太陽(yáng)能加熱系統(tǒng)集熱器與儲(chǔ)水箱大小關(guān)系 外文翻譯 中文

1、外 文 翻 譯太陽(yáng)能加熱系統(tǒng)集熱器與儲(chǔ)水箱的大小的關(guān)系The relation of collector and storage tank size in solar heating systems性 質(zhì): 畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文教 學(xué) 院： 外文原文上傳不上去 系 別：需要的就我qq 學(xué)生學(xué)號(hào)：651477602學(xué)生姓名：專業(yè)班級(jí)：指導(dǎo)教師：職 稱：起止日期：.本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯畢業(yè)論文外文翻譯太陽(yáng)能加熱系統(tǒng)集熱器與儲(chǔ)水箱的大小的關(guān)系The relation of collector and storage tank size in solar heating systems摘要：受益

2、于太陽(yáng)能最常用的方法是使用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，因?yàn)樗菑奶?yáng)能獲益的最便宜的方式之一。太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的投資成本是非常低的，并且維護(hù)成本幾乎為零。在過(guò)去一個(gè)世紀(jì)使用太陽(yáng)能的太陽(yáng)能熱水器加熱（SWH）技術(shù)有了很大的提高。在許多太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)中儲(chǔ)水箱的使用就是為了熱能和熱水的保存，在需要的時(shí)候使用。此外，國(guó)內(nèi)熱水消費(fèi)在很多建筑中是很大的變數(shù)，這要視地理環(huán)境情況而定，這在農(nóng)村也是，當(dāng)然和建筑物的使用類型有關(guān)。最重要的是，它依賴于居民的特定的生活方式。出于這個(gè)原因，為消費(fèi)者提供能達(dá)到理想溫度的熱水，集熱器與儲(chǔ)水箱之間就必須要有很好的聯(lián)系，不管居民有沒(méi)有要求這一點(diǎn)。在本文中，集熱器和儲(chǔ)水箱的被設(shè)計(jì)成更經(jīng)濟(jì)和高

3、效的太陽(yáng)能系統(tǒng)。已經(jīng)制定了一份方案，并通過(guò)了實(shí)驗(yàn)研究及環(huán)境數(shù)據(jù)的驗(yàn)證。環(huán)境數(shù)據(jù)通過(guò)了進(jìn)行了整整一年的土耳其人埃爾祖魯姆爾而得到的。關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能，太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，儲(chǔ)水箱。1序言在未來(lái)世界的能源供應(yīng)必須更加可持續(xù)的。這可以通過(guò)更有效地利用能源來(lái)實(shí)現(xiàn)，如依靠可再生能源，特別是風(fēng)能、水電、太陽(yáng)能和地?zé)崮堋ｊP(guān)于新能源和可再生能源的研究正加速發(fā)展并被大力支持，因?yàn)槟壳笆褂玫哪茉促Y源迅速耗盡，造成環(huán)境污染。到達(dá)地球的太陽(yáng)能最根本的可再生資源。太陽(yáng)能在各種替代能源中占有最重要的一席之地。太陽(yáng)能技術(shù)提供了清潔、可再生和內(nèi)部的能源，是未來(lái)可持續(xù)能源必不可少的組成部分。在世界上的建筑供暖，太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)和太陽(yáng)能地

4、源熱泵提供了一個(gè)新的，干凈的方式。因此，這些系統(tǒng)可以用來(lái)最大限度地減少對(duì)環(huán)境的影響和廢氣的排放。他們?cè)谖覀冎車脑S多加熱和制冷應(yīng)用中提供了最節(jié)能的方式，因?yàn)樗麄兛梢岳每稍偕鸁崮?。在世界上許多國(guó)家使用家用太陽(yáng)能熱水器給水加熱是最可行的、最經(jīng)濟(jì)和最普遍的太陽(yáng)能利用手段。在近些年世界市場(chǎng)熱水器的應(yīng)用正明顯的擴(kuò)大。使用太陽(yáng)能能源系統(tǒng)作為熱能的產(chǎn)品具有良好的應(yīng)用前景，如住宅空間加熱或生產(chǎn)生活熱水。一個(gè)典型的住在普通家庭在能源利用方面要比一個(gè)直接從屋頂接受太陽(yáng)能輻射能量的的家庭要少的多。相對(duì)低的溫度下所需的采暖和生活熱水的應(yīng)用，使太陽(yáng)能收集效率比較高：例如，根據(jù)Cruickshank，熱系統(tǒng)的效用明顯的

