太阳能中央热水系统的节能控制研究

【摘要】：能源问题是当今世界面临的重大问题之一,以太阳能、风能、水能、生物能为重点的可再生能源发展得到了世界各国的大力推动,太阳能热利用作为太阳能行业中技术最为成熟的应用领域,已经在全球得到了广泛的应用和推广。目前,太阳能热利用已经开始由单户型太阳能热水器向集群型太阳能中央热水系统转变,这有利于提高太阳能的利用率,降低单位热量投资成本,实现建筑物一体化的设计需求等。本文主要从太阳能中央热水系统的循环控制方式和参数配置出发,通过节能控制研究提高系统的太阳能利用率并降低系统辅助热源能耗,以达到提高系统效能的目的。 本文详细介绍了各种太阳能热水系统的结构和特点,提出了产供分离式双水箱、定温进水和温差循环相结合的系统设计结构,并分析了该设计的节能优势。提出产热系统、供热系统的节能控制方法及其实现策略。其中主要的创新点有：提出在复杂环境条件下集热器瞬时效率的评估方法；通过研究平板型集热器的集热规律提出定温进水控制参数自适应调整方法；通过研究产热系统和供热系统水位配置对系统节能的影响因素提出了产供系统最低水位参数优化配置方法。 最后,根据系统节能控制方法设计实现了节能控制软件,通过实验系统对本文的研究方法进行了验证。由实验测试数据分析可知,节能控制软件能够有效的提高系统的集热效率,降低系统辅助热源的能耗。 【关键词】：太阳能热水系统 效率评估 节能优化 节能控制
【学位授予单位】：福建师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TK515;TP273
【目录】：

• 中文摘要2-3
• Abstract3-4
• 中文文摘4-6
• 目录6-8
• 绪论8-12
• 1. 课题来源8
• 2. 课题研究的背景及意义8-9
• 3. 国内外研究现状和趋势9-11
• 4. 本论文的研究内容11-12
• 第1章 太阳能中央热水系统12-26
• 1.1 太阳能热水系统分类12-19
• 1.1.1 按系统循环方式分类12-14
• 1.1.2 按系统结构差异分类14-17
• 1.1.3 集热器结构差异分类17-19
• 1.2 太阳能中央热水系统结构及控制方式19-23
• 1.2.1 太阳能中央热水系统结构19-20
• 1.2.2 太阳能中央热水系统的特点20-22
• 1.2.3 太阳能中央热水系统控制方式22-23
• 1.3 辅助加热设备类型及其特点23-24
• 1.3.1 常用辅助加热能源及设备23-24
• 1.3.2 常用辅助加热能源对比24
• 1.4 本章小结24-26
• 第2章 系统节能控制分析26-42
• 2.1 系统节能控制因素26-27
• 2.2 传统控制方式的问题27-32
• 2.2.1 定温进水控制参数优化问题27-29
• 2.2.2 产供系统时段最低水位配置问题29-32
• 2.3 产热系统节能控制分析32-34
• 2.3.1 平板集热器的集热特点32-33
• 2.3.2 定温进水控制参数优化分析33-34
• 2.4 供热系统节能控制分析34-35
• 2.4.1 供热系统节能控制分析34
• 2.4.2 时段最低水位配置因素34-35
• 2.5 用户时段用水预测分析35-40
• 2.5.1 数学预测方法35-37
• 2.5.2 时段用水量预测37-40
• 2.6 本章小结40-42
• 第3章 系统节能控制优化设计42-50
• 3.1 产热系统节能优化设计42-45
• 3.1.1 集热器效率评估方法42
• 3.1.2 系统储水量状态定义42-43
• 3.1.3 定温进水控制参数优化设计43-45
• 3.2 供热系统节能优化设计45-49
• 3.2.1 太阳辐射量时段比重分析45-47
• 3.2.2 时段最低水位优化配置设计47-49
• 3.3 本章小结49-50
• 第4章 节能控制优化软件实现50-54
• 4.1 节能控制优化软件实现方式50
• 4.2 节能控制优化软件实现流程50-53
• 4.3 本章小结53-54
• 第5章 系统能效测试54-58
• 5.1 测试条件54-55
• 5.1.1 测试系统参数54-55
• 5.1.2 节能控制参数配置55
• 5.2 测试结果分析55-58
• 第6章 结论及展望58-60
• 6.1 工作总结58
• 6.2 工作展望58-60
• 参考文献60-64
• 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果64-66
• 致谢66-68
• 个人简历68-70

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