太阳能热水系统设计及经济性分析
太阳能热泵热水系统优化设计与经济性分析的开题报告

太阳能热泵热水系统优化设计与经济性分析的开题
报告
一、选题背景和意义
随着能源消耗与环境问题的日益严重,太阳能热泵热水系统已成为绿色节能建筑的主要解决方案之一。
在太阳能热泵热水系统的设计过程中,如何优化系统的设计,进一步提高其热效率,降低能耗,提高经济性,是一个重要的研究议题。
二、研究目的和内容
研究目的:通过应用现代化的计算机仿真技术,对太阳能热泵热水系统的设计进行优化,提高其热效率、降低能耗,最终实现系统经济性的提高。
研究内容:建立太阳能热泵热水系统的数学模型,采用数值计算方法和仿真技术对系统进行优化设计。
通过对系统热效率和能耗的计算,分析系统的经济性和环保性能,从而得出最优的系统设计方案。
三、研究方法和技术
研究方法:采用数值计算方法和仿真技术,建立太阳能热泵热水系统的数学模型,通过多种设计方案的计算和分析,获得最优的系统设计方案。
研究技术:利用现代计算机软件,如TRNSYS、EES等,建立太阳能热泵热水系统的数学模型,进行多种方案的计算和分析,分析系统的经济性和环保性能,并对系统的设计进行优化。
四、预期成果和意义
预期成果:得出太阳能热泵热水系统的最优设计方案,并对系统的
经济性和环保性能进行分析和评估,为该领域的研究提供一定的理论基
础和实践经验。
意义:通过对太阳能热泵热水系统的优化设计,可以提高其热效率、降低能耗,进一步推广太阳能热泵热水系统的应用,实现节能减排的目标。
同时,该研究也具有一定的理论价值和实用价值。
太阳能热水系统(经济效益分析)

寿命期内总节省费用计算(动态回收期计算) SAV=PI(Cc △Qsave-AdDJ) -Ad 式中 SAV —太阳能热水系统寿命期内节省费,元; PI—折算系数; Cc —系统设计的当年常规能源热价,元/MJ; Ad—太阳能热水系统总增投资,元;
增加投资回收期的预评估
太阳能热水系统中,一般都设置常规能源的水加热装置。因此 太阳热水系统的投资高于常规热水系统。
太阳能热水系统投资组成
热水系统总投资
太阳能 热水系 统增加 投资部 分(集 热系统 和控制 系统)
太阳集热系统投资 辅助加热系统投资 热水供水系统 电 气 供 集 控 辅 水 控 管 热 路 助 热 制 泵 制 水 加 换 系 系 系 附 热 件 统 统 热 统 箱 设 器 及 备 集 系 管 系 集 贮 其 热 统 路 统 热 热 它 器 管 附 保 器 水 设 路 件 温 固 箱 备 及 定 设 材 备 料
式中 d—年市场折算率,(可取银行贷款利率) e—年燃料价格上涨率; n—经济分析年限,(系统寿命运)一般取15年。
系统评估当年的常规规能源热价(MJ/元): Cc= Cc′/(qEff)
式中 Cc′—系统评估当年常规能源价格,元/kg; q —常规能源热值,MJ/kg; Eff—常规能源水加热装置的效率。
相当于常规能源的量 ◆年节能量△Qsave=192444 MJ=4599.4万kcal ①相当于电量: G电=4599.4×10000÷860÷0.95=56296.2kwh(度) ②相当于轻质柴油量: G油=4599.4×10000÷10200÷0.85=5305kg ③相当于天然气量: G气=4599.4×10000÷9000÷0.75=6814m3
太阳能集热系统设置要求以及经济技术指标分析(写写帮整理)

太阳能集热系统设置要求以及经济技术指标分析(写写帮整理)第一篇:太阳能集热系统设置要求以及经济技术指标分析(写写帮整理)太阳能集热系统设置要求、经济技术指标及成本分析一、相关规定昆明市十二届人大常委会第二十九次会议讨论通过《市人大常委会关于加强太阳能热水系统推广应用和管理的决议》要求:自2010年1月1日起,昆明市区(各县、经济开发区、高新区及滇池度假管理区)所有具备太阳能集热条件并有热水使用需求的新建工程,必须安装太阳能热水系统。
