DHW系統(tǒng)的模擬
方法：由于安裝地點的氣候?qū)賮啛釒夂颍籇HW系統(tǒng)不需要安裝熱交換器。所有太陽能熱水系統(tǒng)回路里的液體均是普通水。根據(jù)DHW系統(tǒng)安裝的地點和環(huán)境，PolSun提供的八種不同類型里有兩種類型可以基本上滿足系統(tǒng)環(huán)境。推薦的數(shù)值將用來對主系統(tǒng)器件測量來模擬。這兩種類型是類型1和類型2。采用軟件PolSunⅤ.3.3.5g，完成模擬。于是，在預(yù)設(shè)計階段可以建立最佳系統(tǒng)。
1.太陽熱能集熱器
對于民用熱水加熱，提供數(shù)值的太陽熱能集熱器面積為0.6～0.9m2/人。對于25人：
Ac=0.6×25～0.9×25=15～22.5(m2)
目前，我國真空管平板集熱器與正常的平板集熱器的價格一樣，然而，它的效率比正常的集熱器高60%。經(jīng)過合理的物理設(shè)計，集熱器外部可以安裝去除空氣的真空層。在吸熱板和真空外表面將形成真空絕緣層，它能在集熱器和外界環(huán)境之間有效地隔離熱能的交換。用真空管熱絕緣原則，將最大減少熱損失，將有效提高集熱器的熱效率，故在DHW系統(tǒng)中采用HY-1.8×25(70)真空管集熱器，它有3.88m2的吸收面積。連接六個模塊將達到總計23.3m2的吸收面積。方位γ＝０°（在北半球的南部），傾角β＝２３．１°（等于當(dāng)?shù)鼐暥龋�，將適應(yīng)四個季節(jié)，傾角大小應(yīng)適當(dāng)考慮屋頂傾斜角度。傾角特性如下：β＝緯度－１０°：主要適合夏季。β＝緯度＋１０°：主要適合冬季。通常傾角的變化范圍在β±１５°以內(nèi)；它對集熱器熱效率的影響幾乎很小。
所以，系統(tǒng)集熱器最佳傾角的范圍應(yīng)選擇在β±１５°，這將由實際建筑屋頂角度決定。
�。玻畠崞�
一個太陽綜合系統(tǒng)的關(guān)鍵元件之一是熱儲存器。由吸熱板收集的熱能被儲熱器以熱水的形式儲存下來，推薦的數(shù)值為熱水儲存器的吸收面積為６０～８０Ｌｍ２。容器尺寸大約Ｖｓ＝６０×２２～８０×２２＝１３２０～１７６０Ｌ 。熱水儲存器的數(shù)值選定為１５００Ｌ。注意：高度和直徑的最佳比例是３：１，這對容器的內(nèi)部熱水的高效分層有利。
儲熱器具有的內(nèi)熱交換器用來傳導(dǎo)來自太陽集熱器的熱量，故系統(tǒng)儲熱器選擇的容積為１５００Ｌ，高度和直徑分別為１．８ｍ和１．０３ｍ。連接損失大概１．６ＷＫ（來自ＰｏｌｙＳｕｎ模擬）。由于太陽能分布率為０．６９，系統(tǒng)必須安裝電力輔助加熱備用。
在集熱器回路，因為全年無結(jié)冰，故只需用水做傳熱介質(zhì)就可以，內(nèi)部熱交換器可被裝設(shè)在儲熱器底部。
�。常療崞餮h(huán)系統(tǒng)
對于所謂的低循環(huán)系統(tǒng)指在集熱器回路中以近似０．１～０．２Ｌ/ｍｉｎ，ｍ２循環(huán)。而對于所謂的高循環(huán)系統(tǒng)指有特定的０．２～１．０Ｌ/ｍｉｎ，ｍ２集熱器循環(huán)。在集熱器內(nèi)的最高溫度是４０～５０℃。對于系統(tǒng)，集熱器循環(huán)定為約０．２Ｌｍｉｎ，ｍ２（介于低循環(huán)和高循環(huán)之間）。在亞熱帶氣候沒有熱交換器的ＤＨＷ系統(tǒng)循環(huán)效果應(yīng)更好。
�。矗到y(tǒng)模擬
采用軟件來模擬ＤＨＷ系統(tǒng)示于如下：
