混双效水箱的开发与应用具有一定指导。     

基于TRNSYS的蓄热水箱加热功率分层量化性能仿真分析

蓄热水箱是太阳能集热系统中的一个重要组成部分,蓄热水箱的蓄热能力直接影响整个太阳能供热系统的效用.本研究以上海地区为背景,以TRNSYS为平台搭建盘管浸没式蓄热水箱仿真系统,建立系统中的主要元件平板型集热器、蓄热水箱的数学模型,提出一种计算分层蓄热水箱所需要的辅助加热源功率的计算方法,从而更加精确量化蓄热水箱内部每层所...     

太阳能热水系统与燃气壁挂炉联合供暖的探讨

举例对太阳能热水系统与燃气壁挂炉联合采暖进行了系统分析,并对系统中集热器面积进行计算,叙述了集热器安装事项,蓄热水箱选择,运行控制、防冻控制、安全控制等问题。     

太阳能-空气源热泵热水系统多水箱设计方案的优化与能效分析

该文针对高校宿舍热水系统，为提高其经济效益与减排效果提出加入夜间蓄热水箱和热泵机组缓冲水箱的两种多水箱太阳能-空气源热泵热水系统，分别设计优化运行策略。选取水箱体积、集热器面积、倾角以及热泵功率等参数为优化变量，并确定生命周期成本年值与全年运行碳排放量为目标函数，通过对单水箱、双水箱和三水箱热水系统在逐月电耗、电费、太阳能保证率以及平均系统COP等方面的研究与分析，发现三水箱热水系统比传统单水箱全年能节省电耗约3.86%，省电费22.35%，太阳能保证率提高33.32%，平均系统COP提高45.70%，生命周期成本年值降低5.07%，碳排放量减少3.72%，效率提升4.65%。     

强制循环式太阳热水系统动态特性分析

基于集热器，水箱及换热器等部件热,地晴天无负荷条件下运行的强制循环式太阳能热水系统进行数值模拟，分析了贮热水箱内温度分层，水量，高径比和水流率等对瞬时集热效率和系统日效率的影响。特别探讨了带热交换器的复合回路系统在两种介质热容流率比值改变时，系统热性能变化规律。对设计和控制运行强制循环式太阳热水系统提出了一些建议。     

几种太阳能热水器系统

平板太阳能集热器可利用太阳的热能来产生热水。它结构简单,制作容易,使用方便,是人们容易认识并乐于采用的一种太阳能利用设备。平板集热器生产热水,还必须设置一个贮热水箱,于是,平板集热器、贮热水箱及连接这两者的管道、阀门、水泵、控温器等就组成了一个完整的太阳能热水系统。其中,平板集热器的作用为采集热能,并把热能传递给水。贮水箱的作用则是贮存采集到的热能(表现为热水)。由于贮水箱与集热器是分开的两个设备,因而其间的连接管道及管道上的阀门就是必不可少的了。至于是否采用水泵和控温器可视需要而定。太阳能热水系统类型较多,现仅介绍几种采用平板型集热器的热水系统及其运行方式。一、强迫循环太阳能热水系统强迫循环太阳能热水系统主要由集热器、贮水箱、水泵、控温器与管道组成(图1)。水从贮水箱底部流     

太阳能热水系统储热水箱温度分层的研究进展

水箱的温度分层现象可以有效地提高太阳能热水系统的集热性能,并能够减少能源消耗,容易满足不同的用水需求。对于水箱温度分层现象,综合国内外相关文献资料,从储热水箱温度分层的原理及作用、影响因素、研究模型和方法等方面进行介绍与分析。最后结合当前的研究情况,对今后的太阳能热水系统水箱温度分层的研究趋势进行了展望。     

新型进水结构对太阳能分层水箱热特性影响的研究

蓄热技术是太阳能光热利用的重要组成部分,而以水作为蓄热介质的中低温蓄热技术是太阳能热利用系统中的关键技术之一。本研究设计了一种新型进口均流器,并搭建了一套储热水箱热力学特性测试实验台。在初始水温50℃、进水温度20℃的工况下,分析对比了不同流量下储热水箱的热力学特性。结果显示:均流器提高了分层蓄热水箱的分层效果以及水箱的效率。在同一进口流量下,水箱的热分层效率先增大后减小。而随着无量纲时间的增加,水箱的火用效率逐步降低,此外,水箱的火用效率还随着流量的增加,先增大后减小。当无量纲时间为0.6时,进口流量分别为1.14、3.16和6.11 L/min时,水箱的火用效率分别为85.9%、90.7%和83.9%。     

