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针对太阳辐照和建筑负荷的时变特性,以及太阳能资源与供暖需求在时间上的不匹配性等问题,太阳能跨季节储/供热技术是提高太阳能供热系统运行稳定性及太阳能贡献率的有效途径之一。对于已投入运行的太阳能跨季节储/供热系统,影响其太阳能保证率和运行能耗的主要因素有:系统各部件间能量传递关系、系统的动态运行特性、集热子系统的性能提升和运行策略的优化设计。围绕以上问题,本文采用理论和实验研究相结合方法,以全面提升系统太阳能利用率及降低一次能源消耗为目标,从“开源”和“节流”两个方面,开展相关研究工作,本论文的主要研究内容和结论如下:(1)基于矾山黄帝城小镇3000 m2太阳能跨季节储/供热系统,开展聚光-吸热-储热-供热-负荷全系统全年实验研究。首先,分析了系统各部件能量传递与转换规律;其次,依据系统的运行模式和策略,分析不同运行模式对系统部件的动态性能的影响特性,以及子系统间联动控制下,系统运行模式切换机制;最后对系统进行全年实验研究,分析系统整体运行性能。分析结果验证了太阳能跨季节储/供热系统应用于北方采暖的可行性。系统中塔式聚光吸热系统在典型工况下,集热场效率可达50.8%以上;跨季节储热水体储热季储热效率达72.0%,首年运行总储热效率为49.4%。(2)作为太阳能跨季节储/供热系统的核心部分,本文开展塔式聚光吸热系统仿真模拟研究。建立塔式聚光吸热系统光热耦合模型,包括:定日镜场模型和非均匀能流密度下塔式吸热器的一维非稳态仿真模型。并通过多种工况实验,对该模型进行全天动态验证,并分析运行参数对吸热器热效率和热损失的影响机理。结果表明:在不同控制模式下,入口温度对吸热器热性能影响不同。在定流量控制模式下,太阳能吸热器热效率随入口温度的升高而降低;而在变流量控制模式下,吸热器入口温度对吸热器性能影响较小。入射功率对吸热器的热性能影响较显著,增加入射功率可有效提高吸热器热效率,而且出口温度越高影响越大。集热系统入口温度高于60℃以上时,在不同辐照条件下,塔式聚光吸热系统热性能均优于平板和真空管集热系统,且太阳辐照越小,差异越明显。(3)建立了包含塔式聚光吸热系统、跨季节储热水体、缓冲水箱、循环水泵、建筑负荷等主要单元模块的全系统数学模型。基于TRNSYS 17.0软件平台以各部件能流传递关系为核心,结合系统的运行策略,搭建以实验系统为原型的全系统的动态模拟仿真平台,并进行系统级实验验证。并针对跨季节储热水体温度变化特性提出一种量-质调节相结合的供热策略。本系统搭建为研究太阳能供热系统的动态特性和运行策略研究奠定了基础。(4)开展系统在不同时间维度内动态运行特性研究,并揭示运行策略及相关参数对系统性能的影响机理。结果表明:在“源-荷”等非稳态边界条件作用下,通过子系统间协同调控,系统实现高效稳定运行,系统全年太阳能保证率可达85.9%。集热侧良好的运行策略可以有效地提高系统储热季运行性能,变流量定温调节下跨季节储热水体的?效率较定流量连续运行可提高4.7%,在储热季末期,变流量定温调节模式较温控模式,吸热器月平均热效率可提高4.8%以上。与实验系统中采用的定温定流量供热策略相比,量-质调节相结合运行策略下,系统太阳能保证率可提高17.5%,且泵耗降低44.6%。集热侧采用变流量定温控制且供热侧采用量-质调节相结合调控方法,结合第四代较低温供热技术,系统太阳能保证率可达到95.0%。