2水箱温度分层模型水箱温度分层的数学模型主要有两种:多节点模型(multimode)和插入流(plug flow)模型。本文采用多节点模型。多节点模型的基本思想是,将水箱沿竖直方向分成多个层,每个层即为一个节点,每个节点内完全混合并有一个温度,不同的节点温度不同。由于希望集热器的进水温度尽可能低,因此总是位于最下端,而取用热水一般为最高温度,因此供应热水的出口位于最上端;集热器的出水和自来水(或回水)入口均采用浮动,寻找最佳的温度层进入。
3系统的运行控制由该系统向用户供应60℃热水,温度不足时,可由辅助加热器加热,当热水超过60℃时,可打开三通阀使其与自来水混合,再向用户供应。控制器用于控制集热水泵的启停。泵在运行中,当集热器进出口温差低于2℃时,控制器便将泵关闭;泵停止时,当集热器进出口温差高于8℃时,控制器便将泵启动。
312热水负荷本文以一个普通居民楼的一个单元为研究对象,六层,一梯两户,共12户人家,每户三人,热水负荷按60LΠ,60℃热水供应,则每天需要供应2160L热水。
集热循环水泵流量都取2350kgΠh.蓄热水箱容积为218m 3,高2m,水箱四壁、底部及顶部采用了钢筋混凝土及膨胀珍珠岩作为保温,内衬不锈钢。
314气象数据采用典型气象年的逐时数据来模拟,数据来源于中国建筑环境分析专用气象数据集<5>.
4分析与讨论本文先以一个案例作为基本情况进行分析,进而改变气象条件、用水模式、集热器类型等参数,研究这些参数的影响。
411基本情况分析基本情况:位于上海,采用平板集热器,用水模式如所示。
水箱温度分层后全年太阳能保证率有了显著的提高,提高了8个百分点。
太阳能保证率的提高主要有两个方面的因素:1)由集热器的效率方程可知,集热器效率随进口水温的降低而提高。而温度分层,能使水箱下部温度降低,集热器进口温度也就随之降低,故效率提高,的计算数据证实了上述分析。2)由于水箱分层后,上部水温度提高,从而有更多的时段,水箱的供水温度能够满足或者接近需要,从而减少了辅助加热量。
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