重慶地區(qū)夏季太陽能熱水應用關鍵問題研究

【摘要】：隨著建筑節(jié)能工作的深入開展以及綠色建筑的推進，太陽能熱水系統(tǒng)的應用也越來越廣泛。而在太陽能熱水系統(tǒng)中，集熱器的傾角是影響應用效果較為關鍵的因素。在目前國家或地方關于太陽能熱水系統(tǒng)應用的標準中，一般建議集熱器傾角設置為與地理緯度相同或地理緯度±10°。我國幅員遼闊，全國太陽能資源分布迥異，且各地區(qū)太陽能資源特征也相差較大，“一概而論”顯然不能很好的適應太陽能熱水系統(tǒng)的應用。 本文首先綜合了幾何學、光學的基礎理論，集成現(xiàn)有的理論研究成果，對不同時刻、不同朝向、不同傾角下的集熱器表面接收的太陽直射輻射、散射輻射、反射輻射進行了理論分析及計算，得到不同時刻、不同朝向、不同傾角的集熱器表面的太陽總輻射。在理論分析的基礎上，為進一步量化不同條件的集熱器表面接收的太陽輻射量，利用Visual Basic6.0中文版編制了太陽輻射計算程序，基于重慶地區(qū)典型氣象年數(shù)據(jù)，對該地區(qū)正南向的0°~90°傾角集熱器表面的太陽輻射開展了全年8760小時的動態(tài)分析計算，并對計算結(jié)果進行統(tǒng)計分析。統(tǒng)計結(jié)果顯示，全年集熱器表面接收的太陽輻射量最大的傾角為0°，若僅著眼于6、7、8月份，依然是0°傾角下接收的太陽輻射量最大。針對得出的結(jié)果與目前標準中相迥異的現(xiàn)象，本文對從重慶地區(qū)的太陽能資源中直射輻射所占比重較小等進行了簡要探討。 在重慶地區(qū)太陽能熱水應用逐步廣泛的趨勢上，調(diào)研了重慶地區(qū)太陽能熱水系統(tǒng)應用的現(xiàn)狀，并針對兩類系統(tǒng)（家用太陽能熱水系統(tǒng)和太陽能集中供熱水系統(tǒng)）在重慶地區(qū)現(xiàn)有的太陽能資源條件下，開展了太陽能資源的需求與匹配性分析。發(fā)現(xiàn)在該地區(qū)太陽能資源條件下，在5、6、7、8、9月份兩類太陽能系統(tǒng)提供的熱水均可以滿足熱水需求。 為對理論分析和實際計算得到的太陽能最佳傾角進行驗證，在重慶地區(qū)搭建了集熱器為全玻璃真空管，集熱器傾角為0°、19.5°、29.5°、39.5°的太陽能熱水應用試驗研究平臺，在6、7、8月份的晴天、多云天、陰天、雨天、變化天氣共計5種天氣條件下分別開展了實驗測試研究。并對5種天氣條件下的4種傾角太陽能集熱系統(tǒng)接收的太陽輻射量，產(chǎn)熱水狀況（溫升、水量），及效率進行了研究。研究發(fā)現(xiàn)，6、7、8月份中，0°傾角下，集熱器表面接收的太陽輻射量最大，較39.5°傾角下要大約20.4%，6、7、8月份的集熱系統(tǒng)的平均效率為59.9%，較19.5°傾角下效率63.1%略低，但0°傾角下水箱中的水溫升較其他傾角下高且轉(zhuǎn)化成的熱量也較19.5°傾角下大。 最后，文章從6、7、8月份重慶地區(qū)應用太陽能熱水系統(tǒng)的角度看，建議該地區(qū)太陽能熱水系統(tǒng)的集熱器傾角宜為0°。 【關鍵詞】：重慶地區(qū) 太陽能 最佳傾角 資源 集熱效率
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TU822
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 緒論10-26
• 1.1 研究背景10-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-23
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀14-18
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀18-22
• 1.2.3 存在的問題22-23
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容23-26
• 2 太陽能熱利用的理論26-38
• 2.1 地球運動及表面太陽輻射26-30
• 2.1.1 地球的運動26
• 2.1.2 地球表面太陽輻射變化26-28
• 2.1.3 三種坐標系28-30
• 2.2 進入大氣層后的太陽輻射變化30-32
• 2.3 集熱器表面接收的太陽輻射量理論分析32-35
• 2.3.1 太陽直射輻射I D·θ32-34
• 2.3.2 散射輻射I d·θ34-35
• 2.3.3 地面反射輻射I R·θ35
• 2.3.4 集熱器表面接收的太陽總輻射35
• 2.4 全玻璃真空管太陽能集熱器35-38
