关于太阳能热利用系统的用能分析.pdfVIP

第31卷第12期 太阳能学报 V01．31，No．12 2010年12月 SOLARIs ACYAENERGIAESINICA Dec．．2010 关于太阳能热利用系统的用能分析 余 雷，王 军，张耀明 (东南大学能源与环境学院太阳能技术研究中心，南京210096) 摘要：将太阳能热利用系统准稳态下的能量流动过程分为3个阶段进行用能分析，采用能量分析法和炯分析法 对每个阶段从能鼍的数量和质鼍上进行建模，以确定系统能量及炯的转换、传递、利用和损失情况。第一阶段的用 能分析结合了太阳辐射光谱的精确建模，并利用建立的模型对一个实际的太阳能热利用系统进行相应的计算和分 析。所建立的模型町明确各种太阳能热利用系统中能量及炯等参数的变化过程，从而为系统的优化指明方向。 关键词：热利用；能量；炯；效率；光谱 中图分类号：TK519 文献标识码：A 比。 O 引 肓 能质系数：一种能量状态下，单位能量所具有的 太阳能热利用具有利用率高、利用方式灵活等 炯值。 优势。为提高太阳能利用效率，需对系统进行用能 为了清楚地分析太阳能热利用系统中能量、炯 分析，以确定系统中各部位能量损失的性质、大小。 的传递过程，本文将该系统的能量流动过程分为3 能量分析法可确定系统的能鼍利用情况及转换效 个阶段：①到达集热器采光面的太阳辐射能一被接 率；炯分析法则揭示出系统内部存在的能量值的价 收器吸收的太阳辐射能；②被接收器吸收的太阳辐 值。对于太阳能热利用系统来说，利用炯分析法进 射能一集热器输出的热能；③集热器输出的热能一 行分析将更有意义。 热利用装置输出的能量。 目前关于太阳能利用的能量分析主要集中在单 1．1第一阶段用能分析 独的集热器上[1“]，并未考虑太阳辐射的光谱[5圳。 第一阶段为能量由到达集热器采光面的太阳辐 本文将太阳能热利用系统分为3个阶段，并分别对 射能到被接收器吸收的太阳辐射能的过程，对于该 每个阶段所形成的系统进行用能分析。从而定量地 阶段的能量模型，在不考虑光谱的情况下可设定 计算能量状态及形态的变化以及能量的散失和失 为： 效，弄清能量被利用或发生损失的场所及原因，以便 (1) 口。=q。·K。。肛‘11(r)。r(P)。口 抓住太阳能热利用系统的关键部分进行优化，提高 对于太阳能辐射的能质系数，可近似认为： 总系统的效率。在第一阶段分析中结合了太阳辐射 光谱，以便更加精确地建模。并在所建模型的基础 A。：l一4瓦to+掣1≠t)4A。=l一百+百L≠)4 (2)(2) 上以利用抛物面槽式集热器的双效溴化锂吸收式制 该计算方法没有考虑太阳的光谱，而太阳能集 冷系统为例进行相应的用能分析。 热装置中与太阳辐射相关的参数(如透射率、反射 率、吸收率等)均与能量的光谱有关，除此之外，太阳 1太阳能热利用系统的用能分析 辐射的能量及炯也需结合太阳辐射光谱来进行较为 本文在进行用能分析前首先引入拥效率和能质 精确的计算。所以该阶段的用能分析需结合太阳光 系数两个概念： 谱的相关研究。 炯效率：对于