主权项 |
太阳能热水供暖系统蓄热容积确定方法,其特征在于:以太阳能供暖系统能流平衡关系为约束条件,蓄热系统容积为优化决策变量,辅助热源全年能耗最低为优化目标函数,建立优化模型,具体为:a)、约束条件①系统逐时热量平衡关系:第h时刻集热器直接供热量可表示为:<maths num="0001" id="cmaths0001"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>Q</mi><mrow><mi>j</mi><mo>.</mo><mi>g</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>h</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfenced open = "{" close = ""><mtable><mtr><mtd><mrow><msub><mi>Q</mi><mi>j</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>h</mi><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo></mrow></mtd><mtd><mrow><msub><mi>Q</mi><mi>f</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>h</mi><mo>)</mo></mrow><mo>></mo><msub><mi>Q</mi><mi>j</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>h</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><msub><mi>Q</mi><mi>f</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>h</mi><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo></mrow></mtd><mtd><mrow><msub><mi>Q</mi><mi>f</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>h</mi><mo>)</mo></mrow><mo>≤</mo><msub><mi>Q</mi><mi>j</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>h</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></mtd></mtr></mtable></mfenced></mrow>]]></math><img file="FDA0000839999200000011.GIF" wi="795" he="187" /></maths>第h时刻水箱余热量的热平衡方程可表示为:<img file="FDA0000839999200000012.GIF" wi="1582" he="198" />第h时刻由太阳能集热直接供热后不足的热量可表示为(不足热需求将由蓄热量与辅助热源供热):<maths num="0002" id="cmaths0002"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>Q</mi><mrow><mi>g</mi><mo>.</mo><mi>q</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>h</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfenced open = "{" close = ""><mtable><mtr><mtd><mrow><msub><mi>Q</mi><mi>j</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>h</mi><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><msub><mi>Q</mi><mi>f</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>h</mi><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo></mrow></mtd><mtd><mrow><msub><mi>Q</mi><mi>f</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>h</mi><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><msub><mi>Q</mi><mi>j</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>h</mi><mo>)</mo></mrow><mo><</mo><mn>0</mn></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><mn>0</mn><mo>,</mo></mrow></mtd><mtd><mrow><msub><mi>Q</mi><mi>f</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>h</mi><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><msub><mi>Q</mi><mi>j</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>h</mi><mo>)</mo></mrow><mo>≥</mo><mn>0</mn></mrow></mtd></mtr></mtable></mfenced></mrow>]]></math><img file="FDA0000839999200000013.GIF" wi="1054" he="190" /></maths>第h时刻水箱即时蓄热量可表示为:<img file="FDA0000839999200000014.GIF" wi="1077" he="190" />第h时刻辅助热源供热量可表示为:<img file="FDA0000839999200000015.GIF" wi="989" he="189" />式中:Q<sub>j</sub>(h)为第h时刻集热器集热量,<maths num="0003" id="cmaths0003"><math><![CDATA[<mrow><msup><msub><mi>Q</mi><mi>j</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>h</mi><mo>)</mo></mrow></msup><mi>=</mi><msubsup><mo>∫</mo><mrow><mi>h</mi><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow><mi>h</mi></msubsup><mfrac><mrow><mn>3600</mn><msup><msub><mi>η</mi><mi>h</mi></msub><mo>+</mo></msup><mo>·</mo><msub><mi>A</mi><mrow><mi>r</mi><mo>,</mo><mi>w</mi></mrow></msub><mo>/</mo><mi>c</mi><mi>o</mi><mi>s</mi><mi>θ</mi><mo>·</mo><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mn>1000</mn></mfrac><mo>,</mo><mi>k</mi><mi>J</mi><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000839999200000016.GIF" wi="909" he="165" /></maths>θ为集热器安装倾角,°;I(h)为第h时刻倾斜面的太阳辐照强度,W/m<sup>2</sup>;Q<sub>f</sub>(h)为第h时刻供暖所需热量,kJ;②全年能耗量(以电量来算):<img file="FDA0000839999200000021.GIF" wi="444" he="159" />式中,Q(V)为全年能耗量(以电量来算),kWh;COP(h)为第h时刻空气源热泵的制热性能系数,W/W;③水箱水温上限约束:t≤t<sub>max</sub>式中,t<sub>max</sub>为水箱的最大水温,℃;b)、目标函数辅助热源全年能耗最小:<img file="FDA0000839999200000022.GIF" wi="734" he="180" /> |