5、是光伏系統(tǒng)的二到四倍。此外,空間和水加熱負(fù)責(zé)住宅建筑大部分能源需求：在土耳其大約占82%，在歐洲是82，這意味著，使用太陽(yáng)能熱轉(zhuǎn)換技術(shù)，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為可利用的熱能具有很大的潛力。然而，必須減少化石燃料的消耗，以減少二氧化碳硫氧化物，氮氧化物向大氣中的排放。而且，這些能量源正在因許多因素變得有限，如自然資源的枯竭，環(huán)境破壞和經(jīng)濟(jì)的限制。由于上述的眾多原因，許多國(guó)家的政府已決定加強(qiáng)努力增加節(jié)能技術(shù)的部署和可再生能源的利用，也別是太陽(yáng)能。然而，從幾個(gè)不同的原因如成本效益和長(zhǎng)期的技術(shù)可靠性方面考慮，在總的能源需求是，太陽(yáng)能還僅僅做了一小部分意見(jiàn)。因此，進(jìn)一步的嘗試來(lái)解決這些現(xiàn)狀，如能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)。太陽(yáng)能

6、光熱系統(tǒng)的儲(chǔ)熱是補(bǔ)償熱力的生產(chǎn)和能源需求之間不匹配的一種方法。熱能存儲(chǔ)不僅在保存能源起著重要的作用，而且也影響著產(chǎn)品的性能和廣泛的能源系統(tǒng)可靠性，尤其在例如太陽(yáng)能這種間歇性能源的地方就顯得尤為重要了。熱能存儲(chǔ)器可以用于太陽(yáng)能變化大的地方或者晝夜溫差大的地方。太陽(yáng)能加熱系統(tǒng)，特別是太陽(yáng)能內(nèi)部熱水系統(tǒng)，包括太陽(yáng)能集熱器，儲(chǔ)熱器，輔助加熱器，熱交換器，和一系列的太陽(yáng)能集熱器的連接管連接到貯槽。大多數(shù)的家用太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)使用平板集熱器，臥式或立式儲(chǔ)罐連接。通過(guò)在集電極循環(huán)的液體循環(huán)式的儲(chǔ)罐內(nèi)的水被加熱。集電極周期被設(shè)計(jì)成開(kāi)放（直接）或關(guān)閉（關(guān)閉）電路。在開(kāi)路循環(huán)，集熱器內(nèi)的流體直接倒入儲(chǔ)罐。在閉合回

7、路循環(huán)的情況下，使用熱交換器將集熱器內(nèi)的能量轉(zhuǎn)移給存儲(chǔ)罐內(nèi)的水。國(guó)內(nèi)最常見(jiàn)的太陽(yáng)能熱交換器中類型之一是一種帶圓形外殼的罐體，被稱為地幔熱交換器。在這些系統(tǒng)中的集熱器插座連接的熱交換器之間的中層和上層的一部分?？捎脽崴腿纳喜康膬?chǔ)罐和被取代冷城市供水。蓄熱水箱是太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵部分，在白天它將熱能轉(zhuǎn)化成熱水，并在晚上或需要的時(shí)間將熱水提供給用戶。根據(jù)存儲(chǔ)罐的不同操作和許多文獻(xiàn)的設(shè)計(jì)參數(shù)，有很多實(shí)驗(yàn)和理論數(shù)值進(jìn)行績(jī)效評(píng)估研究太陽(yáng)能供熱系統(tǒng)。這些參數(shù)主要包括幾何條件，使用水平或垂直的存儲(chǔ)罐的高度與直徑的比率，壁厚，壁物質(zhì)，罐入口帶出口開(kāi)口，操作條件，即，入口流體速度，進(jìn)樣口之間的差異的大小