• 3 不同傾角集熱器表面接收的太陽輻射量化計算38-50
• 3.1 問題的由來38
• 3.2 不同傾角集熱器表面接收的太陽輻射38-41
• 3.3 集熱器表面接收太陽輻射量計算程序的編制41-44
• 3.3.1 不同傾角集熱器表面的太陽輻射計算模型41-42
• 3.3.2 計算程序編制思路及流程42-43
• 3.3.3 計算程序簡介43-44
• 3.4 程序計算下的集熱器表面太陽輻射分析44-48
• 3.4.1 正南向不同傾角集熱器表面太陽輻射分析44-45
• 3.4.2 太陽輻射最佳傾角的驗證45-46
• 3.4.3 重慶地區(qū) 6、7、8 月份太陽能集熱器最佳傾角的研究46-48
• 3.5 本章小結(jié)48-50
• 4 重慶地區(qū)太陽能熱水系統(tǒng)應用50-60
• 4.1 重慶地區(qū)的太陽能熱水應用現(xiàn)狀50-51
• 4.2 重慶地區(qū)太陽能資源條件及應用潛力51-60
• 4.2.1 重慶地區(qū)太陽能資源條件52-54
• 4.2.2 重慶地區(qū)太陽能熱水需求分析54-56
• 4.2.3 資源條件和需求匹配性分析56-60
• 5 重慶地區(qū)不同傾角下的太陽能熱水應用的實驗研究60-126
• 5.1 太陽能熱水應用實驗研究平臺的構(gòu)建60-71
• 5.1.1 實驗平臺的構(gòu)建原理及方案60-65
• 5.1.2 實驗平臺的建設65-70
• 5.1.3 實驗誤差分析70-71
• 5.2 太陽能熱水應用實驗測試71-77
• 5.2.1 實驗研究測試方案71-72
• 5.2.2 實驗測試狀況72-73
• 5.2.3 測試期間氣象條件分析73-77
• 5.2.4 分析測試時段的選取77
• 5.3 夏季晴天不同傾角下太陽能熱水應用效果研究77-87
• 5.3.1 集熱器傾角為 39.5°下的太陽能熱水應用效果研究79-80
• 5.3.2 集熱器傾角為 29.5°下的太陽能熱水應用效果研究80-81
• 5.3.3 集熱器傾角為 19.5°下的太陽能熱水應用效果研究81-82
• 5.3.4 集熱器傾角為 0°下的太陽能熱水應用效果研究82-84
• 5.3.5 晴天天氣下各傾角集熱器的效果分析84-87
• 5.4 夏季多云天不同傾角下太陽能熱水應用效果研究87-96
• 5.4.1 集熱器傾角為 39.5°下的太陽能熱水應用研究88-89
• 5.4.2 集熱器傾角為 29.5°下的太陽能熱水應用研究89-90
• 5.4.3 集熱器傾角為 19.5°下的太陽能熱水應用研究90-92
• 5.4.4 集熱器傾角為 0°下的太陽能熱水應用研究92-93
• 5.4.5 多云天氣下各傾角集熱器的效果分析93-96
• 5.5 夏季陰天不同傾角下太陽能熱水應用效果研究96-105
• 5.5.1 集熱器傾角為 39.5°下的太陽能熱水應用效果研究97-99
• 5.5.2 集熱器傾角為 29.5°下的太陽能熱水應用效果研究99-100
• 5.5.3 集熱器傾角為 19.5°下的太陽能熱水應用效果研究100-101
• 5.5.4 集熱器傾角為 0°下的太陽能熱水應用效果研究101-102
• 5.5.5 陰天天氣下各傾角集熱器的效果分析102-105
• 5.6 夏季雨天不同傾角下太陽能熱水應用效果研究105-115
• 5.6.1 集熱器傾角為 39.5°下的太陽能熱水應用效果研究107-108
• 5.6.2 集熱器傾角為 29.5°下的太陽能熱水應用效果研究108-109
• 5.6.3 集熱器傾角為 19.5°下的太陽能熱水應用效果研究109-111
• 5.6.4 集熱器傾角為 0°下的太陽能熱水應用效果研究111-112
• 5.6.5 雨天天氣下各傾角集熱器的效果分析112-115
• 5.7 夏季變化天氣不同傾角下太陽能熱水應用效果研究115-123
• 5.7.1 集熱器傾角為 39.5°下的太陽能熱水應用效果研究116-117
• 5.7.2 集熱器傾角為 29.5°下的太陽能熱水應用效果研究117-118
• 5.7.3 集熱器傾角為 19.5°下的太陽能熱水應用效果研究118-119
• 5.7.4 集熱器傾角為 0°下的太陽能熱水應用效果研究119-120
• 5.7.5 變化天氣下各傾角集熱器的效果分析120-123
• 5.8 重慶地區(qū)夏季太陽能熱水應用效果分析123-126
• 5.8.1 不同傾角集熱器太陽能熱水應用效果對比123-124
• 5.8.2 重慶地區(qū)夏季實際的太陽能熱水應用分析124-126
• 6 結(jié)論與展望126-128
• 6.1 主要結(jié)論126-127
• 6.2 展望127-128
• 致謝128-130
• 參考文獻130-138
• 附錄138

