蘭州地區(qū)機械加工廠房太陽能熱風供熱系統(tǒng)的數值模擬研究

【摘要】：目前,經濟的快速發(fā)展導致了能源需求量的不斷增加。同時,傳統(tǒng)能源的供給不足及其使用所帶來的環(huán)境污染已經成為全球性難題。太陽能作為一種清潔可再生的能源,將其作為建筑設備及其系統(tǒng)的驅動能源,具有節(jié)能、環(huán)保和能源的可再生利用等特性,成為建筑節(jié)能領域的研究熱點。 為了充分利用蘭州地區(qū)豐富的太陽能資源,減少對傳統(tǒng)化石燃料的使用量,實現環(huán)保和節(jié)能要求,本文綜合太陽能技術和供熱技術,提出了適用于機械加工類廠房的太陽能熱風供熱系統(tǒng)的設計方法。通過數值模擬和分析,驗證了該系統(tǒng)在蘭州地區(qū)工業(yè)廠房應用的可行性,主要研究內容如下： 1.基于太陽能技術和供熱技術,對太陽能熱風供熱系統(tǒng)的工作機理和組成環(huán)節(jié)進行了研究和分析。 2.選取蘭州地區(qū)某機械加工廠房作為研究對象,為其設計了太陽能熱風供暖。利用TRNSYS軟件,對該太陽能熱風供暖系統(tǒng)主要運行參數的變化規(guī)律進行數值仿真。結果表明,該太陽能熱風供熱系統(tǒng)能夠滿足工業(yè)廠房的冬季采暖需求,具有一定的應用潛能。 3.從技術、經濟、節(jié)能、環(huán)保等指標,將該太陽能熱風系統(tǒng)與傳統(tǒng)供暖系統(tǒng)進行了比較。結果表明,雖然太陽能熱風供熱系統(tǒng)的初投資成本比較高,但是具有運行費用低,技術先進,且節(jié)能減排效果明顯等優(yōu)點。 本文的研究結果驗證了將太陽能技術與供熱技術相結合,用以解決北方地區(qū)工業(yè)廠房冬季采暖問題的可行性。 【關鍵詞】：太陽能 供熱技術 太陽能熱風供熱系統(tǒng) 數值模擬 節(jié)能
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TU832.1
【目錄】：

• 目錄5-7
• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 引言10-11
• 1.2 課題研究背景及其意義11-14
• 1.2.1 國外能源使用狀況11-12
• 1.2.2 國內能源使用狀況12-13
• 1.2.3 我國太陽能資源的分布13-14
• 1.3 太陽能與供熱技術的綜合應用14-17
• 1.3.1 國外研究與應用現狀14-15
• 1.3.2 國內研究與應用現狀15-17
• 1.4 空氣太陽能供熱系統(tǒng)的研究現狀17-19
• 1.5 課題研究的主要內容19-21
• 第2章 太陽能熱風供熱系統(tǒng)21-28
• 2.1 太陽能熱風供熱系統(tǒng)的組成21-24
• 2.1.1 太陽能空氣集熱器21-22
• 2.1.2 輔助加熱設備22
• 2.1.3 蓄熱設備22-23
• 2.1.4 新風管路、一次回風管路和送風管路23-24
• 2.1.5 其他主要設備24
• 2.2 太陽能熱風供熱系統(tǒng)的工藝流程24-26
• 2.2.1 供熱運行模式25-26
• 2.2.2 通風運行模式26
• 2.2.3 儲熱運行模式26
• 2.3 太陽能熱風供熱系統(tǒng)的控制系統(tǒng)26-27
• 2.4 本章小結27-28
• 第3章 蘭州地區(qū)機械加工廠房太陽能熱風供熱系統(tǒng)的設計28-41
• 3.1 蘭州地區(qū)的氣候特征28
• 3.2 機械加工廠房概況28-29
• 3.3 太陽能熱風供熱系統(tǒng)的熱負荷計算29-31
• 3.3.1 廠房室內設計溫度的確定29-30
• 3.3.2 廠房供熱系統(tǒng)的熱負荷計算30-31
• 3.4 太陽能熱風供熱系統(tǒng)的設計31-39
• 3.4.1 太陽能集熱器的安裝方位、傾角及安裝間距31-32
• 3.4.2 太陽能集熱器的選型計算和排列方式32-34
• 3.4.3 儲熱設備的選型計算34-35
• 3.4.4 新風系統(tǒng)的水力計算35-36
• 3.4.5 一次回風系統(tǒng)的水力計算36-37
• 3.4.6 送風系統(tǒng)的水力計算37-38
• 3.4.7 儲熱系統(tǒng)的水力計算38
• 3.4.8 輔助熱源的選型計算38-39
• 3.5 自動控制系統(tǒng)的設計39-40
• 3.6 本章小結40-41
• 第4章 太陽能熱風供熱系統(tǒng)的仿真模擬及其分析41-49
• 4.1 TRNSYS軟件簡介41
• 4.2 太陽能熱風供暖系統(tǒng)主要參數變化規(guī)律的數值模擬41-48
• 4.2.1 新風溫度的逐時變化曲線42-43
• 4.2.2 最冷月系統(tǒng)主要參數逐時變化曲線43-45
• 4.2.3 最冷月陰天、晴天系統(tǒng)主要參數逐時變化曲線45-48
• 4.3 本章小結48-49
• 第5章 系統(tǒng)經濟分析及環(huán)評分析49-54
• 5.1 基于費用年值法的經濟性分析49-52
• 5.1.1 系統(tǒng)初投資費用分析49-50
• 5.1.2 系統(tǒng)運行費用分析50-52
• 5.1.3 系統(tǒng)的費用年值分析52
• 5.2 系統(tǒng)環(huán)境效益分析52-53
• 5.3 本章小結53-54
• 結論與展望54-56
• 參考文獻56-60
• 致謝60-61
• 附錄 (攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文)61-62
• 附錄B62-63

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