類型１：系統(tǒng)是具有內(nèi)部太陽能熱交換器的獨立的ＤＨＷ儲熱器，內(nèi)部太陽能熱交換器被放在儲熱器底部。這意味著在實際中，儲熱器以混合的方式進行加熱，熱水無分層。結(jié)果，帶獨立太陽能熱交換器的系統(tǒng)在以低循環(huán)運行時沒有結(jié)論，只有帶兩個內(nèi)熱交換器或一個外熱交換器的系統(tǒng)能從低循環(huán)策略中獲益。它適合高消費的單個家庭的房屋，然而，對于太陽能分布率從４０％～６５％的這種系統(tǒng)氣候?qū)⒉贿m合。
類型２：這個系統(tǒng)也有一個獨立ＤＨＷ儲熱器，卻串聯(lián)兩個內(nèi)部熱交換器，這樣可改變?nèi)肟�。上部的路徑僅相對更高的溫度。在集熱器回路系統(tǒng)通常以低循環(huán)使用，目標更多分層。它適合高消費的多家庭房屋，太陽能分布從５０％～７５％。在太陽能分布率約０．６９的亞熱帶氣候，這種類型的系統(tǒng)應(yīng)適合這種ＤＨＷ系統(tǒng)。
�。担M結(jié)論
因為太陽能分布率約０．６９，屬于類型２（在夏季介于０．５～０．７５之間），類型２可以被采用在這個系統(tǒng)里。另一方面，公寓僅居�。玻等�，那么類型２認為合理。類型２成本比類型１僅僅增加一個３通閥和一個內(nèi)部熱交換器。但類型２對應(yīng)的太陽能分布率卻比類型１更高，更能較好地適合本系統(tǒng)亞熱帶的要求。故類型２被選定。
參數(shù)研究
根據(jù)低成本、高效率原則，計算出類型２系統(tǒng)中主要部件的參數(shù)。通過比較這些結(jié)果，可以建立一個最佳的系統(tǒng)配置。利用ＰｏｌＳｕｎ可以得出廣州地區(qū)太陽能的分布率和集熱器面積的關(guān)系曲線，分布率和面積的最佳結(jié)合點應(yīng)該是集熱器面積＝２４ｍ２，太陽能分布率≈０．５３。
投資成本
系統(tǒng)的估算成本基于各公司信息，或者基于網(wǎng)上發(fā)布的信息。主要任務(wù)是找出最低初始系統(tǒng)成本來達到最小目標－太陽能分布率。
結(jié)論
通過計算和模擬，選擇更經(jīng)濟的元件基本上適合系統(tǒng)的運行環(huán)境。并且，太陽能ＤＨＷ系統(tǒng)的最終總成本約１０４１２１元。在所有系統(tǒng)選擇中，這個成本是最經(jīng)濟的，ＤＨＷ的太陽能系統(tǒng)的投資償還期為：
Ｔ＝[初始成本/（獲得的太陽能能量）]≈６．４年。
在類型１的儲熱器的ＤＨＷ系統(tǒng)里，總預(yù)算是９４０５２元，獲得的太陽能是１０１８２，償還期是７年。盡管類型２的階段比類型１高，但是，由于類型２的先進性，以致經(jīng)過系統(tǒng)的太陽能能量獲得的更多。收入的幅度遠比價格上升的幅度大很多。類型２的償還期比類型１系統(tǒng)小得多。所以，類型２的選擇是正確的。
總體來說，太陽能熱水系統(tǒng)綜合平均壽命至少約１５年。在第６．４年后，能量能源的節(jié)省成本在８．６年內(nèi)可以節(jié)約大概１３９７６１元。可見投資是可取的，合理的。
對于太陽能ＤＨＷ系統(tǒng)投資來說，結(jié)論是比較樂觀。也就是說，想要在廣州地區(qū)建立一個ＤＨＷ太陽能系統(tǒng)，減少償還周期的最好方式是在投資不變條件下，增加太陽能系統(tǒng)的面積。
因此，在這個ＤＨＷ項目里，系統(tǒng)的總成本約為１２５０１元，但是太陽能集熱器面積僅約２２ｍ２。這將增加系統(tǒng)的償還周期，但由于真空管集熱器選擇有較高的自然容量，低價格，在實際中系統(tǒng)的償還周期將更短�！ �
