太阳能加热系统集热器与储水箱大小关系 外文翻译 中文

1、外 文 翻 译太阳能加热系统集热器与储水箱的大小的关系The relation of collector and storage tank size in solar heating systems性 质: 毕业设计 毕业论文教 学 院： 外文原文上传不上去 系 别：需要的就我qq 学生学号：651477602学生姓名：专业班级：指导教师：职 称：起止日期：.本科毕业设计（论文）外文翻译毕业论文外文翻译太阳能加热系统集热器与储水箱的大小的关系The relation of collector and storage tank size in solar heating systems摘要：受益

2、于太阳能最常用的方法是使用太阳能热水系统，因为它是从太阳能获益的最便宜的方式之一。太阳能热水系统的投资成本是非常低的，并且维护成本几乎为零。在过去一个世纪使用太阳能的太阳能热水器加热（SWH）技术有了很大的提高。在许多太阳能热水系统中储水箱的使用就是为了热能和热水的保存，在需要的时候使用。此外，国内热水消费在很多建筑中是很大的变数，这要视地理环境情况而定，这在农村也是，当然和建筑物的使用类型有关。最重要的是，它依赖于居民的特定的生活方式。出于这个原因，为消费者提供能达到理想温度的热水，集热器与储水箱之间就必须要有很好的联系，不管居民有没有要求这一点。在本文中，集热器和储水箱的被设计成更经济和高

3、效的太阳能系统。已经制定了一份方案，并通过了实验研究及环境数据的验证。环境数据通过了进行了整整一年的土耳其人埃尔祖鲁姆尔而得到的。关键词：太阳能，太阳能热水系统，储水箱。1序言在未来世界的能源供应必须更加可持续的。这可以通过更有效地利用能源来实现，如依靠可再生能源，特别是风能、水电、太阳能和地热能。关于新能源和可再生能源的研究正加速发展并被大力支持，因为目前使用的能源资源迅速耗尽，造成环境污染。到达地球的太阳能最根本的可再生资源。太阳能在各种替代能源中占有最重要的一席之地。太阳能技术提供了清洁、可再生和内部的能源，是未来可持续能源必不可少的组成部分。在世界上的建筑供暖，太阳能热水系统和太阳能地

4、源热泵提供了一个新的，干净的方式。因此，这些系统可以用来最大限度地减少对环境的影响和废气的排放。他们在我们周围的许多加热和制冷应用中提供了最节能的方式，因为他们可以利用可再生热能。在世界上许多国家使用家用太阳能热水器给水加热是最可行的、最经济和最普遍的太阳能利用手段。在近些年世界市场热水器的应用正明显的扩大。使用太阳能能源系统作为热能的产品具有良好的应用前景，如住宅空间加热或生产生活热水。一个典型的住在普通家庭在能源利用方面要比一个直接从屋顶接受太阳能辐射能量的的家庭要少的多。相对低的温度下所需的采暖和生活热水的应用，使太阳能收集效率比较高：例如，根据Cruickshank，热系统的效用明显的

5、是光伏系统的二到四倍。此外,空间和水加热负责住宅建筑大部分能源需求：在土耳其大约占82%，在欧洲是82，这意味着，使用太阳能热转换技术，将太阳能转换为可利用的热能具有很大的潜力。然而，必须减少化石燃料的消耗，以减少二氧化碳硫氧化物，氮氧化物向大气中的排放。而且，这些能量源正在因许多因素变得有限，如自然资源的枯竭，环境破坏和经济的限制。由于上述的众多原因，许多国家的政府已决定加强努力增加节能技术的部署和可再生能源的利用，也别是太阳能。然而，从几个不同的原因如成本效益和长期的技术可靠性方面考虑，在总的能源需求是，太阳能还仅仅做了一小部分意见。因此，进一步的尝试来解决这些现状，如能量储存系统。太阳能

6、光热系统的储热是补偿热力的生产和能源需求之间不匹配的一种方法。热能存储不仅在保存能源起着重要的作用，而且也影响着产品的性能和广泛的能源系统可靠性，尤其在例如太阳能这种间歇性能源的地方就显得尤为重要了。热能存储器可以用于太阳能变化大的地方或者昼夜温差大的地方。太阳能加热系统，特别是太阳能内部热水系统，包括太阳能集热器，储热器，辅助加热器，热交换器，和一系列的太阳能集热器的连接管连接到贮槽。大多数的家用太阳能热水器系统使用平板集热器，卧式或立式储罐连接。通过在集电极循环的液体循环式的储罐内的水被加热。集电极周期被设计成开放（直接）或关闭（关闭）电路。在开路循环，集热器内的流体直接倒入储罐。在闭合回