作为新建项目的配套设施,必须严格执行“三同时”(与主体工程同时设计、同时施工、同时验收并投入使用和管理)要求,并将太阳能热水系统的使用、维护方法及后期物业管理的具体要求,作为“二书”(《商品住宅使用说明书》和《商品住宅质量保证书》)的必备内容。
二、昆明市太阳能热水系统安装的经济性分析1、气候条件:昆明属低纬度高原山地季风气候,冬无严寒,夏无酷暑,四季如春,年平均气温15℃左右,年均日照2200小时左右,无霜期240天以上,年均降水约1000毫米,主要集中在夏季,占全年降水量的60%以上(引自中国气象信息网)。
昆明市全年日照时间长、降水量集中的特点,说明昆明市适宜安装太阳能集热系统。
2、设计基本数据:设计人数:按3人/户计算;设计用热水量:按60~100L/人·天计算;昆明市年均辐照量:4800~5400MJ/㎡·天每100L集热器面积:1.6~1.8㎡/100L三、**项目太阳能集热系统设置要求根据云南省《太阳能热水系统与建筑一体化应用技术规程》要求,**项目太阳能系统安装的要求:1、采用集中供热水系统;2、系统运行方式必须采用强制循还方式;3、需设置辅助加热设备,满足无日照情况下的热水供给;4、必须采用全自动控制或定时自动控制方式。
四、针对**项目各栋号太阳能系统安装适应性计算及成本估算1、系统安装适应性计算※ 按公式计算:33层每层4户:所需集热器面积为:403~672㎡10层每层2户:所需集热器面积为:67.2~112㎡注:以上数据按人均日热水用量60-100L/天的上下限值分别计算※ 按人均需集热器面积计算:33层每层4户:所需集热器面积为:427.6~712.8㎡10层每层2户:所需集热器面积为:71.3~119㎡注:以上数据按人均日热水用量60-100L/天的上下限值分别计算**项目单栋屋面可用面积: 1、2、3#楼为363.65㎡;4、5#楼为333.27㎡;6#楼为182.27㎡(除电梯机房等建筑面积外的面积,但末考虑因日照影响无法安装的损失面积,可取屋面可用面积的2%~5%核减)。
太阳能辅助供热系统的设计与效益分析

太阳能辅助供热系统的设计与效益分析引言:太阳能作为一种清洁、可再生的能源,近年来越来越受到人们的重视。
太阳能辅助供热系统是利用太阳能热能将其转化为热水或者蒸汽,从而为供热系统提供能源。
本文将从工程专家和国家建造师的角度,对太阳能辅助供热系统的设计与效益进行分析。
一、太阳能辅助供热系统的设计1. 太阳能热能收集装置的选择:太阳能热能收集装置主要包括平板集热器和真空管集热器两种。
平板集热器适用于中高温太阳能辅助供热系统,而真空管集热器适用于低温太阳能辅助供热系统。
设计者需要根据具体的项目需求选择合适的热能收集装置。
2. 热能传输与储存系统的设计:太阳能热能需要传输和储存,以保证供热系统在夜晚或者阴天也能正常运行。
热能传输系统一般使用导热液(如水或者其它工质)来传输热能,而储存系统则需要考虑能量的储存容量和热损失等因素。
设计者需要合理设计传输和储存系统,以提高整个供热系统的效率。
3. 辅助设备的选配与能量转换:太阳能辅助供热系统通常需要配备辅助设备,如水泵、阀门、传感器等。
设计者需要根据具体情况选择合适的辅助设备,并进行能量转换的考虑。
例如,太阳能热能转化为热水后,还需要通过水泵将热水输送到供热系统中,设计者需要合理选配水泵的功率和流量,以确保系统运行的顺畅。
二、太阳能辅助供热系统的效益分析1. 环境效益:太阳能辅助供热系统的运行不会产生二氧化碳等有害气体,对环境污染较小,符合可持续发展的理念。
使用太阳能供热系统可以减少对传统能源的依赖,降低能源消耗和环境负荷。
2. 经济效益:虽然太阳能辅助供热系统的建设和维护成本较高,但由于太阳能是免费的,供热系统在运行中能够节约燃料费用。
同时,在一些有政府补贴政策的地区,使用太阳能辅助供热系统可以享受到一定的财政补助,进一步增加经济效益。
