摘要：针对常规太阳能供热系统优化设计中太阳集热供热站设计与供热管网设计相互分离,供热管网热传输过程中热损失难以精准计算的问题,建立太阳能集中供热系统容量配置及热网管径协同优化模型,以系统全生命周期成本最小为优化目标,采用遗传算法求解,并通过具体算例与常规优化方法以及工程设计方法的计算结果进行对比分析。结果表明,利用协同优化模型进行太阳能集中供热系统设计,能够有效避免设计系统太阳能保证率偏小以及供热管网比摩阻不满足规范要求的现象。针对具体算例,当太阳能保证率由50%增至100%时,系统最优最低供水温度从60℃降至45℃;随着太阳能保证率的升高,系统单位太阳集热器面积所匹配的储热水箱体积增大,而系统供热管网管径保持不变。

摘要：农村地区冬季供暖需求大而太阳能资源丰富,利用太阳能供暖是解决当地取暖问题的有效方式。农村建筑布局分散,大范围集中供暖难以适用,可通过建立“集中-分散”组合式太阳能供暖系统实现系统技术性与经济性的最优化。通过利用密度聚类方法调节参数,对建筑群进行聚类以得到多种聚类方案,针对每个分散建筑集群建立求解以系统全生命周期成本最低为目标的集中型太阳能供暖系统设计优化模型,分析不同管道价格对于最优聚类方案选择的影响。结果表明:建筑集群数量的增加导致“集中-分散”组合式太阳能供暖系统总管道长度逐渐较小,总集热器面积逐渐增加,总水箱体积与总燃气锅炉额定功率呈现先减少、后增加的变化趋势;“集中-分散”组合式太阳能供暖系统全生命周期成本变化趋势与系统中供热管道成本变化趋势一致,供热管道价格对于最优建筑集群划分具有显著影响;可通过管道价格阈值判断是否需要进行“集中-分散”组合式太阳能供暖系统设计:当管道价格高于阈值,无需进行建筑聚类,采取完全分散的单户式太阳能供暖最为经济;当管道价格低于阈值,需要在不同聚类方案下对区域整体太阳能供暖系统进行优化设计,以确定最优建筑聚类方案。