主动式太阳能采暖间歇运行热负荷特性研究

论文摘要

随着我国经济的不断发展,尤其是在太阳能资源丰富的西部地区,为了保护当地的生态环境和响应国家节约能源的可持续发展政策,太阳能作为绿色能源越来越受到当地人们的重视。为了能够更为高效的利用太阳能,可以在这些地区将主动式太阳能采暖系统和间歇运行的模式相结合来进行研究,在主动式太阳能间歇采暖运行中热负荷特性的研究是一个极其重要的环节,因此对主动式太阳能间歇采暖运行模式有着极其重要的意义。这种二者结合的研究方法国内外尚未有系统的研究,鉴于此,本论文对主动式太阳能间歇采暖运行中热负荷特性的研究做了详细的理论分析及模拟研究。本文通过对拉萨地区主动太阳能有效集热量以及根据拉萨地区特点提出的四种间歇方案中的建筑热负荷和室内温度进行了模拟计算,通过分析得到四种不同的采暖模式下各个负荷对建筑热负荷的影响,室内热舒适度的情况以及最后得出主动式太阳能间歇采暖运行模式在拉萨地区的可行性和最佳效果的方案,为以后主动式太阳能间歇采暖运行模式在拉萨地区的设计提供依据。文中首先对采暖建筑热工模型系统和间歇运行供暖模式系统的建立,通过分析得出采暖建筑的被动太阳辐射得热量、通过建筑围护结构的传热量和间歇调节期中蓄热负荷的计算方法；通过这三种热量的耦合来得到主动式太阳能间歇采暖运行热负荷的计算方法；根据拉萨地区的地理特点和室外气象条件,提出了四种不同采暖的方案；利用DeST进行动态模拟,得出四种不同方案的建筑热负荷和室内温度的变化规律,再用Origin进行数据的曲线拟合处理,通过结合理论部分的分析对比,得出有效太阳能集热量、建筑热负荷的变化情况、各部分热量对建筑热负荷的影响、室内舒适度的变化情况以及方案的可行性和最佳方案。该研究不仅有节能方面的技术意义,更有实际的工程意义,该结论对太阳能采暖设计具有重要的参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 太阳能采暖简介
• 1.2.1 被动式太阳能房
• 1.2.2 主动式太阳能采暖系统
• 1.3 间歇性采暖简介
• 1.4 研究及应用状况
• 1.4.1 太阳能采暖研究及应用状况
• 1.4.2 间歇性采暖研究状况
• 1.4.3 存在的问题
• 1.5 本文的主要工作
• 2 采暖建筑的被动太阳辐射得热量
• 2.1 太阳辐射的相关参数
• 2.2 太阳辐射强度的计算
• 2.2.1 标准晴天水平面上太阳辐射强度的计算
• 2.2.2 任意平面上太阳辐射强度的计算
• 2.3 建筑物的被动太阳辐射得热量
• 2.3.1 通过特朗勃集热墙的太阳辐射得热量
• 2.3.2 透过玻璃窗的太阳辐射得热量
• 2.4 本章小结
• 3 采暖建筑热工模型
• 3.1 室外空气综合温度
• 3.2 室内空气热平衡方程
• 3.3 房间围护结构内表面的热平衡
• 3.4 采暖房间围护结构传热的控制方程
• 3.5 本章小结
• 4 间歇运行供暖模型
• 4.1 房间蓄热负荷与调节期房间的供热量
• 4.2 室内空气温度的变位
• 4.3 预热量和预热期
• 4.4 本章小结
• 5 主动式太阳能采暖间歇运行的热负荷性能分析
• 5.1 主动太阳能采暖数学模型
• 5.2 主动式太阳能采暖间歇运行热负荷性能分析
• 5.3 本章小结
• 6 主动式太阳能采暖间歇运行热负荷模拟研究
• 6.1 模拟方案概述
• 6.2 模拟条件
• 6.2.1 模拟地区气象资料
• 6.2.2 采暖建筑基本参数
• 6.3 模拟结果及分析
• 6.3.1 有效太阳能集热量的计算
• 6.3.2 方案的选择
• 6.3.3 不同方案的模拟及分析
• 6.3.4 模拟结论
• 6.4 本章小结
• 7 总结
• 7.1 本文研究的结论
• 7.2 下一步的研究建议
• 致谢
• 参考文献
• 硕士研究生学习阶段发表论文和主要参与研究工作