太陽能與生物質(zhì)能互補的地板采暖系統(tǒng)中室內(nèi)熱環(huán)境研究

【摘要】： 針對建筑生活用能中能源利用率低、能源浪費嚴(yán)重的問題,本文以溫度為恒量室內(nèi)熱舒適度的指標(biāo),利用太陽熱能與生物質(zhì)厭氧發(fā)酵的互補特點,提出了從室內(nèi)熱環(huán)境分析入手,在定量分析室內(nèi)熱舒適度的基礎(chǔ)上剖析建筑節(jié)能潛力的研究新思路。 首先,本課題依據(jù)低溫地板輻射采暖房中溫度特點和熱用戶的普遍活動規(guī)律,修改了我國現(xiàn)有建筑采暖規(guī)范的規(guī)定“整個房間的最低溫度不低于設(shè)計規(guī)范要求的最低溫度289K”,提出了新的熱舒適度標(biāo)準(zhǔn),即“如果室內(nèi)2m水平面以下的平均溫度達到了289K就認為整個房間內(nèi)的溫度可以滿足用戶熱舒適性的要求”。新熱舒適度標(biāo)準(zhǔn)的提出是原有建筑采暖規(guī)范的定量細化。 接著,本課題以蘭州地區(qū)氣溫特點為依據(jù),在抽象物理模型基礎(chǔ)上建立了低溫地板輻射采暖房三維數(shù)值傳熱模型,對低溫地板輻射采暖房內(nèi)熱環(huán)境進行了理論模擬,并基于室內(nèi)熱舒適新標(biāo)準(zhǔn)分析了低溫地板輻射采暖系統(tǒng)的節(jié)能性、經(jīng)濟性及環(huán)保性,對比了低溫地板輻射采暖與傳統(tǒng)散熱器采暖的模擬結(jié)果,得出了兩種采暖方式在溫度場和能耗方面的差異。 最后,本課題在低溫地板輻射采暖熱環(huán)境研究的基礎(chǔ)上,按照室內(nèi)熱舒適度的新標(biāo)準(zhǔn)所得到的低溫地板輻射采暖房熱負荷,設(shè)計出了太陽能和生物質(zhì)能互補的低溫地板輻射采暖別墅。此太陽能和生物質(zhì)能互補的低溫地板輻射采暖別墅系統(tǒng)不但實現(xiàn)了太陽能熱利用、生物質(zhì)能高效發(fā)酵和低溫地板輻射采暖系統(tǒng)的有效結(jié)合,而且有效的解決了太陽能熱利用技術(shù)中晝夜、季節(jié)、氣候等因素變化的影響,從而實現(xiàn)了低成本、高效率供暖。通過計算可知此太陽能別墅的能源利用效率可達82%,火用效率可達到23.3%,投資回報期為3.4年。 綜上所述,本課題基于一種全新的思路和新的熱舒適度標(biāo)準(zhǔn)研究了地板輻射采暖系統(tǒng)的節(jié)能問題并且得到了很多有價值的結(jié)論。本課題的研究不僅修改了相關(guān)的采暖規(guī)范使整個采暖系統(tǒng)具有更大的節(jié)能性,而且具體計算出了蘭州地區(qū)地板采暖的節(jié)能率,為地板采暖在西北地區(qū)的推廣和普及奠定了一定的基礎(chǔ),另外本課題設(shè)計出的太陽能別墅供能系統(tǒng)對零能耗建筑的發(fā)展有一定的借鑒作用。 【關(guān)鍵詞】：建筑節(jié)能 低溫地板輻射采暖 熱舒適度 太陽能 生物質(zhì)能 能量綜合梯級利用
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TU832
【目錄】：

• 摘要10-12
• Abstract12-14
• 插圖索引14-15
• 附表索引15-16
• 第1章 地板輻射采暖概論16-25
• 1.1 課題背景16-20
• 1.1.1 建筑節(jié)能與熱舒適度的辯證關(guān)系16
• 1.1.2 太陽能建筑節(jié)能與低溫地板采暖16-20
• 1.2 太陽能低溫地板輻射采暖系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀20-23
• 1.2.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀20-22
• 1.2.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的不足及對本課題的啟示22-23
• 1.3 本課題的研究目標(biāo)、思路、內(nèi)容和意義23-24
• 1.3.1 研究目標(biāo)23
• 1.3.2 研究思路23
• 1.3.3 研究內(nèi)容23
• 1.3.4 研究意義23-24
• 1.4 本章小結(jié)24-25
• 第2章 地板輻射采暖熱環(huán)境模擬與分析25-35
• 2.1 物理模型25-26
• 2.2 數(shù)學(xué)模型26-31
• 2.2.1 地板表面的對流傳熱26-27
• 2.2.2 地板表面的輻射傳熱27-29
• 2.2.3 綜合傳熱量29-30
• 2.2.4 控制方程和初始條件30-31
• 2.3 結(jié)果與分析31-34
• 2.3.1 新熱舒適度標(biāo)準(zhǔn)下的室內(nèi)熱環(huán)境分析31
• 2.3.2 新熱舒適度標(biāo)準(zhǔn)時的最低地板溫度和地板供水溫度31-34
• 2.4 本章小結(jié)34-35
• 第3章 散熱器采暖與地板采暖的對比35-45
• 3.1 地板采暖特點與散熱器采暖特點的對比35-37
• 3.2 散熱器采暖房室內(nèi)熱環(huán)境模擬與試驗驗證37-39
• 3.3 地板采暖與散熱器采暖熱環(huán)境的對比39-42
• 3.4 地板采暖與散熱器采暖能耗對比42-43
• 3.5 本章小結(jié)43-45
• 第4章 太陽能和生物質(zhì)能互補的地板采暖系統(tǒng)設(shè)計45-53
• 4.1 新型太陽能與生物質(zhì)能互補的地板采暖系統(tǒng)45-46
• 4.2 系統(tǒng)的經(jīng)濟性分析46-50
• 4.2.1 負荷分配方案46
• 4.2.2 沼氣池設(shè)計46-47
• 4.2.3 太陽能集熱器設(shè)計47
• 4.2.4 燃氣鍋爐和循環(huán)水泵47
• 4.2.5 系統(tǒng)總投資47
• 4.2.6 系統(tǒng)收益47-48
• 4.2.7 系統(tǒng)投資回報期48-50
• 4.3 系統(tǒng)熱力學(xué)性能分析50-51
• 4.3.1 系統(tǒng)的火用和能量品味50
• 4.3.2 系統(tǒng)能源利用效率50-51
• 4.3.3 系統(tǒng)火用效率51
• 4.4 本章小結(jié)51-53
• 第5章 結(jié)論、創(chuàng)新點與展望53-55
• 5.1 本研究的結(jié)論53
• 5.2 本研究的創(chuàng)新點53-54
• 5.3 本研究的展望54-55
• 參考文獻55-62
• 致謝62-63
• 附錄A(攻讀學(xué)位期間所完成的學(xué)術(shù)論文)63-64
• 附錄B(攻讀學(xué)位期間所申請的專利)64-65
• 附錄C(攻讀學(xué)位期間所獲獎勵)65-66
• 附錄D(攻讀學(xué)位期間申請的科技創(chuàng)新基金項目)66

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