生物質(zhì)鍋爐輔助太陽能供熱采暖系統(tǒng)的研究

【摘要】：目前，我國北方村鎮(zhèn)供熱采暖以分散式為主，不但會造成環(huán)境污染，而且能源利用效率低。因此，基于我國北方采暖地區(qū)太陽能豐富以及村鎮(zhèn)生物質(zhì)能源無需運(yùn)輸?shù)忍攸c(diǎn)，研發(fā)清潔的生物質(zhì)鍋爐輔助太陽能供熱采暖系統(tǒng)，對形成具有我國特色的清潔、高效、低成本、可持續(xù)的村鎮(zhèn)供熱采暖模式，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 為了確定經(jīng)濟(jì)合理的輔助熱源方案，本文以西安地區(qū)某村鎮(zhèn)一棟單體住宅樓為例，對具有代表性的天然氣鍋爐、電鍋爐、燃煤鍋爐及生物質(zhì)鍋爐四種不同輔助熱源的太陽能供熱采暖系統(tǒng)進(jìn)行比較研究，結(jié)果表明，在西安地區(qū)村鎮(zhèn)利用生物質(zhì)鍋爐作為太陽能供熱采暖系統(tǒng)的輔助熱源是可行的。進(jìn)而，利用TRNSYS軟件，對本文設(shè)計的生物質(zhì)鍋爐輔助太陽能供熱采暖系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。首先模擬了系統(tǒng)太陽能保證率隨蓄熱水箱容積和集熱器面積配比值（Vt/Ac）的變化，根據(jù)西安地區(qū)的氣象條件和水箱價位，得到不同水箱價位對應(yīng)的最佳Vt/Ac值；之后，結(jié)合TRNSYS軟件對系統(tǒng)太陽能保證率隨集熱器面積變化的模擬結(jié)果，利用費(fèi)用年值法，確定出系統(tǒng)最佳集熱器面積。 本文通過對西安地區(qū)村鎮(zhèn)太陽能供熱采暖系統(tǒng)的設(shè)計、輔助熱源的選擇及系統(tǒng)優(yōu)化，獲得了適合西安地區(qū)村鎮(zhèn)的節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、低碳的特色供熱采暖模式，對我國類似其它地區(qū)的供熱采暖具有一定的借鑒價值。 【關(guān)鍵詞】：村鎮(zhèn) 生物質(zhì)鍋爐 太陽能供熱采暖系統(tǒng) TRNSYS模擬 效益比較
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TU832
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 研究背景及意義8-9
• 1.2 太陽能供熱/采暖技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展及研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 國外發(fā)展及研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展及研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展及研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.1 生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)12
• 1.3.2 生物質(zhì)直接燃燒流化床技術(shù)12-13
• 1.3.3 生物質(zhì)直接燃燒層燃技術(shù)13
• 1.4 村鎮(zhèn)生物質(zhì)鍋爐輔助太陽能供熱采暖系統(tǒng)的優(yōu)勢13-14
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容14-16
• 2 太陽能供熱采暖系統(tǒng)設(shè)計16-32
• 2.1 太陽能供熱采暖系統(tǒng)的基本組成16-21
• 2.1.1 集熱器的選用與安裝16-19
• 2.1.2 蓄熱方式及蓄熱器類型19
• 2.1.3 輔助熱源的選擇和位置19-20
• 2.1.4 室內(nèi)采暖末端20
• 2.1.5 泵和管道20-21
• 2.2 系統(tǒng)防凍和過熱防護(hù)21-22
• 2.3 幾種典型的太陽能供熱/采暖系統(tǒng)22-24
• 2.4 太陽能供熱采暖系統(tǒng)模型24-26
• 2.4.1 系統(tǒng)模型24-25
• 2.4.2 系統(tǒng)工作原理25
• 2.4.3 系統(tǒng)技術(shù)要點(diǎn)25-26
• 2.5 太陽能供熱采暖系統(tǒng)設(shè)計計算26-30
• 2.5.1 建筑概況26
• 2.5.2 設(shè)計參數(shù)26
• 2.5.3 熱負(fù)荷計算26-29
• 2.5.5 蓄熱水箱容積的確定29
• 2.5.6 生活水箱容積的確定29
• 2.5.7 太陽能保證率的計算29-30
• 2.6 本章小結(jié)30-32
• 3 不同輔助熱源的太陽能供熱采暖系統(tǒng)效益比較32-40
• 3.1 節(jié)能效益比較32-33
• 3.2 經(jīng)濟(jì)效益比較33-37
• 3.3 環(huán)境效益比較37-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 4 生物質(zhì)鍋爐輔助太陽能供熱采暖系統(tǒng)模擬及優(yōu)化40-56
• 4.1 生物質(zhì)鍋爐輔助太陽能供熱采暖系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型40-43
• 4.2 TRNSYS模擬軟件簡介43-44
• 4.3 建立TRNSYS仿真模型44-46
• 4.4 模擬結(jié)果分析及系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化46-53
• 4.4.1 Vt/Ac變化對太陽能保證率的影響46-47
• 4.4.2 Vt/Ac最佳配比值的確定47-49
• 4.4.3 集熱器面積變化對太陽能保證率的影響49-51
• 4.4.4 最佳集熱器面積的確定51-53
• 4.5 優(yōu)化后系統(tǒng)太陽能保證率53-54
• 4.6 本章小結(jié)54-56
• 5 結(jié)論及展望56-58
• 5.1 主要結(jié)論56-57
• 5.2 展望57-58
• 致謝58-60
• 參考文獻(xiàn)60-66
• 發(fā)表的論文及科研情況66

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