3. 能源效益:太阳能是一种清洁的能源,利用太阳能进行辅助供热可以使供热系统的能源消耗减少,提高系统的能源效率。
太阳能辅助供热系统可利用太阳能逐渐提高供热系统的热水温度,使整个供热系统的工作效率得到提高。
太阳能热水系统的节能效果与经济效益评估

太阳能热水系统的节能效果与经济效益评估太阳能热水系统作为一种新型的、环保节能的热水供应方式,近年来在全球范围内得到了广泛应用。
它通过利用太阳能的热量,将其转化为热水供给家庭和工业用途,不仅可以减少对传统能源的依赖,还可以降低能源消耗和减少碳排放。
本文将对太阳能热水系统的节能效果与经济效益进行评估。
一、节能效果评估1. 提供热水的能源来源太阳能热水系统主要依靠太阳能来加热水。
相比传统能源(如煤炭、石油等),太阳能不仅无需消耗化石燃料,而且太阳能是一种可再生的能源。
因此,通过使用太阳能热水系统,可以有效减少对传统能源的需求,达到节能的效果。
2. 系统热损失率评估太阳能热水系统在传输过程中可能会存在一定的热损失,因此需要评估热损失率以评估系统的节能效果。
具体的评估方法包括测量系统的供暖损失和燃料消耗量,通过比较传统热水系统和太阳能热水系统的热损失率,可以得出太阳能热水系统在节能方面的优势。
3. 消耗能源与供暖效果的对比通过监测太阳能热水系统的能源消耗量和供暖效果,可以评估系统在能源利用效率方面的优势。
与传统热水系统相比,太阳能热水系统在提供相同供暖效果的情况下,消耗的能源更少,从而实现节能效果。
二、经济效益评估1. 投资成本与回报周期评估安装太阳能热水系统需要一定的投资成本,如太阳能采集器、水箱等设备的购置和安装费用。
通过评估投资成本和系统的预计回报周期,可以判断太阳能热水系统是否具有良好的经济效益。
一般来说,当系统的回报周期较短时,太阳能热水系统的经济效益更高。
2. 维护成本与节约比例评估除了投资成本外,太阳能热水系统还需要进行定期的维护和保养,以确保系统的正常运行。
通过评估维护成本和系统带来的节约比例,可以评估系统的经济效益。
一般来说,维护成本较低且节约比例较高的太阳能热水系统具有更好的经济效益。
3. 长期节约成本评估太阳能热水系统通过减少能源消耗,降低了家庭或企业的能源开支。
通过评估太阳能热水系统的长期节约成本,可以判断系统是否能够在经济上实现可持续的长期效益。
太阳能光伏系统的经济性分析与设计

太阳能光伏系统的经济性分析与设计一、引言如今,随着对可再生能源的需求日益增长,太阳能光伏系统作为其中一种重要的技术手段,越来越受到人们的关注。
太阳能光伏系统的经济性分析与设计对于合理利用太阳能资源、降低能源成本以及可持续发展具有重要意义。
本文将就太阳能光伏系统的经济性分析和设计进行探讨。
二、太阳能光伏系统的经济性分析太阳能光伏系统的经济性分析旨在评估系统建设和运行的经济效益,为决策者提供科学的依据。
经济性分析一般包括成本效益分析和投资回收期等指标。
1. 成本效益分析成本效益分析是太阳能光伏系统经济性分析中最为重要的环节之一。
成本效益分析能够综合考虑系统建设成本、运行维护成本以及由系统带来的效益,为决策者提供合理的评估依据。
在进行成本效益分析时,需要考虑到以下几个方面:(1)系统建设成本:包括太阳能光伏发电设备的采购成本、安装调试成本以及系统配套设施的投入成本等。
此外,还需考虑到电网连接费用等相关支出。
(2)运行维护成本:太阳能光伏系统需要定期维护以保证其正常稳定运行,维护成本包括人工维护人员工资、设备维修费用等方面。
(3)效益分析:太阳能光伏系统能够有效减少使用传统能源带来的环境污染,降低对化石燃料的依赖性,同时还能够为用户提供廉价的清洁能源。
在成本效益分析中,还需要将以上效益纳入考虑范围,以准确评估系统带来的经济效益。
2. 投资回收期投资回收期是评估太阳能光伏系统经济性的重要指标之一。
投资回收期是指投资者从投资项目中获得的正现金流量等于或超过最初投资金额所需要的时间。
