[发明专利]太阳能热水供暖系统蓄热容积确定方法

摘要

本发明公开了一种太阳能热水供暖系统蓄热容积确定方法，其主要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，最终确定太阳能热水供暖系统的最优蓄热容积，有效解决了因不同地区、不同建筑类型以及不同建筑参数的差异，而导致的最佳蓄热容积不同的问题，从而起到了良好的节能作用。

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：$Q_{j.g}\left(h\right)=\left\{\begin{array}{cc}{Q}_j\left(h\right),& Q_f\left(h\right)\>Q_j\left(h\right)\\ Q_f\left(h\right),& Q_f\left(h\right)\≤Q_j\left(h\right)\end{array}\right.$第h时刻水箱余热量的热平衡方程可表示为：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)：$Q_{g.q}\left(h\right)=\left\{\begin{array}{cc}{Q}_j\left(h\right)-Q_f\left(h\right),& Q_f\left(h\right)-Q_j\left(h\right)\<0\\ 0,& Q_f\left(h\right)-Q_j\left(h\right)\≥0\end{array}\right.$第h时刻水箱即时蓄热量可表示为：第h时刻辅助热源供热量可表示为：式中：Q_j(h)为第h时刻集热器集热量，${Q_j}^{\left(h\right)}={\∫}_{h-1}^h\frac{3600{{\mathrm{\η}}_h}^{+}\·A_{r,w}/cos\mathrm{\θ}\·I\left(k\right)}{1000},kJ;$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/m²；Q_f(h)为第h时刻供暖所需热量，kJ；②全年能耗量(以电量来算)：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_max式中，t_max为水箱的最大水温，℃；b)、目标函数辅助热源全年能耗最小：