您可以在本站搜索以下學術論文文獻來了解更多相關內(nèi)容

山東地區(qū)村鎮(zhèn)住宅太陽能采暖技術經(jīng)濟性分析    薛一冰;康玉東;

重慶地區(qū)太陽能建筑一體化應用的實測與分析    丁勇;連大旗;李百戰(zhàn);喻偉;

空氣源熱泵輔助太陽能熱水系統(tǒng)在江淮地區(qū)的應用潛力研究    彭嬌嬌;劉光遠;從衛(wèi)民;鄭愛青;

太陽能熱水驅(qū)動地板采暖性能分析    宋兆培;翟曉強;王如竹;

平板型太陽能集熱器的最佳傾角    明靜寰;

重慶市農(nóng)村地區(qū)太陽能資源利用現(xiàn)狀分析    韋秀麗;高立洪;徐進;

太陽能輔助加熱土壤源熱泵系統(tǒng)理論分析    王侃宏,畢文峰,喬華,侯立泉

太陽能-空氣源熱泵熱水系統(tǒng)在辦公建筑中的應用    翁東風;何洲汀;

我國太陽能建筑應用發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展方向探討    張遜寶;吳慶輝;寧傳科;

泰安地區(qū)利用太陽能采暖的技術經(jīng)濟分析    劉小春;吳佐蓮;

家用熱泵輔助太陽能熱水系統(tǒng)熱經(jīng)濟性研究    魏琪;奚加平;

兩種太陽能熱水器的投資償還年限及經(jīng)濟性對比    肖蓀;楊洪海;

中國碳減排政策分析與評估方法及應用研究    郭杰

我國能源供求預測研究    鄧志茹

空氣源熱泵輔助太陽能熱水系統(tǒng)在夏熱冬冷地區(qū)的運行模擬和應用研究    劉雨曦

X公司太陽能家用中央熱水器的經(jīng)濟性研究    王一雷

太陽能熱泵熱水系統(tǒng)優(yōu)化設計與經(jīng)濟性分析    楊家興

重慶農(nóng)村地區(qū)太陽能利用情況調(diào)查及綜合效益分析    趙珊珊

南京臺城景觀保護與可持續(xù)設計初探    韓穎;方晟嵐;繩勇;

節(jié)能多孔磚墻體熱工性能的數(shù)值計算及應用分析    王曉璐;黃大宇;

南京地區(qū)東向和西向外遮陽方式研究    楊丹萍;何嘉鵬;陳震;吳旻;

夏熱冬冷地區(qū)可翻轉(zhuǎn)雙玻飄窗的能耗與經(jīng)濟性分析    成維川;何嘉鵬;史蓉;陳震;

武漢市住宅建筑能耗調(diào)查與分析    葉雋;李運江;

日光溫室采光與下挖深度優(yōu)化設計    李霞;于賢昌;艾希珍;李清明;

基于正交試驗法優(yōu)化電火花線切割加工參數(shù)的研究    疏達;趙雪松;孫際超;方敏;

試析居住建筑節(jié)能控制方法    葛軍;王曉岷;吳慶;

蘇北地區(qū)既有住宅外墻節(jié)能改造研究    鞏艷;田梅清;羅海艷;

新農(nóng)村建設中太陽能采暖技術的應用    蔡偉;解國珍;閆樹龍;吳剛;張新興;

家用熱泵輔助太陽能熱水系統(tǒng)熱經(jīng)濟性研究    魏琪;奚加平;

典型天氣條件下輻射制冷換熱模型分析    康海宏;董華;李英;

太陽能低溫熱水豬床采暖在分娩豬舍中的應用    袁月明;李喜武;潘世強;王潔;姜海龍;秦貴信;

太陽能熱泵熱水系統(tǒng)并聯(lián)式與串聯(lián)式的性能比較    王雅楠;王灃浩;

加氣混凝土典型自保溫墻體結(jié)露問題數(shù)值判斷    張源;高本立;杜塏;