较短的投资回收期意味着项目的经济效益较好,对投资者来说更具吸引力。
在计算投资回收期时,需综合考虑系统建设成本、运行维护成本以及系统带来的效益等多个因素。
三、太阳能光伏系统的设计原则太阳能光伏系统的设计应基于实际需求和条件进行,合理考虑系统性能、系统容量、布局安装、组件选择等因素。
以下是太阳能光伏系统设计的一些原则:1. 优化系统效能为了最大限度地利用太阳辐射能,太阳能光伏系统的设计应充分考虑组件布局、安装角度和倾斜角度等因素,优化系统效能。
某学生宿舍太阳能-热泵热水系统设计及经济性分析

式 中:
废渣 、 废水 、 废气 、 也没有 噪音 , 更不会影 响生态平衡 ; 热泵是用
逆卡诺原理, 以极 少 的 电能 , 收 空 气 中 大量 的低 温 热 能 , 过 吸 通
Q ——设计小时耗热量( Jh ; k/ )
一
卫 生器 具 热 水 的小 时用 水 定 额 ( / ) 淋 浴 器取 Lh ;
20 / ; 5 L h
c —一水的 比热容 ,.8 l (g・C) 4 17 d/ k o ;
— —
热 水 的温 度 ,7 ; 3℃
t t —— 冷 水 的 温 度 ,0 ; 1℃
— —
热 水 密 度 (g L ; k / )
Ke wo d Th oa n ry h a u o trs se y r s: es lre eg - e t mp h twa e y tm Th n n e ig e a l Th n r y c n ev t n p ee gie rn x mpe ee eg o s ra i o
q — — 设 计 小 时 热 水量 ( / ) Lh;
— —
压缩机的压缩变为高温热 能 , 传输 至水箱 , 加热 热水 , 能耗低 、 效率高、 速度快 、 安全性好 、 环保性强。在 阳光充足时利用太阳
能提供所需 的热水 , 在太阳能不足时利用空气源热泵热水机组 来补充提供热水 , 所以在工程中采 用太 阳能 一热泵热水系统成 为 了现代建筑热水领域 热 门话题 。下面是对某学 院学生宿舍 热水设计采用太 阳能 一热泵系统设计及 经济性分析 。
水 用水 量 为 5 L: 舍 采 用 定 时 供 应 热 水 。 热 水 使 用 温 度 0 宿 3℃, 7 供应 时 间为 : 天 1 0  ̄2 O 。 每 8: 0 3: 0
太阳能热泵热水系统经济效益分析

第八章经济效益分析1、工程概况1.1、工程名称:南通XXX学校太阳能热泵热水系统工程项目;1.21.3、热水使用情况:学校定时或全天候供应热水,全校日用热水总量为220 m3/d:1.4、全年冷水(平均)计算温度:15℃;1.5、热水计算温度:60℃;综上:全年(按365天计)生产热水的总耗能为:Q=cm△t=cm(t e-t l)×365式中:c——水的定压比热容;c=4.187KJ/(kg·℃);m ——每天生产热水总量;te ——保温水箱的设计温度(60℃);tl——水的初始温度(15℃);代入式中:Q=15.12973×109KJ/年2注:表中能源费用为当地市价。
3、各种方案每年耗能费用如下:3.1、太阳能配空气源热泵热水工程每年耗能计算:本工程共安装平板太阳能集热器3156㎡,本工程优先使用免费的太阳能资源,当阴雨天或日照不充分时使用空气源热泵机组对系统进行辅助加热,所以太阳能配空气源热泵热水工程每年的实耗能为热泵机组所消耗的能量:a、本系统安装的3156㎡太阳能每年可节约的能量为:Q1=H Lt×A×η×(1-ηL)式中:HLt——当地纬度倾角平面年总辐照量,HLt=4714.47MJ/(㎡.a);A——安装的集热器面积,A=3156㎡;η——集热器全日集热效率,集热器效率取55.52%;ηL——管路及储水箱热损失率,无量纲,此处取0.2。
