1、生物質(zhì)能-太陽(yáng)能互補(bǔ)供熱系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì):生物質(zhì)能-太陽(yáng)能互補(bǔ)供熱系統(tǒng)是指利用生物質(zhì)顆粒燃燒器和太陽(yáng)能集熱器聯(lián)合組成一個(gè)供熱系統(tǒng)，為建筑物提供冬季采暖和全年生活熱水所需要的熱量。該系統(tǒng)充分利用了生物質(zhì)能和太陽(yáng)能各自的優(yōu)勢(shì)，在陽(yáng)光充足的時(shí)候，太陽(yáng)能提供熱量，生物質(zhì)顆粒燃燒器可以少運(yùn)行或者不運(yùn)行，降低了運(yùn)行成本，延長(zhǎng)燃燒器的使用壽命；在無(wú)太陽(yáng)光的時(shí)候，生物質(zhì)顆粒燃燒器全功率運(yùn)行，無(wú)需設(shè)計(jì)較大的熱量存儲(chǔ)裝置和增加太陽(yáng)能集熱器的面積，降低了初投資。補(bǔ)水管排水圖1所示的方案中系統(tǒng)的各裝置在控制單元的控制協(xié)調(diào)下，自動(dòng)運(yùn)行。生物質(zhì)顆粒燃燒器是全功率間歇運(yùn)行，其控制的方式是溫差控制，即當(dāng)蓄熱水箱上部的溫度傳感器測(cè)

2、得的溫度T3大于設(shè)定的溫度時(shí)，燃燒器停止運(yùn)行；當(dāng)溫度T3小于設(shè)定的溫度時(shí)，燃燒器開(kāi)始運(yùn)行。太陽(yáng)能集熱器的運(yùn)行方式也是溫差控制循環(huán)，即當(dāng)太陽(yáng)能集熱器出水口溫度T1和水箱底部溫度T2的溫差超過(guò)7C時(shí)，太陽(yáng)能集熱器循環(huán)水泵開(kāi)始循環(huán)；當(dāng)T1和T2的溫差小于3C時(shí)，太陽(yáng)能循環(huán)水泵停止循環(huán)。該系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)有3種情況：當(dāng)日照條件好，且建筑物熱量需求小時(shí)，太陽(yáng)能集熱器單獨(dú)運(yùn)行，并將多余的熱量?jī)?chǔ)存在蓄熱水箱中；當(dāng)日照條件較差時(shí)，太陽(yáng)能集熱器單獨(dú)運(yùn)行將不能滿足供熱要求，此時(shí)生物質(zhì)顆粒燃燒器啟動(dòng)，并全功率運(yùn)行，和太陽(yáng)能集熱器同時(shí)進(jìn)行供熱；當(dāng)在晚上或者陰天時(shí)，太陽(yáng)能集熱器不能工作，生物質(zhì)顆粒燃燒器單獨(dú)運(yùn)行。該方案中

3、，蓄熱水箱是連接太陽(yáng)能集熱器、生物質(zhì)顆粒燃燒器和供熱采暖的唯一媒介。供熱設(shè)備先通過(guò)換熱器和蓄熱水箱中的水進(jìn)行熱量交換，然后再通過(guò)換熱裝置將熱量傳遞給供熱終端。生活用熱水直接來(lái)自蓄熱設(shè)備，不參與供熱循環(huán)，水質(zhì)和水量都可以得到保證。生物質(zhì)鍋爐輔助太陽(yáng)能供熱采暖系統(tǒng)的研究本文本著節(jié)能、低碳、環(huán)保的原則，結(jié)合西安地區(qū)村鎮(zhèn)某單體住宅，設(shè)計(jì)出一套可用于解決室內(nèi)采暖、熱水的太陽(yáng)能供熱采暖系統(tǒng)。為了確定經(jīng)濟(jì)合理的輔助熱源方案，本文對(duì)具有代表性的燃?xì)忮仩t、電鍋爐、煤鍋爐及生物質(zhì)鍋爐為輔助熱源的太陽(yáng)能供熱采暖系統(tǒng)進(jìn)行比較研究，確定出生物質(zhì)鍋爐作為本文系統(tǒng)的輔助熱源最有優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而對(duì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的主要參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，為生

