严寒地区槽式太阳能集热器与燃气锅炉联合供暖系统设计与模拟研究.docx

第30卷增刊一1建 筑 科学V01．30．Supplement12014年5月BUILDINGSCIENCEMay2014严寒地区槽式太阳能集热器 与燃气锅炉联合供暖系统设计 与模拟研究邹斌，董建锴，姜益强(哈尔滨X-业大学市政环境工程学院，哈尔滨150090)[摘要]本文提出了一种适合严寒地区的槽式太阳能集热器与燃气锅炉相结合的新型供暖系统，介绍了系统的工作原理、 运行模式以及控制策略。基于哈尔滨某栋改造后的多层居住建筑的模拟结果表明：采暖初末期太阳能保证率高达70％以上，蓄热水箱温度基本维持在55。C以上，而在热负荷大的中期，太阳能保证率则低于20％，水箱温度也维持在较低水平；整个采暖季由太阳能直接参与供暖的时间占24．67％，蓄热水箱供暖时间占15．54％。经综合计算，单位采暖面积费用为24．04元／m2，相比原始热费40，35元／m2，节约40．42％，经济效益明显。 [关键词]太阳能；槽式集热器；天然气；供暖系统；运行模拟；经济性分析DesignandsimulationstudyofheatingsystemoftroughsolarcollectorscombinedwithgasboilerforseverecoldregionsZouBin，DongJian—kai，JiangYi—qiang(SchoolofMunicipalandEnvironmentalEngineering，Harbin[nstituteofTechnology，Harbinl50090，China)Abstract：Thispaperproposesanewheatingsystemoftroughsolarcollectorscombinedwithgasboiler，whichis suitableforseverecoldarea，andintroducesits workingprinciple，operationalmodesandcontrolstrategies．Thesimulationresults，basedonamulti-storeyresidentialbuildingafterenergysavingtransformationin Harbin，showsthatbothatthebeginningandtheendoftheheatingperiod，thesolarfractionis morethan70％．andthetemperatureofheatstoragewatertankismaintainedabove55℃，whereasin themid—termwithhugeheatingload，thesolarfractionislessthan20％，andthetemperatureofheatstoragewatertankis alsomaintainedatalowlevel；Duringtheheatingseason，timedirectlyinvolved in thesolarheatingaccountsfor24．67％，andtheheatstoragewatertankheatingtimeaccountsfor15．54％．Withcomprehensivecalculation，theunitheatingareacostis 24．04RMB，saving40．42％comparedwiththeoriginalheatcost40．35RMB，andtheeconomicbenefitis obvious．Keywords：solarenergy；troughcollector；naturalgas；heatingsystem；operationsimulation；economicanalysis来越广泛地应用于生产和生活领域。在北方严寒0引言地区，利用太阳能采暖对减少常规能源消耗和缓解建筑能耗是我国三大能耗大户之一，占能源总空气污染具有重要作用。槽式太阳能集热器具有消耗量的30％，其中采暖能耗又是建筑能耗的重要追日和聚光的功能，具有较高的集热效率和宽广的组成部分，占其24％以上¨1。巨大的能源消耗引起温度范围，对于供水温度要求较高的散热器采暖系的能源紧缺和环境污染已经严重影响到我国经济统具有很好的适应性。由于槽式太阳能集热系统社会的发展和人们的正常生活。的导热介质采用的是适合于严寒地区极端气候的太阳能是取之不尽用之不竭的清洁能源，正越低凝点导热油(凝点一般在一40℃以下)，因此，油路系统无需防冻，这也是该系统的一个明显优势。[收稿日期】2014旬3-18本文提出了一种适合严寒地区的槽式太阳能集[基金项目]“十二五”国家科技支撑计划课题(2