代入式中:Q1=4714.47MJ/(㎡.a)×3156㎡×0.5552×(1-0.2)=6608598MJ/年=6.608598×109 KJ/年b、本系统每年由空气源热泵机组辅助加热的总能量为:Q2=Q-Q1=15.12973×109KJ/年-6.608598×109KJ/年=8.521127×109 KJc、本系统每年实耗能(电能)为:8.521127×109 KJ÷14040KJ/Kwh=606917.9Kwh/年d、太阳能配空气源热泵机组每年所耗费用:606917.9Kwh/年×0.6元/KWh=36.415万元/年3.2、使用电锅炉热水系统每年耗能计算:每年耗电量为:15.12973×109kJ/(3600KJ/KWh×95%)=4423896.1KWh 每年耗电费用:4423896.1KWh×0.6元/KWh=265.43万元/年4结论:采用太阳能+热泵热水系统比电锅炉热水系统节能。
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太阳能热水系统设计及经济性分析
摘要:介绍宁波地区一种集中式太阳能热水系统,并对其进行经济性分析及绿建评价介绍。
关键词:太阳能热水集中式经济性分析绿建评价CO2减排量
项目拟建教学综合大楼地下一层,地上层数均为九层。
其中综合楼建筑高度为:35.9m。
1热源
燃气真空热水锅炉房作为主要热源,太阳能作为辅助热源。
2热水系统分区
热水分区同给水系统,生活热水的供回水温度为60℃/50℃。
热水系统横干管及立管设置同程,各卫生间内的横支管均设置循环回水管。
各楼设置循环水泵进行机械循环,循环流量为最大小时热水用水量的5%。
3太阳能热水系统概况
考虑到用水量较大,用水时间较集中,集热器面积较大,屋顶有充足的位置设置太阳能集热器,因此选用集中式系统。
系统优点:集热器和储热容积的共享,可以使同一单元的热水使用峰值下降,均衡度提高,有利于提高系统的经济效益。
供水的温度和水量保证率高,类似于集中热水系统。
本系统集热器采用U型真空管,采用混凝土基础安置在楼顶,没有坠落隐患,工程造价低;管理方便。
本系统集热器及循环控制设备均设于公共空间,便于物业统一管理,统一维护,能够更有效的保证系统长期正常运行,在设备使用年限内持续发挥效力,避免了用户因维护成本高而放弃使用所造成的投资浪费。
系统缺点:有收取热水费的管理问题,若不采用集中辅助加热的形式,系统内各用户用热量的均衡难以控制。
若采用集中辅助加热的形式,收取热水热水费及维护管理比较复杂。
但本项目作为物业集中统一管理不收热水费,故无此缺点。
通过以上对集中式系统的分析,笔者认为选用集中集热、集中储热的集中式太阳能供水系统,比较适合本工程的用水需求。
4太阳能热水系统计算
1)热水用水负荷:
太阳能热水系统的负荷计算:太阳能水量的选取按照平均日用水量。
2)集热器面积计算:
采用平均日用水量作为设计水量,集热器采用U型真空管。
Qw——日均热水用水量,L(可按最高日用水量的下限取值);
Cw——水的定压比热容,4.187kJ/kg·℃;
tend——储水箱内水的终止温度,℃;
ti——水的初始温度,℃(与JT取值相同月份的冷水平均温度);取15℃
f——太阳能保证率,无量纲(0.4~0.8);取0.40
根据系统使用期内的太阳辐照量、系统的经济性及用户要求等因素综合考虑后确定。
ρ——水的密度,0.9832kg/L;
JT——当地春分、秋分所在月(春、秋季使用)或冬至所在月(冬季使用)集热器采光面上月均日辐照量,kJ/m2·d;
取秋分所在月的平均值,确定为12690 kJ/m2·d)
ηcd——集热器全日集热效率,无量纲;
根据国家标准取值0.46 ~0.55。
取0.5
ηL——管路及储水箱热损失率,无量纲;
根据经验取值0.2 ~0.3。
因本系统管道较长取最大值0.30
综合楼用水量数据代入公式(3.4-1):
(3)行政教学综合大楼合设一套太阳能热水系统。
根据工程屋面实际情况,综合楼集热器面积设置435平方米。
理论上能加热(15度冷水加热至60度热水)热水32.2吨。