某地下主廠房頂送風氣流發(fā)展受限系數(shù)R的研究    陳言桂;

太陽能綜合試驗房技術    江猛;舒水明;胡新華;丁國忠;吳一梅;

關于對《山西省環(huán)境保護“十一五”規(guī)劃》“地表水監(jiān)控斷面劣Ⅴ類水體比例”指標調(diào)整的研究    成鋼;李婕;張琛;閆靜;

結(jié)構(gòu)溫度場數(shù)值模擬    張丹;張之穎;

保溫砂漿不同保溫形式墻體溫度效應研究    秦尚松;李珠;王宏;劉元珍;

內(nèi)置折邊扭帶管內(nèi)混合氣體對流凝結(jié)換熱與阻力性能研究    崔永章

?；⒅檎w式保溫隔熱建筑研究    代學靈

混凝土多孔磚墻體裂縫控制的相關力學性能研究    李妍

太陽能地下混凝土存取熱試驗研究與數(shù)值模擬    趙研

低能耗建筑主動動態(tài)復合圍護結(jié)構(gòu)研究    張輝

集成GUD系統(tǒng)的低能耗建筑設計研究    石峰

嚴寒地區(qū)太陽能-土壤耦合熱泵季節(jié)性土壤蓄熱特性研究    張文雍

地鐵站全膜流板式蒸發(fā)冷卻器傳熱傳質(zhì)機理研究    蔣斌

太陽能熱風采暖系統(tǒng)與村鎮(zhèn)建筑一體化研究    李憲莉

藏西南邊遠地區(qū)直接受益式太陽能采暖研究    肖偉

聚氨酯小框體外墻外保溫體系研究    田利輝

地方建筑適宜性節(jié)能設計研究    葛志偉

熱計量模式下居住建筑耗熱量分攤模型研究    王仁瑾

WSAC居住建筑熱響應特性的研究    姚微

華北地區(qū)綠色住宅建筑儲能及其經(jīng)濟性分析研究    王臻

功能性芳砜綸廚師服的設計與研究    張德強

窗戶熱屏系統(tǒng)對室內(nèi)熱環(huán)境影響的研究    張允

基于WLC理論的項目投資控制方法研究    劉娜

結(jié)晶器保護渣熱特性分析儀的完善及保護渣傳熱特性研究    沈樂

地方原生材料在云南傳統(tǒng)民居中的應用解析    肖蓉

新農(nóng)村建設中太陽能采暖技術的應用    蔡偉;解國珍;閆樹龍;吳剛;張新興;

大連市太陽能資源評估分析    宋軍;劉莉;

太陽熱水系統(tǒng)與建筑結(jié)合的相關問題初探    王國棟;王學志;

綜合評價方法在環(huán)境評價中的應用    馮長根;李彥周;

中國的能源效率及國際比較(上)    王慶一

熱水器技術的發(fā)展展望    羅清海,湯廣發(fā),黃文勝

中國的能源效率及國際比較    王慶一

家庭熱水器的性能比較與分析    孫金棟,童葆華

中國的太陽能資源及應用潛力    由世俊,孫賀江,馬德剛,楊洪興

中國能源安全現(xiàn)狀及其可持續(xù)發(fā)展    張波,陳晨,劉明利,陳藻

中國煤炭產(chǎn)業(yè)組織研究    紀成君

中國能源發(fā)展的決策模型研究    沈玉志

中國能源供求預測模型及發(fā)展對策研究    張麗峰

山東省煤炭資源與經(jīng)濟發(fā)展的關系研究    孫祥斌

油田企業(yè)能耗評價與優(yōu)化決策研究    孫寧

中國能源預警模型研究    李繼尊

農(nóng)村沼氣生態(tài)校園模式及其綜合效益評價研究    王蘭英

能源經(jīng)濟的動態(tài)分析及能效水平研究    郭金童

供需平衡視角下的我國石油資源安全研究    郭琳

金屬礦產(chǎn)資源安全與發(fā)展戰(zhàn)略研究    馬偉東

熱電熱泵熱水器的研制及熱力分析    羅清海

中國能源需求建模與實證分析    蘇澤雄

U型垂直埋管式土壤源熱泵運行特性的實驗研究    侯立泉

雙熱源太陽能熱泵模式研究    陳衛(wèi)星

LCA法比較太陽能熱水器和燃煤鍋爐系統(tǒng)的環(huán)境效益    黃海耀

中國西部地區(qū)公眾環(huán)境意識現(xiàn)狀分析及培育對策研究    劉文娟

我國能源需求預測與發(fā)展戰(zhàn)略研究    張勇衛(wèi)