8、和出口流體儲(chǔ)存在儲(chǔ)罐的溫度和氣候條件。由Lavan和Thompson做過(guò)的一個(gè)關(guān)于垂直熱水存儲(chǔ)罐上的熱分層的實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了各種的高度/直徑比，進(jìn)氣口的位置和幾何形狀，入口出口溫度的差異和不同的質(zhì)量流率。他們的研究表明，可以通過(guò)以下方式獲得更好的熱分層：增加罐的高度與其直徑的比值，增加的進(jìn)氣口的直徑，或增加的入口和出口之間的差異，Cole和Bellinger建議，當(dāng)選擇儲(chǔ)罐高與直徑的比達(dá)到4時(shí)，熱水箱中最大熱分層實(shí)現(xiàn)。Ismail等人的研究證實(shí)了Cole和Bellinger的結(jié)論，而Nelson等人則建議存儲(chǔ)罐高度與直徑的最佳比為3.此外，存儲(chǔ)罐的尺寸以及存儲(chǔ)罐體積與集熱器總面積的比例是能

9、實(shí)際出經(jīng)濟(jì)又節(jié)能的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的非常重要的參數(shù)。Braun等人評(píng)估季節(jié)性存儲(chǔ)的單位熱面積的存儲(chǔ)容量一定比過(guò)夜儲(chǔ)存大兩到三個(gè)數(shù)量級(jí)。然而Fish等人的報(bào)道則說(shuō)明大型太陽(yáng)能發(fā)電廠每平方米太陽(yáng)能集熱器的投資成本僅是短期存儲(chǔ)的兩倍。2.太陽(yáng)能加熱集熱器和儲(chǔ)水箱熱水消耗具有很大的變數(shù)，尤其是在住宅建筑中。一些影響熱水消耗的的參數(shù)可以被看作地理環(huán)境、國(guó)民習(xí)慣、建筑物使用類型和一個(gè)國(guó)家人民的生活方式的參考?？傊?，最重要的參數(shù)是居民的特定的生活方式。所有這些因素要求儲(chǔ)存在存儲(chǔ)罐里的熱水需要隨時(shí)保持在適宜的溫度，好在人們?cè)谌魏螘r(shí)間想要用的時(shí)候都能用上。當(dāng)生活用水被太陽(yáng)能電站加熱后，在住宅樓里把它儲(chǔ)存起來(lái)是必要

10、的。出于這個(gè)原因，確定好每日太陽(yáng)輻射度和每日熱水用量之間的關(guān)系是很重要的，這樣就可以實(shí)現(xiàn)制造出更高效的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。設(shè)計(jì)參數(shù)如集熱器方向或位置、零部件的尺寸，像這些被應(yīng)用在熱水加熱系統(tǒng)如儲(chǔ)水器或集熱器區(qū)域的零部件的參數(shù)，他們都依靠氣象邏輯規(guī)格區(qū)域（即輻射強(qiáng)度，氣溫，自來(lái)水等/能量轉(zhuǎn)換和管理63（2012）112-117113水溫度），在這一區(qū)域系統(tǒng)將對(duì)水進(jìn)行加熱。集熱器和儲(chǔ)水箱是太陽(yáng)能加熱系統(tǒng)最重要的組成部分。通常情況下，集熱器是太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)最昂貴的部分。集熱器主要被用于熱水加熱系統(tǒng)它的型號(hào)通常有平板型、高效平板、真空器件和熱管即熱型。在一班情況下，商業(yè)水箱可以分為兩種類型，這取決于蛇形管