ΔQ save= Ac×JT(1-ηL)η cd=435×12690×0.5×(1-0.3)=1932052.5KJ。
加热40.17吨热水实际需Q=36900×4.187×(60-15)=7568630 KJ
利用太能阳产生的生活热水占建筑生活热水用水量的百分比(X):
X =ΔQ save /Q=1932052.5/7568630 =25.5%
显然满足《绿色建筑评价标准》GB/T 50378—2006 [2]第5.2.18 条优选项“根据当地气候和自然资源条件,充分利用太阳能、地热能等可再生能源,可再生能源产生的热水量不低于建筑生活热水消耗量的10%”的规定。
3.5太阳能热水利用的经济技术比较
3.5.1直接运行费用估算
运营电耗:太阳能热循环泵2.2KW,晴天每天运行4小时,每年系统运行146天的电费约为1200元。
3.5.2效益分析
相对于常规热水系统,太阳热水系统在寿命期内消费的特点是初期投资大而运行费用低。
运行费用低,则是因为充分利用太阳能提供生活热量而减少了常规能源的消耗。
一、主要计算参数
1.太阳能辐照量:1
2.69MJ/m2·d
2. 燃气燃值35.544MJ/ m3
3. 天燃气价格:
4.45 元/ m3,折算后0.125元/MJ
4. 太阳能设计使用寿命:15年
本项目太阳能集热面积为435m2 。
二、寿命期内太阳热水系统总节省费用的预评估
1. 太阳供热系统的年节能量
Δ save=365×Ac×JT(1-ηL)η cd
式中:
Δ save 太阳热水系统的节能量,MJ
Ac--系统的太阳集热器面积,435m2
JT--太阳集热器采光表面上的年平均日太阳辐照量,取12.69MJ/m2·d
ηcd--太阳集热器的全日集热效率,取50%.
ηL--管路和水箱的热损失率,取30%。
代入数据得,Δ save=705180 MJ
2. 寿命期内太阳热水系统的总节省费用:
Cc-常规能源(天燃气)热价,0.125元/MJ,
Ad-太阳供热系统总增投资,本项目太阳能项目增投资大概在54.5万。
DJ-维修费用及运行费用,每年用于与太阳热水系统有关的维修费用占总增投资的百分率,%,取1%。
将上述数据代入得,SA V=27.2万元
三、太阳热水系统增投资回收年限的预评估
当太阳能热水系统运行。
年后节省的费用与系统的增加初投资相等时,这个年限n即为投资回收年。
经过计算可得,本项目回收期N=8.32年。
四、太阳能热水系统环保效益的评估
太阳热水系统的环保效益体现在因节省常规能源而减少污染物的排放,主要
指标为CO2 的减排量。
将系统寿命期的节能量折算成标准煤,然后将标准煤中
碳的含量折算成CO2,即为该太阳热水系统CO2 的减排量[3]:
综上,该太阳能光热系统寿命期内总节能量886534.0 MJ约合32.47吨标煤,总节省费用48.7万元,投资回收期6.13年,CO2 减排1516.6吨。
4太阳能热水系统分析报告结论
综合楼热水系统,利用太能阳产生的生活热水占建筑生活热水水量的25.5%,满足《绿色建筑评价标准》GB/T 50378—2006第5.2.18 条优选项“根据当地气候和自然资源条件,充分利用太阳能、地热能等可再生能源,可再生能源产生的热水量不低于建筑生活热水消耗量的10%,或可再生能源发电量不低于建
筑用电量的2%”的规定。
同时有效减少CO2排放。
参考文献
[1] 2010甬SS-09宁波市民用建筑太阳能热水系统与建筑一体化设计、安装及验收实施细则
[2] GB/T 50378—2006绿色建筑评价标准
[3]http:///link?url=EfiM4tvv_r5Af5GXV1yZlW37y9av2GF9g0oyQe8NhyVmiXupEi0q5yu37fTVIe wZajmS8rBfsteBnuSVn-pZIR31zsVB24y4V AaBjRsMSna太阳能热水系统(经济效益分析)。