7、路循环的情况下，使用热交换器将集热器内的能量转移给存储罐内的水。国内最常见的太阳能热交换器中类型之一是一种带圆形外壳的罐体，被称为地幔热交换器。在这些系统中的集热器插座连接的热交换器之间的中层和上层的一部分。可用热水萃取从上部的储罐和被取代冷城市供水。蓄热水箱是太阳能热水系统的一个关键部分，在白天它将热能转化成热水，并在晚上或需要的时间将热水提供给用户。根据存储罐的不同操作和许多文献的设计参数，有很多实验和理论数值进行绩效评估研究太阳能供热系统。这些参数主要包括几何条件，使用水平或垂直的存储罐的高度与直径的比率，壁厚，壁物质，罐入口带出口开口，操作条件，即，入口流体速度，进样口之间的差异的大小

8、和出口流体储存在储罐的温度和气候条件。由Lavan和Thompson做过的一个关于垂直热水存储罐上的热分层的实验研究，实验进行了各种的高度/直径比，进气口的位置和几何形状，入口出口温度的差异和不同的质量流率。他们的研究表明，可以通过以下方式获得更好的热分层：增加罐的高度与其直径的比值，增加的进气口的直径，或增加的入口和出口之间的差异，Cole和Bellinger建议，当选择储罐高与直径的比达到4时，热水箱中最大热分层实现。Ismail等人的研究证实了Cole和Bellinger的结论，而Nelson等人则建议存储罐高度与直径的最佳比为3.此外，存储罐的尺寸以及存储罐体积与集热器总面积的比例是能

9、实际出经济又节能的太阳能热水系统的非常重要的参数。Braun等人评估季节性存储的单位热面积的存储容量一定比过夜储存大两到三个数量级。然而Fish等人的报道则说明大型太阳能发电厂每平方米太阳能集热器的投资成本仅是短期存储的两倍。2.太阳能加热集热器和储水箱热水消耗具有很大的变数，尤其是在住宅建筑中。一些影响热水消耗的的参数可以被看作地理环境、国民习惯、建筑物使用类型和一个国家人民的生活方式的参考。总之，最重要的参数是居民的特定的生活方式。所有这些因素要求储存在存储罐里的热水需要随时保持在适宜的温度，好在人们在任何时间想要用的时候都能用上。当生活用水被太阳能电站加热后，在住宅楼里把它储存起来是必要

10、的。出于这个原因，确定好每日太阳辐射度和每日热水用量之间的关系是很重要的，这样就可以实现制造出更高效的太阳能热水系统。设计参数如集热器方向或位置、零部件的尺寸，像这些被应用在热水加热系统如储水器或集热器区域的零部件的参数，他们都依靠气象逻辑规格区域（即辐射强度，气温，自来水等/能量转换和管理63（2012）112-117113水温度），在这一区域系统将对水进行加热。集热器和储水箱是太阳能加热系统最重要的组成部分。通常情况下，集热器是太阳能热水系统最昂贵的部分。集热器主要被用于热水加热系统它的型号通常有平板型、高效平板、真空器件和热管即热型。在一班情况下，商业水箱可以分为两种类型，这取决于蛇形管

11、的存在与否。出来前几种分类，它还可以从材料来区别，如不锈钢，玻璃钢、钢与环氧盖，所有这些材料都适合与水接触。为了满足建筑物定期的热能源和热水需求，确定好存水罐的体积和集热器的总面积的很必要的。集电极净吸收体面积可以通过利用本地相关区域的太阳辐射数据来确定。如果太阳能系统产生能量的时间和速率不能满足能源需求，那么就需要热能存储器来储存能量以备不时之需。理想情况下，在温度有利于能量的收集和使用时，储存器应该存储足够多的任何多余的能量。根据本说明书的负载模式，罐体的大小应接近太阳能加热系统的平均加热输出功率，当然经济因素也应该考虑。3.液基太阳能热水系统及其数学公式3.1实验太阳能热水系统我们推出了

