相变材料应用于太阳能供暖系统的可行性分析
2021-10-20方桂花刘殿贺虞启辉
机械设计与制造 2021年10期
关键词:系统
方桂花,刘殿贺,虞启辉,谭 心
(内蒙古科技大学机械工程学院,内蒙古 包头014010)
1 引言
随着科技的快速发展和人们生活水平的提高,人们对室内的温度要求也愈来愈高。据统计,我国因建筑引起的能耗总量占社会总能耗的30%左右,因此寻找低能耗热源被提上日程,而太阳能以其资源丰富、清洁无污染和无需开采等优点受到人们的青睐[1-3]。传统的太阳能集热供暖系统是将太阳能集热板收集的能量转换为热能再利用的系统。文献[4]提出一种主被动太阳能采暖模型,基于TRNSYS建模仿真得到在白天环境均温为3℃时室内可达20℃。文献[5]基于TRNSYS对藏区某办公大楼的太阳能供暖系统建模并优化,减少了能源的消耗,提升了节能效果,但每天供暖时间仅为12个小时,不能满足住宅采暖的全天候供暖要求。综上,太阳能辐射量受昼夜、季节以及天气等影响后,表现出间断和不稳定的特性。
目前关于太阳能供暖系统的蓄热装置较多以水箱蓄热[6-7]为主,但其存在储能密度低、温度波动大等缺点。当太阳辐射强度较大时,用户所需负荷较小,水箱和集热器的高温导致系统蓄热几乎停止,严重影响太阳能利用率;当辐射强度不足或停止时,只能启动辅助能源或停止供暖。文献[8]在综述中提到风机盘管的热源温度在40℃以上即可满足运行要求;因此保持水箱的温度在40℃以上即可满足末端供暖要求,高于此温度的其他能量可储存至相变材料中,在太阳辐射不足时利用储存的热量继续为负荷供暖。……
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