重慶山地村鎮(zhèn)太陽能資源分析及戶式太陽能熱水系統(tǒng)熱力學性能研究.pdf

1、隨著國家城鎮(zhèn)化進程與村鎮(zhèn)生態(tài)文明的實施與推進，村鎮(zhèn)這一迅速崛起的群體逐漸在能源消費中占據(jù)越來越重要的地位。如何在滿足日益增長的村鎮(zhèn)人居環(huán)境改善需求的前提下，推進清潔、綠色、高效用能發(fā)展，成為擺在我們面前的新課題。本文以重慶山地村鎮(zhèn)太陽能生活熱水系統(tǒng)為研究對象，以全年實測太陽能資源為依據(jù)，結(jié)合實地調(diào)研和實測研究的方法，分析研究太陽能生活熱水系統(tǒng)在重慶山地村鎮(zhèn)推廣使用的適宜性，并采用能分析法、分析法對太陽能生活熱水系統(tǒng)進行熱力學分析，探討太

2、陽能生活熱水系統(tǒng)節(jié)能潛力。
　　通過對重慶地區(qū)10余個村鎮(zhèn)600余戶村鎮(zhèn)居民開展的實地調(diào)研發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)村鎮(zhèn)生活熱水熱源主要來自于商品能源（電能、天然氣）和傳統(tǒng)能源（薪柴），但電能、天然氣經(jīng)濟效益不高且在屬于山地地形的重慶村鎮(zhèn)敷設(shè)管網(wǎng)難度不小，薪柴燃燒帶來嚴重環(huán)境污染的同時使用便捷度、舒適度低下。調(diào)查顯示村鎮(zhèn)居民對生活熱水熱源的改進意愿迫切，可再生能源（太陽能）的接受度和使用度逐漸升高。
　　實地采集重慶山地村鎮(zhèn)全年太陽能資源

3、數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，山地村鎮(zhèn)由于海拔更高、空氣質(zhì)量更好等原因年總輻照量稍高于重慶市中心，利用潛力更大。太陽輻照量分布季節(jié)不均衡性、月不均衡性、日不均衡性較明顯，5-9月太陽輻照量占比60.8％，分布集中度高，從輻射強度角度出發(fā)分析山地村鎮(zhèn)日最佳利用時段為中午（12:00-14:00），其次是下午。分析實測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)天氣（日照時數(shù)）、氣溫日較差與日輻照量相關(guān)性很強，故分別以日照時數(shù)和氣溫日較差作為參數(shù)建立基于經(jīng)驗系數(shù)的太陽輻射預測模型對山地村鎮(zhèn)4

4、季代表月日總輻照量進行了模擬計算，并與實測值對比驗證。
　　采集太陽能資源數(shù)據(jù)的同時開展為期一年的重慶山地村鎮(zhèn)太陽能熱水系統(tǒng)實測研究。實驗發(fā)現(xiàn)，太陽能貯熱水箱終溫（近似看成生活熱水供水溫度）與日輻照量相關(guān)性強，根據(jù)擬合曲線，日輻照量在10MJ/㎡時，水箱終溫對應約為55℃。對熱水保證率的計算分析表明：全年有一半的天數(shù)能提供40℃以上熱水，有四分之一的天數(shù)能保證60℃以上的熱水，在太陽能資源貧乏的冬季有三分之一的天數(shù)能保證40℃以上