西北地區(qū)居住建筑太陽能采暖保證率研究

【摘要】： 太陽能是一種可再生能源,與常規(guī)能源相比,其總量大、無污染且具有可持續(xù)性,因此越來越受到人們的重視。雖然國外關(guān)于太陽能采暖系統(tǒng)及其保證率的研究已經(jīng)有很多,但利用動態(tài)模擬軟件分析太陽能保證率在各種不同參數(shù)組合條件下的變化規(guī)律及范圍的研究較少。鑒于此,本文通過數(shù)值模擬,分析研究各參數(shù)對太陽能采暖保證率的影響規(guī)律,包括以下幾個方面: 在建立數(shù)學模型方面,對太陽能熱水采暖系統(tǒng)的各個子環(huán)節(jié)建立模型,主要包括建筑熱環(huán)境動態(tài)分析模型、集熱、蓄熱以及輔助加熱系統(tǒng)的模型。分別分析總結(jié)了影響集蓄熱效果的因素;其次對太陽能系統(tǒng)做能量平衡分析,并結(jié)合一個周期內(nèi)各部分熱量的作用區(qū)間,分析得到周期動態(tài)太陽能系統(tǒng)能量平衡方程;討論了太陽能年保證率與各能量之間的關(guān)系,對供熱量與散熱量間的關(guān)系進行了定性分析,對輔助加熱系統(tǒng)加熱量及運行方式也進行了說明。 對建筑負荷進行模擬計算,分析不同氣象參數(shù)下的不同保溫程度及不同建筑層數(shù)的建筑負荷規(guī)律,計算分析得:在西安、西寧、拉薩三地的同等條件下的居住建筑中,太陽輻射強度高的拉薩其太陽能采暖保證率最高;分析建筑負荷隨窗墻比變化規(guī)律,分析結(jié)果為:當保溫要求和樓層數(shù)一定時,太陽能采暖保證率隨南向窗墻比增大而升高;針對拉薩地區(qū)典型自建民居,考慮按居住建筑節(jié)能標準規(guī)定值進行保溫及有無附加陽光間其負荷差別,計算結(jié)果得:其屋頂面積完全可滿足太陽能采暖保證率達到100%的鋪設(shè)要求。若采取保溫措施,并設(shè)置陽光間時,可明顯降低主動太陽能采暖集熱器面積。 根據(jù)模擬分析結(jié)果給出拉薩、西安及西寧地區(qū)一些對工程實踐有參考價值的數(shù)據(jù),并提出相關(guān)建議,對系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計有實際意義。 【關(guān)鍵詞】：太陽能 太陽能保證率 集熱 蓄熱 節(jié)能
【學位授予單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：TU832.17
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 緒論8-20
• 1.1 概述8-10
• 1.2 主動式太陽能熱水采暖系統(tǒng)10-15
• 1.2.1 系統(tǒng)類型及工作原理10-13
• 1.2.2 系統(tǒng)構(gòu)成13-15
• 1.3 被動式太陽能采暖15-16
• 1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在的問題16-18
• 1.4.1 研究現(xiàn)狀16-18
• 1.4.2 存在的問題18
• 1.5 本文的主要工作18-20
• 2 太陽熱水采暖各子系統(tǒng)數(shù)學模型20-31
• 2.1 建筑熱工系統(tǒng)20-26
• 2.1.1 室內(nèi)空氣熱平衡模型20-21
• 2.1.2 圍護結(jié)構(gòu)的熱工模型21-23
• 2.1.3 圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面平衡方程23-24
• 2.1.4 室外空氣綜合溫度24-25
• 2.1.5 透過玻璃窗得熱25-26
• 2.2 集熱器系統(tǒng)26-28
• 2.2.1 相關(guān)參數(shù)26-27
• 2.2.2 集熱量及集熱效率27-28
• 2.3 蓄熱系統(tǒng)28-29
• 2.4 輔助加熱系統(tǒng)29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 3 太陽熱水采暖通用數(shù)學模型的建立31-36
• 3.1 系統(tǒng)熱力過程分析及模型建立31-33
• 3.2 太陽能年保證率33-34
• 3.3 輔助加熱系統(tǒng)加熱量及運行方式34-35
• 3.4 本章小結(jié)35-36
• 4 建筑負荷數(shù)學模型求解及分析36-53
• 4.1 DeST軟件介紹36-38
• 4.1.1 軟件控制界面及主要模塊簡介36-38
• 4.1.2 動態(tài)建筑熱負荷計算簡介38
• 4.2 模擬方案38-40
• 4.3 模擬背景40-43
• 4.3.1 地點40
• 4.3.2 建筑幾何形狀40-41
• 4.3.3 圍護結(jié)構(gòu)熱物性參數(shù)41-43
• 4.3.4 建筑內(nèi)擾,遮陽,窗簾作息43
• 4.4 模擬結(jié)果43-52
• 4.4.1 各種模擬建筑熱負荷指標43-45
• 4.4.2 負荷變化規(guī)律45-49
• 4.4.3 太陽能保證率變化規(guī)律49-51
• 4.4.4 模擬結(jié)論及建議51-52
• 4.5 本章小結(jié)52-53
• 5 總結(jié)53-55
• 5.1 對本文研究工作的總結(jié)53
• 5.2 研究工作的創(chuàng)新性53-54
• 5.3 進一步研究工作建議54-55
• 致謝55-56
• 參考文獻56-59
• 攻讀碩士學位期間論文發(fā)表情況59-60
• 符號說明60

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