太阳能地面采暖系统蓄热水箱容积分析

通过分析太阳能采暖系统所需蓄热鼍与建筑热负荷、太阳能集热量日变化规律之间的关系,得出太阳能采暖系统所需蓄热水箱容积的理论算式.根据拉萨、银川、西宁、西安等地的太阳辐射强度及建筑热负荷的日变化规律,模拟得出系统所需蓄热量变化规律;并对各种蓄热温差下对应的蓄热水箱容积进行了模拟分析,结果表明:太阳能采暖系统所需蓄热量随太阳集热器的集热量与建筑热负荷之间的差值增大而增加;蓄热水箱容积随蓄热温差增大而减小,当蓄热水温达到80℃时,在各种地面采暖系统取水温度下,单位集热器面积所需蓄热水箱容积趋于相等.     

A new type of phase change heat storage tank in solar energy combination system

介绍了一种新型笼屉式相变蓄热水箱,通过实验测试对比分析相变蓄热水箱与普通蓄热水箱对太阳能组合系统的太阳能保证率及系统能效比的影响。实验表明：同等水箱容积,使用相变蓄热水箱时太阳能集热系统的小时集热量为普通蓄热水箱的3.7倍,相变蓄热水箱有利于提高太阳能保证率及系统能效比。在太阳能辐照强度相似的情况下,相变蓄热水箱会使太阳能保证率平均提高72%,使系统能效比平均提高26%。同时相变蓄热水箱可减少夜间水箱上部的热损失,使水箱上部水温降减少50%。     

太阳能热水系统蓄热水箱技术的研究进展

蓄热水箱是太阳能热水系统的重要组成部分,蓄热水箱技术对系统的性能具有明显的影响。文章分析了太阳能热水系统蓄热水箱技术的发展,阐述了太阳能热水系统蓄热的主要形式、不同工作阶段的过程和特点以及蓄热水箱的理论和技术的研究进展。     

一种实用的直流式热水系统

太阳能热水系统类型很多,本文介绍的是一种安装简单,使用方便,容易维修的定温放水型直流式热水系统。本系统分为四大部分;补水箱、集热器、控制器、蓄热水箱。     

Effect of obstacles with different opening means on thermal stratification in hot water storage tanks

为研究具有内置隔板的太阳能蓄热水箱隔板开孔尺寸及位置对其内部热分层效果的影响,对9种隔板开孔位置的太阳能蓄热水箱内温度场进行了数值分析,结果显示：在相同的流动参数及开孔面积条件下,隔板中心开1个圆孔的水箱热分层效果最好。对于多开孔的水箱,开孔位置对水箱内热分层影响不大,但对蓄热量影响显著。对于隔板中心开1个圆孔的水箱,在不同流动参数条件下,冷、热水出口温差随着冷水入口流速的增大呈先增后减的趋势,当冷水入口流速大于0.9 m/s时,减弱了热分层的稳定性。     

季节性蓄热太阳能地板供暖系统的性能研究

本文建立了季节性蓄热太阳能地板供暖系统的数学模型,以上海一栋别墅建筑为实例,给出了系统中蓄热水箱的平均水温变化。同时分析了太阳能集热器面积、蓄热水箱容积、建筑热损失系数及地板供暖系统每天运行时间对系统性能的影响,为该系统的优化设计提供参考。     

黑镍真空管太阳能热水器系统

清华大学研制成一种黑镍真空管太阳能热水系统,它采用3T01型电镀黑镍涂层全玻璃真空管太阳能集热器。集热器阵列由12块集热器并联组成,共有真空集热管288支,总有效透光面积31.1米~2。系统带有两个容积为3吨的蓄热水箱。     

太阳能季节蓄热采暖系统模拟分析

文中简单介绍了太阳能季节蓄热采暖系统,分析了太阳能季节蓄热采暖系统的主要设计参数,如采暖面积需求与蓄热水箱体积、集热器面积等的关系。利用TRNSYS模拟软件,对太阳能季节蓄热采暖系统进行了仿真模拟。最终得出了太阳能集热面积、房间热负荷、蓄热体积和蓄热水箱外保温层厚度与太阳能保证率的关系。