太陽能低溫地板輻射采暖系統(tǒng)的研究

【摘要】：能源問題日益嚴(yán)重,為了開發(fā)利用可再生能源,達(dá)到節(jié)能減排、可持續(xù)發(fā)展的目的,本文研究了太陽能低溫地板輻射采暖系統(tǒng)在華北地區(qū)的可行性。依據(jù)太陽輻射相關(guān)理論,基于目前與實(shí)測(cè)值比較吻合的Hottel Model模型,運(yùn)用VB編寫程序,計(jì)算了全國(guó)主要城市全年晴天水平面和任意角度傾斜面上的太陽輻射量、日出時(shí)間、日落時(shí)間、峰值、全天累計(jì)輻射量以及太陽能集熱器的最佳傾斜角度。該程序可計(jì)算本地區(qū)太陽輻射量,并能為相近地區(qū)太陽輻射量計(jì)算提供參考。能滿足一般太陽能工程和科學(xué)研究的需要。 本文利用DeST-h模擬技術(shù)對(duì)天津市一棟獨(dú)體別墅進(jìn)行了動(dòng)態(tài)熱負(fù)荷模擬。研究了間歇性供暖的形式不同室外溫度下系統(tǒng)供暖的間歇時(shí)間及供暖時(shí)間表。利用CFD技術(shù)模擬研究了不同地面材料、不同供水水溫對(duì)地板采暖地板溫度分布影響。對(duì)太陽能集熱器、儲(chǔ)熱水箱、輔助熱源等進(jìn)行了合理選擇與優(yōu)化設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)了一套太陽能低溫地板輻射采暖系統(tǒng)。 本文介紹了相變蓄熱技術(shù)應(yīng)用于太陽能供熱系統(tǒng)的發(fā)展,設(shè)計(jì)了一套相變蓄熱式太陽能低溫地板輻射采暖系統(tǒng)。包括蓄熱器的設(shè)計(jì)和相變蓄熱介質(zhì)的選型。模擬了以相變蓄熱地板作為熱源為地板采暖提供熱量的地板溫度分布。 本文研究了太陽能低溫地板輻射采暖系統(tǒng)的環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益,得到了太陽能地板采暖系統(tǒng)在運(yùn)行期間內(nèi)有著良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。雖然初投資較高,但運(yùn)行費(fèi)用低廉,并且長(zhǎng)期運(yùn)行該系統(tǒng)可大大減少二氧化碳排量,有利于緩解全球變暖,同時(shí)也減少了酸性氣體和懸浮顆粒物的排放量。 【關(guān)鍵詞】：節(jié)能減排 太陽能地板輻射采暖系統(tǒng) 太陽輻射 相變蓄熱 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TU832.17
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目錄7-10
• 主要符號(hào)表10-12
• 1 緒論12-20
• 1.1 研究背景與意義12-17
• 1.1.1 能源現(xiàn)狀12
• 1.1.2 我國(guó)的太陽能資源分布情況12-14
• 1.1.3 建筑節(jié)能14-15
• 1.1.4 太陽能利用現(xiàn)狀15-16
• 1.1.5 太陽能低溫地板輻射采暖系統(tǒng)的特點(diǎn)16-17
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀18
• 1.3 蓄熱材料的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用18-19
• 1.4 課題研究的主要工作19-20
• 2 太陽輻射的計(jì)算與太陽能集熱器最佳傾角的選擇20-31
• 2.1 太陽輻射模型的建立20-26
• 2.1.1 晴天太陽輻射模型(Hottel Model)的簡(jiǎn)介及計(jì)算20-22
• 2.1.2 太陽輻射的模擬計(jì)算22-26
• 2.2 傾斜面和豎直面上太陽輻射量的計(jì)算26-29
• 2.3 太陽能集熱器最佳傾斜角度的計(jì)算選擇29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 3 太陽能地板采暖系統(tǒng)的分析31-56
• 3.1 建筑動(dòng)態(tài)熱負(fù)荷模擬計(jì)算31-33
• 3.1.1 建筑熱負(fù)荷31-32
• 3.1.2 建筑物的面積熱指標(biāo)32-33
• 3.2 DeST-h模擬33-36
• 3.2.1 模型的建立33
• 3.2.2 模擬結(jié)果分析33-35
• 3.2.3 間歇性供暖的研究35-36
• 3.3 地板及管路敷設(shè)分析36-37
• 3.4 地板輻射采暖構(gòu)造層傳熱分析37-43
• 3.4.1 地板輻射采暖構(gòu)造層傳熱的物理模型37
• 3.4.2 地板輻射采暖構(gòu)造層傳熱的數(shù)學(xué)模型37-39
• 3.4.3 求解結(jié)果分析39-43
• 3.5 太陽能集熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)43-48
• 3.5.1 太陽能集熱器的選型43-45
• 3.5.2 太陽能集熱器的連接45-47
• 3.5.3 太陽能集熱器面積和傾角計(jì)算47-48
• 3.6 太陽能儲(chǔ)熱水箱設(shè)計(jì)48-52
• 3.6.1 儲(chǔ)熱水箱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)48-50
• 3.6.2 儲(chǔ)熱水箱容積的確定50-52
• 3.7 輔助熱源設(shè)計(jì)52-54
• 3.7.1 輔助熱源的分析52
• 3.7.2 輔助熱源位置的選擇52-53
• 3.7.3 輔助熱源的選擇53-54
• 3.8 本章小結(jié)54-56
• 4 相變蓄熱太陽能地板采暖系統(tǒng)的分析56-64
• 4.1 相變蓄熱的應(yīng)用56-57
• 4.2 相變蓄熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)57-60
• 4.2.1 蓄熱量的確定57
• 4.2.2 蓄熱介質(zhì)的確定57-58
• 4.2.3 相變蓄熱材料用量的確定58
• 4.2.4 蓄熱器的設(shè)計(jì)58-60
• 4.3 相變地板傳熱過程的分析60-63
• 4.3.1 模型建立60-61
• 4.3.2 求解結(jié)果分析61-63
• 4.4 本章小結(jié)63-64
• 5 太陽能地板采暖節(jié)能性與經(jīng)濟(jì)性分析64-68
• 5.1 節(jié)能性分析64-65
• 5.2 經(jīng)濟(jì)性分析65-67
• 5.3 本章小結(jié)67-68
• 6 結(jié)論與展望68-70
• 6.1 結(jié)論68-69
• 6.2 展望69-70
• 致謝70-71
• 參考文獻(xiàn)71-74
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文情況74

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