4、物質(zhì)鍋爐輔助太陽(yáng)能供熱采暖系統(tǒng)在我國(guó)北方村鎮(zhèn)的應(yīng)用及推廣提供參考和借鑒。本文的主要工作如下：（1）明確太陽(yáng)能供熱采暖系統(tǒng)各組成部件的選用原則及幾種典型太陽(yáng)能供熱/采暖系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)；（2）結(jié)合西安地區(qū)某村鎮(zhèn)一棟單體住宅樓，設(shè)計(jì)出一套太陽(yáng)能供熱采暖系統(tǒng)模型；（3）對(duì)設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能供熱采暖系統(tǒng)進(jìn)行各組成部件選型和設(shè)計(jì)計(jì)算；（4）從節(jié)能效益、經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)境效益幾個(gè)方面對(duì)天然氣鍋爐、電鍋爐、燃煤鍋爐及生物質(zhì)鍋爐四種不同輔助熱源的太陽(yáng)能供熱采暖系統(tǒng)進(jìn)行比較研究，確定經(jīng)濟(jì)合理的輔助熱源方案；（5）建立太陽(yáng)能供熱采暖系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和TRNSYS軟件仿真模型；（6）利用TRNSYS軟件，模擬了系統(tǒng)太陽(yáng)能保證率隨蓄

5、熱水箱容積和集熱器面積配比值（Vt/Ac）的變化，根據(jù)西安地區(qū)的氣象條件和水箱價(jià)位，得到不同水箱價(jià)位對(duì)應(yīng)的最佳Vt/Ac值；（7）結(jié)合TRNSYS軟件對(duì)系統(tǒng)太陽(yáng)能保證率隨集熱器面積變化的模擬結(jié)果，利用費(fèi)用年值法，確定出系統(tǒng)最佳集熱器面積。太陽(yáng)能-生物質(zhì)能聯(lián)合吸收式制冷系統(tǒng)研究研制一套太陽(yáng)能-生物質(zhì)能聯(lián)合吸收式制冷系統(tǒng)是我們的研究目的，為了實(shí)現(xiàn)這一目的，我們的研究?jī)?nèi)容主要有以下幾點(diǎn)：（1）熱管式太陽(yáng)能集熱器的設(shè)計(jì)和測(cè)試；（2）生物質(zhì)能爐具整體設(shè)計(jì)；（3）生物質(zhì)能爐具主要設(shè)計(jì)參數(shù)的確定；（4）生物質(zhì)能爐具的制造、安裝；（5）生物質(zhì)能爐具測(cè)試；（6）太陽(yáng)能集熱器和生物質(zhì)能爐具的優(yōu)化匹配；（7）吸收式

6、制冷機(jī)組的優(yōu)化改進(jìn)；（8）制冷系統(tǒng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)研制；（9）系統(tǒng)整體制冷系數(shù)測(cè)試。（二）技術(shù)關(guān)鍵（1）根據(jù)太陽(yáng)能輻射特性和制冷機(jī)組的要求，設(shè)計(jì)并制造出適合吸收式制冷機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的熱管式太陽(yáng)能集熱器；（2）根據(jù)生物質(zhì)燃燒特性，確定生物質(zhì)能爐具的主要設(shè)計(jì)參數(shù)，進(jìn)行設(shè)計(jì)及熱力計(jì)算，研制出適合吸收式制冷機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的生物質(zhì)成型燃料爐具；研究太陽(yáng)能-生物質(zhì)能聯(lián)合吸收式制冷系統(tǒng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，力爭(zhēng)達(dá)到全自動(dòng)化運(yùn)行；（4）對(duì)熱管式太陽(yáng)能集熱器、生物質(zhì)能爐具以及制冷機(jī)組進(jìn)行優(yōu)化匹配；太陽(yáng)能和生物質(zhì)能互補(bǔ)的冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)研究經(jīng)太陽(yáng)能加熱的循環(huán)水驅(qū)使沼氣產(chǎn)出,經(jīng)過(guò)凈化提純后的沼氣進(jìn)入微型燃?xì)廨啓C(jī)與空氣混合燃燒做功

7、，產(chǎn)生電能，高溫?zé)煔馀懦鲵?qū)動(dòng)溴化鋰吸收式制冷機(jī)產(chǎn)生冷量，由于從制冷機(jī)排出的煙氣仍有較高的溫度，故將剩余煙氣進(jìn)入余熱回收利用裝置產(chǎn)生活熱水，符合“溫度對(duì)口，能量梯級(jí)利用”的原則。日照充足時(shí)，利用太陽(yáng)能集熱器加熱太陽(yáng)能熱水管中的水至333K,太陽(yáng)能熱水管中的熱水在太陽(yáng)能熱水循環(huán)泵作用下，經(jīng)過(guò)沼氣池發(fā)生強(qiáng)制對(duì)流傳熱，使沼氣池的溫度恒定在325K經(jīng)過(guò)沼氣池后太陽(yáng)能熱水管中的水溫降至328K，回到太陽(yáng)能集熱器中被再次加熱。日照不足時(shí)，利用蓄熱水箱中的熱水使沼氣池恒定在325K，保證全體24h穩(wěn)定、高效地產(chǎn)生沼氣，從而確保燃?xì)忮仩t燃料充足。燃?xì)忮仩t熱水管中的熱水被加熱到363K后，在燃?xì)忮仩t熱水循環(huán)泵的作用下向用戶提供熱水。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分