11、的存在與否。出來(lái)前幾種分類，它還可以從材料來(lái)區(qū)別，如不銹鋼，玻璃鋼、鋼與環(huán)氧蓋，所有這些材料都適合與水接觸。為了滿足建筑物定期的熱能源和熱水需求，確定好存水罐的體積和集熱器的總面積的很必要的。集電極凈吸收體面積可以通過(guò)利用本地相關(guān)區(qū)域的太陽(yáng)輻射數(shù)據(jù)來(lái)確定。如果太陽(yáng)能系統(tǒng)產(chǎn)生能量的時(shí)間和速率不能滿足能源需求，那么就需要熱能存儲(chǔ)器來(lái)儲(chǔ)存能量以備不時(shí)之需。理想情況下，在溫度有利于能量的收集和使用時(shí)，儲(chǔ)存器應(yīng)該存儲(chǔ)足夠多的任何多余的能量。根據(jù)本說(shuō)明書(shū)的負(fù)載模式，罐體的大小應(yīng)接近太陽(yáng)能加熱系統(tǒng)的平均加熱輸出功率，當(dāng)然經(jīng)濟(jì)因素也應(yīng)該考慮。3.液基太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)及其數(shù)學(xué)公式3.1實(shí)驗(yàn)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)我們推出了

12、一個(gè)帶有防凍液集電極回路的內(nèi)部水加熱系統(tǒng)，如圖1所示。這是一個(gè)在寒冷條件下推薦使用的典型的加熱系統(tǒng)。該模型研究考慮在Erzurum，位于土耳其東北部嚴(yán)寒氣候區(qū)最冷的城市之一，一個(gè)被用了10年的，擁有兩個(gè)集熱器的太陽(yáng)能加熱系統(tǒng)，考慮到各種因素，如家里有四個(gè)成員，熱水被存儲(chǔ)在儲(chǔ)水罐內(nèi)，根據(jù)TS825和TS3817標(biāo)準(zhǔn)（土耳其標(biāo)準(zhǔn)組織），熱水系統(tǒng)的儲(chǔ)水罐體積被設(shè)計(jì)為220升。儲(chǔ)槽絕緣良好，以消除熱損失，集熱器被放在屋頂，成30度角。集熱器表面總面積為3.8平方米，在早上進(jìn)行清洗玻璃蓋。在系統(tǒng)中熱交換器被用于將集熱器中被加熱的液體的熱能傳遞給終端用戶所要使用的熱水中。兩個(gè)水泵用于將集熱器中的液體與熱交

13、換器之間循環(huán)，以及存儲(chǔ)罐與熱交換器之間循環(huán)。圖1展示了實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)圖: 圖1.太陽(yáng)能熱水加熱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)表1.Erzurum地區(qū)氣象和氣候數(shù)據(jù)： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12圖2 .Erzurum地區(qū)每月熱需求及太陽(yáng)能輻射變化綜述.集熱器中的熱能轉(zhuǎn)移到管中液體的過(guò)程可以用公式表示為： （1）其中是集電極內(nèi)質(zhì)量流率的比熱容，和分別是入口和出口流體的溫度，忽略存儲(chǔ)罐封閉系統(tǒng)中可使用水在集熱器中轉(zhuǎn)移的熱損失，工作流體向水轉(zhuǎn)移熱能可以被定義為如下： （2）其中為熱交換率，是儲(chǔ)罐內(nèi)水質(zhì)量流率的特定熱容量，和分別是儲(chǔ)罐入口和出口的溫度，忽略存儲(chǔ)罐的熱分層，罐內(nèi)部能量的變化率由下式給出：

