太陽(yáng)能采暖房間動(dòng)態(tài)熱負(fù)荷計(jì)算方法研究

【摘要】： 目前國(guó)內(nèi)關(guān)于太陽(yáng)能采暖的兩部設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)——《太陽(yáng)能供熱采暖工程技術(shù)規(guī)范》(GB50495-2009)和《西藏自治區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(DB54/0016-2007),對(duì)于太陽(yáng)能采暖房間熱負(fù)荷仍采用穩(wěn)態(tài)計(jì)算方法,此方法計(jì)算簡(jiǎn)便易行,但不能反映太陽(yáng)能建筑熱負(fù)荷波動(dòng)性強(qiáng)的特征。另一方面,太陽(yáng)能采暖熱源的供熱量也具有明顯的波動(dòng)性,且與熱負(fù)荷波動(dòng)相位沖突,因此太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)應(yīng)依靠蓄熱調(diào)節(jié)才能保證采暖效果,而掌握太陽(yáng)能采暖房間熱負(fù)荷動(dòng)態(tài)規(guī)律是進(jìn)行熱量蓄調(diào)的基礎(chǔ)。鑒于此,本文借鑒空調(diào)冷負(fù)荷系數(shù)法,提出了一種便于工程設(shè)計(jì)應(yīng)用的太陽(yáng)能采暖房間動(dòng)態(tài)熱負(fù)荷計(jì)算方法——熱負(fù)荷系數(shù)法。 在數(shù)學(xué)模型建立方面,本文以Z傳遞函數(shù)為理論基礎(chǔ),分析了外墻(或屋頂)的動(dòng)態(tài)傳熱過(guò)程及房間動(dòng)態(tài)熱負(fù)荷的形成過(guò)程,并給出了外墻(或屋頂)失熱量及房間熱負(fù)荷的數(shù)學(xué)模型。將外墻(或屋頂)或采暖房間連同室內(nèi)空氣視為熱力系統(tǒng),將外擾或室內(nèi)失熱量作為系統(tǒng)輸入,而通過(guò)外墻(或屋頂)的失熱量或房間熱負(fù)荷作為系統(tǒng)輸出。輸入與輸出均以時(shí)間序列表示,它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系用Z傳遞函數(shù)表示。 在模擬計(jì)算方面,本文根據(jù)編程計(jì)算所得的外墻(或屋頂)失熱量逐時(shí)結(jié)果,獲得了太陽(yáng)能采暖房間熱負(fù)荷系數(shù)。通過(guò)對(duì)不同朝向外墻及不同結(jié)構(gòu)墻體熱負(fù)荷系數(shù)的計(jì)算后發(fā)現(xiàn)：墻體熱容量越大,熱負(fù)荷系數(shù)的日變化幅度越??；同一結(jié)構(gòu),但不同朝向墻體的熱負(fù)荷系數(shù)存在較大差別。 在此研究的基礎(chǔ)上,本文開(kāi)發(fā)了太陽(yáng)能采暖房間動(dòng)態(tài)熱負(fù)荷計(jì)算軟件。使用該軟件可計(jì)算不同地點(diǎn)、不同墻體(屋頂)結(jié)構(gòu)、不同墻體朝向組合情況下典型日采暖房間的逐時(shí)熱負(fù)荷及熱負(fù)荷系數(shù)。 本研究為太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行調(diào)節(jié)提供了可靠依據(jù)。 【關(guān)鍵詞】：太陽(yáng)能采暖 熱負(fù)荷系數(shù) 動(dòng)態(tài)熱負(fù)荷 Z傳遞函數(shù)
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類(lèi)號(hào)】：TU832.02
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 研究背景9-13
• 1.1.1 我國(guó)進(jìn)行太陽(yáng)能采暖的必要性與可行性9-10
• 1.1.2 太陽(yáng)能房10-13
• 1.2 負(fù)荷計(jì)算國(guó)內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀13-14
• 1.3 尚存在問(wèn)題14-15
• 1.4 本文研究目的、意義及內(nèi)容15-16