12、一个带有防冻液集电极回路的内部水加热系统，如图1所示。这是一个在寒冷条件下推荐使用的典型的加热系统。该模型研究考虑在Erzurum，位于土耳其东北部严寒气候区最冷的城市之一，一个被用了10年的，拥有两个集热器的太阳能加热系统，考虑到各种因素，如家里有四个成员，热水被存储在储水罐内，根据TS825和TS3817标准（土耳其标准组织），热水系统的储水罐体积被设计为220升。储槽绝缘良好，以消除热损失，集热器被放在屋顶，成30度角。集热器表面总面积为3.8平方米，在早上进行清洗玻璃盖。在系统中热交换器被用于将集热器中被加热的液体的热能传递给终端用户所要使用的热水中。两个水泵用于将集热器中的液体与热交

13、换器之间循环，以及存储罐与热交换器之间循环。图1展示了实验的系统图: 图1.太阳能热水加热系统实验表1.Erzurum地区气象和气候数据： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12图2 .Erzurum地区每月热需求及太阳能辐射变化综述.集热器中的热能转移到管中液体的过程可以用公式表示为： （1）其中是集电极内质量流率的比热容，和分别是入口和出口流体的温度，忽略存储罐封闭系统中可使用水在集热器中转移的热损失，工作流体向水转移热能可以被定义为如下： （2）其中为热交换率，是储罐内水质量流率的特定热容量，和分别是储罐入口和出口的温度，忽略存储罐的热分层，罐内部能量的变化率由下式给出：

14、（3）其中是储罐中水的质量和产品的比热，t是时间，通过服务水热交换器提供太阳能的热水负荷，是储罐的能量损失率。能量损失率可以被下式表述： （4）其中是储罐损耗系数和区域产品，该服务提供的热水由太阳能热交换器提供，可以表示如下： （5）为系统提高能效率的方程可写为： （6）其中集热器的表面积，是单位面积集热器接收的太阳能辐射。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 图3集热去根据储罐容积体积的集电率的改变。图4集电极区域根据储罐容积率可用水温度的改变。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 图5根据集电极区域储罐容积系统手机能量的变化。4结果与讨论在开始这项研究之

15、前，瞬态模型的部件和整个系统的模型进行了验证实验，所有的都被集成在一个独特的方案。验证研究后作了一些修改和改进的型号图3显示当储罐体积增加时集热器效率增加，根据图3，当储罐容积率达到200升每平方米时，集热器效率达到最高，当储罐容积率为25升每平方米时达到最小。图4显瘦出了罐体中水的平均温度与集热区罐体容积率之间的关系。从图中可以看出，当罐体积增加时罐体温度降低，当罐的容积率达到最低的25升每平方米时，每年罐体的气温值达到最高。从图5和图3可以看出当罐体积增加时，集热器手机的能量增加。一般来说，在土耳其根据相关标准和实际假设可以被使用的水的温度在40-70摄氏度。从图中看，尽管即热效率增加了，

16、罐体的体积增加了，但是可用热水的温度降低了。为用户提供适宜温度的热水是非常重要的，此外，从图3可以明白，当罐体的容积率上升到200升每平方米或者更高是集热器的效率降低。根据上面所提的原因，根据集热面积设计最佳的罐体尺寸对于设计出更实用、更有益和更高效的热水器是非常重要的。5结论该研究表明，储罐的尺寸大小影像到热水器系统的表现和实用性。在实际应用中，由于以些物理准确性和基本规则的缺乏，有时储罐的大小是有有设计者随意规定的，除了需要较大的存储量，不能使住宅应用的加热系统的表现更高效。与此相反，它可能会导致昂贵的，过分的空间消耗和在某些情况下，加热系统过于笨重。在Erzurum气候条件下利用MATL

17、AB软件，做出了一个针对太阳能加热系统的瞬态模拟研究。结果表明，当罐体积增加时，集热器效率增加。与此相关的，系统表现的更好，但是罐体中可用水的温度却降低了，可用水的温度与系统表现一样重要。在许多标准组织的研究以及出版物中建议可用水的温度应保持在45-60摄氏度之间。在这种情况下，根据土耳其条件和土耳其有关标准集热区域的罐体容积可以是在50和70升每平方米，集电极效率取值范围从0.35至0.45。参考文献：1 Bilen K, Ozyurt O, Bakirci K, Karsli S, Erdogan S, Yilmaz M, et al. Energyproduction, consumpt

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