基于TRNSYS对上海地区太阳能热水系统的经济性分析

邓婷婷; 蔡颖玲; 刘凯

基于TRNSYS对上海地区太阳能热水系统的经济性分析

1.
上海工程技术大学机械与汽车工程学院，上海 201620
2.
上海浦公节能环保科技有限公司，上海 201202

基金项目: 上海市研究生科研创新资金资助项目（19KY0138）

详细信息

作者简介:
邓婷婷（1995−），女，在读硕士，研究方向为可再生能源应用与建筑节能. E-mail：1057131918@qq.com

通讯作者:
蔡颖玲（1964−），女，教授，博士，研究方向为可再生能源应用与建筑节能. E-mail：caiyingling963@126.com

中图分类号: TU 833
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出版历程
- 收稿日期: 2020-08-04
- 刊出日期: 2020-12-30

Economic Analysis of Combined Solar Hot Water System in Shanghai Based on TRNSYS

1.
School of Mechanical and Automotive Engineering, Shanghai University of Engineering Science, Shanghai 201620, China
2.
Shanghai Pugong Energy Saving and Environmental Protection Technology Co., Ltd.，Shanghai 201202, China

摘要

摘要: 针对目前太阳能热水系统经济性评价方法的单一性，引入热水成本单价对太阳能热系统进行经济性分析. 以上海市典型一家三口家庭为实例，基于TRNSYS软件模拟分析上海地区太阳能集热器出口温度，计算出不同辅助能源时太阳能热水系统的热水单价，结果表明：以电辅助太阳能热水系统的热水单价为146.75元/吨，相对燃气作为辅助能源，其热水单价减少40.2%.
- 太阳能热水系统 /
- 辅助能源 /
- 经济性分析 /
- 成本单价
Abstract: Aiming at the singleness of current economic evaluation method of solar hot water system, the cost unit price of hot water was introduced to analyze the economic efficiency of solar thermal system. Taking a typical family of three in Shanghai as an example, the outlet temperature of solar collector in Shanghai area was simulated and analyzed based on TRNSYS software, and the hot water unit price of solar hot water system with different forms of auxiliary energy was calculated. The results show that the hot water unit price of electric assisted solar water heating system is 146.75 yuan per ton, which is 40.2% less than that of gas assisted solar water heating system.
- solar hot water system /
- auxiliary energy /
- economic analysis /
- cost unit price

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图 1 太阳能热水系统原理图

Figure 1. Schematic diagram of solar hot water system

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图 2 理论计算流程图

Figure 2. Theoretical calculation flow chart

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图 3 太阳能热水系统TRNSYS模拟图

Figure 3. TRNSYS simulation diagram of solar hot water system

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图 4 太阳能集热器日平均出口温度

Figure 4. Average daily outlet temperature of solar collector

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图 5 太阳能热水系统电辅助耗量

Figure 5. Electrical auxiliary consumption of solar hot water combination system

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图 6 太阳能热水系统燃气辅助耗量

Figure 6. Supplementary gas consumption of solar hot water combination system

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表 1 系统成本费构成

Table 1. Composition of system cost

成本构成	费用/元
固定成本	初投资${C_{\rm{o}}}$
	维修保养费${C_{\rm{r}}}$
	设备折旧费${C_{\rm{z}}}$
变动成本	运行费用（水费、电费、辅助能源费）${C_{\rm{e}}}$

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表 2 主要模块及输入/输出参数

Table 2. Main modules and main input / output parameters

模块	模块名称	输入/输出参数
	气象参数读取	输出：环境温度、太阳辐照量等
	平板太阳能集热器	输入：集热面积 3 m²、进口温度 15 ℃ 输出：集热器出口温度、有用能
	水箱	输入：水箱体积 0.22 m³、水箱冷侧温度 15 ℃、流量
	水泵	输入：进口温度、流量、控制信号
	开关控制器	—
	水量	输入：日用水量

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表 3 不同辅助能源系统变动成本

Table 3. Variable costs of different auxiliary energy systems

项目	燃气	电
水费/元	282.51	282.51
电费/元	855.78	855.78
辅助能源费用/元	219.57	422.93
变动成本总价/元	1 357.86	1 561.22

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表 4 不同辅助能源系统固定成本

Table 4. Fixed costs of different auxiliary energy systems

项目	燃气	电
初投资额/元	9 000	6 000
维修保养费/元	270	180
设备年折旧费/元	2 850	1 900
固定成本总价/元	12 120	8 080

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表 5 不同辅助能源的热水单价

Table 5. Unit price of hot water for different auxiliary energy sources

参数	燃气辅助太阳能热水系统	电辅助太阳能热水系统
热水单价/（元·吨⁻¹）	205.14	146.75

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