• 2 室外擾量分析16-24
• 2.1 與太陽(yáng)輻射有關(guān)的參數(shù)16-18
• 2.1.1 太陽(yáng)常數(shù)16
• 2.1.2 確定太陽(yáng)位置的參數(shù)16-17
• 2.1.3 確定壁面和太陽(yáng)之間相對(duì)關(guān)系的參數(shù)17-18
• 2.2 太陽(yáng)輻射強(qiáng)度的計(jì)算18-21
• 2.2.1 太陽(yáng)直射輻射強(qiáng)度18-20
• 2.2.2 太陽(yáng)散射輻射強(qiáng)度20-21
• 2.3 室外空氣綜合溫度21-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 3 平壁熱力系統(tǒng)研究24-33
• 3.1 系統(tǒng)和線(xiàn)性系統(tǒng)的傳遞函數(shù)24-27
• 3.1.1 系統(tǒng)與數(shù)學(xué)模型24
• 3.1.2 拉普拉斯變換和Z變換24-25
• 3.1.3 傳遞函數(shù)25-26
• 3.1.4 串聯(lián)耦合系統(tǒng)及其傳遞函數(shù)26-27
• 3.2 平壁熱力系統(tǒng)的傳遞矩陣27-31
• 3.2.1 單層均質(zhì)平壁熱力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及傳遞矩陣27-29
• 3.2.2 含內(nèi)外表面空氣邊界層的多層均質(zhì)平壁傳遞矩陣29-31
• 3.3 平壁熱力系統(tǒng)的Z傳遞系數(shù)的求解31-32
• 3.4 本章小結(jié)32-33
• 4 動(dòng)態(tài)熱負(fù)荷數(shù)學(xué)模型建立33-38
• 4.1 失熱量數(shù)學(xué)模型33-35
• 4.2 逐時(shí)熱負(fù)荷數(shù)學(xué)模型35-36
• 4.3 熱負(fù)荷系數(shù)法36-37
• 4.4 本章小結(jié)37-38
• 5 熱負(fù)荷系數(shù)模擬計(jì)算與分析38-46
• 5.1 計(jì)算對(duì)象及內(nèi)容38-39
• 5.2 計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)述39-43
• 5.2.1 室外綜合溫度的模擬計(jì)算39-41
• 5.2.2 失熱量的模擬計(jì)算41-43
• 5.2.3 熱負(fù)荷系數(shù)的模擬計(jì)算43
• 5.3 計(jì)算結(jié)果分析43-45
• 5.3.1 墻體熱容量對(duì)熱負(fù)荷系數(shù)的影響43-44
• 5.3.2 朝向?qū)嶝?fù)荷系數(shù)的影響44-45
• 5.4 本章小結(jié)45-46
• 6 動(dòng)態(tài)熱負(fù)荷計(jì)算軟件介紹46-48
• 6.1 界面簡(jiǎn)介46-47
• 6.2 操作簡(jiǎn)述47
• 6.3 本章小結(jié)47-48
• 7 總結(jié)48-49
• 致謝49-50
• 參考文獻(xiàn)50-53
• 圖表目錄53-56
• 附錄56-60
• 附錄A 室外綜合溫度的計(jì)算程序56-59
• 附錄B 外墻(或屋頂)失熱量的計(jì)算程序59-60
• 附錄C 熱負(fù)荷系數(shù)的計(jì)算程序60

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我市去年太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值達(dá)11.7億元    尹寧?kù)o

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冬日陽(yáng)光溫暖農(nóng)家小樓    本報(bào)記者 董少東

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青海農(nóng)牧區(qū)學(xué)生太陽(yáng)能采暖不受凍    顧玲　錢(qián)榮

臨澤：太陽(yáng)能采暖房推廣喜憂(yōu)參半    沈玉祿　李一波

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