高層建筑熱水系統(tǒng)優(yōu)化設計研究    王曉麗

能源安全與和平發(fā)展    楊雪

高油價背景下我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整策略分析    程治

黃河大廈太陽能熱水工程的設計    徐亮;王福德;王林;

太陽能熱水工程監(jiān)理研究    冷天玖;韓雷濤;謝建;夏朝鳳;

新能源、新農(nóng)村建設中的太陽能建筑 皇明太陽能工程為新農(nóng)村建設增加新亮點    邵風芹;

四季沐歌啟動保障房陽光熱水工程    

非承壓集熱器熱水工程中炸管原因及預防措施的探討    魏斯勝;郎仲杰;

我國太陽熱水系統(tǒng)產(chǎn)品與太陽熱水工程國家標準綜述    賈鐵鷹

太陽熱水工程設計安裝經(jīng)驗總結(jié)    莊紹林;

DSZ、DSJ燃油熱水爐技術性能和在熱水工程中的應用    陳兆煊,陳偉權

推廣太陽能建筑 建設節(jié)約型社會    魏斯勝;祁玉欣;

節(jié)能型生活熱水系統(tǒng)    代彥軍;姚春妮;

住宅(樓)安裝太陽能熱水工程的第五種方案    李穆然;李娜;

太陽能熱水工程技術在胡家河煤礦的應用    韓田軍;劉建斌;高立平;

太陽能熱水工程控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展方向    宋金;

西安西岸國際花園太陽能熱水工程解析    李俊;

太陽能熱水工程綜合分析    莊紹林;

太陽能+熱泵熱水工程節(jié)能分析    苑金芳;李紅;

北京萬科中糧假日風景太陽能熱水工程解析    李俊;

三亞凱賓斯基酒店太陽能熱水工程解析    陶明來;

節(jié)能型生活熱水系統(tǒng)    代彥軍;姚春妮;

太陽能熱水系統(tǒng)與城市建筑的一體化    李元哲;許杰;王屹南;

上海市立法鼓勵太陽能建筑應用    邵珍

我省太陽能建筑應用取得積極進展    薛長福

天普公司：致力于太陽能熱利用技術開發(fā)與實踐    本報記者 劉榮慧

陽光事業(yè)托起陽光城市    宋國強　張利海

十省共啟“千鄉(xiāng)萬村陽光熱水工程”    盧曦

廣州亞運城大規(guī)模應用太陽能熱水工程取得成功    記者 李媛

幸福保障房陽光熱水工程啟動    本報記者 王志新

無私奉獻 甘當公仆    本報記者 白秀喜　通訊員 楊永麗 張利海

海南力推太陽能建筑    本報記者 單憬崗　實習生 吳維楊

海南太陽能建筑應用有了規(guī)范    韓曉輯

高層住宅太陽能熱水系統(tǒng)一體化設計研究    杜曉輝

基于綜合價值分析的太陽能建筑激勵體系研究    唐永忠

太陽能建筑整合設計對策研究    趙群

太陽能噴射/電壓縮聯(lián)合制冷系統(tǒng)性能研究    鄭慧凡

西藏地區(qū)被動太陽能建筑采暖研究    王磊

零能耗太陽能住宅原型設計與技術策略研究    楊向群

間歇采暖太陽能建筑熱過程及設計優(yōu)化研究    王登甲

上海高層住宅外界面太陽能系統(tǒng)整合設計研究    史潔

太陽能熱風采暖系統(tǒng)與村鎮(zhèn)建筑一體化研究    李憲莉

北方供暖“零煤耗”農(nóng)宅實現(xiàn)模式與關鍵技術研究    楊銘

重慶地區(qū)夏季太陽能熱水應用關鍵問題研究    戴輝自

夏熱冬冷地區(qū)高層住宅太陽能熱水應用研究    吳邦本

集群型太陽能熱水工程集控與管理系統(tǒng)的設計    林霞

太陽能一體化建筑熱利用的經(jīng)濟評價    田甜

太陽能熱水系統(tǒng)與建筑一體化應用技術研究    郭曉潔

空氣源熱泵輔助太陽能熱水系統(tǒng)在江淮地區(qū)應用的節(jié)能環(huán)保效益研究    彭嬌嬌

建筑太陽能熱水技術的經(jīng)濟評價研究    萬晶

太陽能建筑一體化熱水控制系統(tǒng)的研究    王佳亮

太陽能熱水系統(tǒng)在某酒店的應用研究與評價    楊春華

空氣源熱泵輔助太陽能熱水系統(tǒng)在夏熱冬冷地區(qū)的運行模擬和應用研究    劉雨曦