14、（3）其中是儲(chǔ)罐中水的質(zhì)量和產(chǎn)品的比熱，t是時(shí)間，通過(guò)服務(wù)水熱交換器提供太陽(yáng)能的熱水負(fù)荷，是儲(chǔ)罐的能量損失率。能量損失率可以被下式表述： （4）其中是儲(chǔ)罐損耗系數(shù)和區(qū)域產(chǎn)品，該服務(wù)提供的熱水由太陽(yáng)能熱交換器提供，可以表示如下： （5）為系統(tǒng)提高能效率的方程可寫(xiě)為： （6）其中集熱器的表面積，是單位面積集熱器接收的太陽(yáng)能輻射。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 圖3集熱去根據(jù)儲(chǔ)罐容積體積的集電率的改變。圖4集電極區(qū)域根據(jù)儲(chǔ)罐容積率可用水溫度的改變。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 圖5根據(jù)集電極區(qū)域儲(chǔ)罐容積系統(tǒng)手機(jī)能量的變化。4結(jié)果與討論在開(kāi)始這項(xiàng)研究之

15、前，瞬態(tài)模型的部件和整個(gè)系統(tǒng)的模型進(jìn)行了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，所有的都被集成在一個(gè)獨(dú)特的方案。驗(yàn)證研究后作了一些修改和改進(jìn)的型號(hào)圖3顯示當(dāng)儲(chǔ)罐體積增加時(shí)集熱器效率增加，根據(jù)圖3，當(dāng)儲(chǔ)罐容積率達(dá)到200升每平方米時(shí)，集熱器效率達(dá)到最高，當(dāng)儲(chǔ)罐容積率為25升每平方米時(shí)達(dá)到最小。圖4顯瘦出了罐體中水的平均溫度與集熱區(qū)罐體容積率之間的關(guān)系。從圖中可以看出，當(dāng)罐體積增加時(shí)罐體溫度降低，當(dāng)罐的容積率達(dá)到最低的25升每平方米時(shí)，每年罐體的氣溫值達(dá)到最高。從圖5和圖3可以看出當(dāng)罐體積增加時(shí)，集熱器手機(jī)的能量增加。一般來(lái)說(shuō)，在土耳其根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際假設(shè)可以被使用的水的溫度在40-70攝氏度。從圖中看，盡管即熱效率增加了，

16、罐體的體積增加了，但是可用熱水的溫度降低了。為用戶提供適宜溫度的熱水是非常重要的，此外，從圖3可以明白，當(dāng)罐體的容積率上升到200升每平方米或者更高是集熱器的效率降低。根據(jù)上面所提的原因，根據(jù)集熱面積設(shè)計(jì)最佳的罐體尺寸對(duì)于設(shè)計(jì)出更實(shí)用、更有益和更高效的熱水器是非常重要的。5結(jié)論該研究表明，儲(chǔ)罐的尺寸大小影像到熱水器系統(tǒng)的表現(xiàn)和實(shí)用性。在實(shí)際應(yīng)用中，由于以些物理準(zhǔn)確性和基本規(guī)則的缺乏，有時(shí)儲(chǔ)罐的大小是有有設(shè)計(jì)者隨意規(guī)定的，除了需要較大的存儲(chǔ)量，不能使住宅應(yīng)用的加熱系統(tǒng)的表現(xiàn)更高效。與此相反，它可能會(huì)導(dǎo)致昂貴的，過(guò)分的空間消耗和在某些情況下，加熱系統(tǒng)過(guò)于笨重。在Erzurum氣候條件下利用MATL

17、AB軟件，做出了一個(gè)針對(duì)太陽(yáng)能加熱系統(tǒng)的瞬態(tài)模擬研究。結(jié)果表明，當(dāng)罐體積增加時(shí)，集熱器效率增加。與此相關(guān)的，系統(tǒng)表現(xiàn)的更好，但是罐體中可用水的溫度卻降低了，可用水的溫度與系統(tǒng)表現(xiàn)一樣重要。在許多標(biāo)準(zhǔn)組織的研究以及出版物中建議可用水的溫度應(yīng)保持在45-60攝氏度之間。在這種情況下，根據(jù)土耳其條件和土耳其有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)集熱區(qū)域的罐體容積可以是在50和70升每平方米，集電極效率取值范圍從0.35至0.45。參考文獻(xiàn)：1 Bilen K, Ozyurt O, Bakirci K, Karsli S, Erdogan S, Yilmaz M, et al. Energyproduction, consumpt

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