太阳能低温热水相变墙体辐射供暖系统研究

【摘要】：低温热水辐射采暖技术近年来发展迅速,低温热水辐射采暖系统在各地得到了广泛的应用。本文介绍了国内外辐射采暖技术和相变领域的研究成果,对低温热水有源相变墙体的辐射供暖特性展开了一系列探索。建立了低温热水有源相变墙体传热过程更加精确的数学模型。 在建立的数学模型和给定的边界条件基础上,应用数值模拟软件Fluent对墙体蓄放热特性进行了模拟,研究了水流速度、蓄放热时间、进水温度、设计室温、相变温度、相变层厚度等因素的变化对相变墙体系统的相变面平均温度、墙体表面平均温度和表面平均热流密度的影响规律。建立了低温热水相变墙体辐射供暖系统实验,通过模拟数据和实验数据的对比分析,验证建立模型的可靠性。 在得出相变墙体系统的蓄放热特性的前提下,提出结合太阳能的相变墙体辐射采暖系统。研究并利用Fluent模拟仿真冬季室外温度较低时,以太阳能作为唯一热源,室内环境在动态负荷作用下的温度分布规律。 本文的研究结果对于设计低温热水辐射供暖系统有一定参考价值,对太阳能利用与辐射供暖系统的结合提供了理论依据。 【关键词】：低温热水辐射采暖系统 相变墙体 太阳能 蓄放热特性
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TU832
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1 绪论10-20
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究动态11-14
• 1.2.1 低温热水地板辐射采暖系统11-12
• 1.2.2 相变储能材料在建筑围护结构中的应用12-13
• 1.2.3 太阳能低温辐射采暖技术的研究13-14
• 1.3 辐射采暖系统简介14-16
• 1.3.1 概念14
• 1.3.2 辐射板的分类14-15
• 1.3.3 辐射采暖系统的特点15-16
• 1.4 相变问题16-19
• 1.4.1 建筑用相变材料的研究16-18
• 1.4.2 相变问题的一般求解方法18-19
• 1.5 本文的主要工作19-20
• 2 低温热水相变墙体传热过程的模拟20-30
• 2.1 低温热水相变墙体辐射过程的传热模拟20-25
• 2.1.1 物理模型20-21
• 2.1.2 数学模型21-25
• 2.2 CFD应用于相变传热数值计算的介绍25-29
• 2.2.1 数值计算中的Solidification/Melting模型25-27
• 2.2.2 CFD数值计算参数设置27-29
• 2.3 本章小结29-30
• 3 低温热水相变墙体辐射采暖系统模型的实验验证30-42
• 3.1 实验系统的设计30-31
• 3.2 墙体结构设计31
• 3.3 实验材料参数31-32
• 3.4 数据采集系统及仪表32
• 3.5 测试方法32-34
• 3.6 实验系统的调试与运行控制34-35
• 3.6.1. 冷水机组和风机盘管环路的调试34-35
• 3.6.2 供暖系统环路的调试35
• 3.6.3 测试系统的调试35
• 3.7 模型的实验验证35-36
• 3.8 结果及分析36-41
• 3.8.1 相变层特征点温度实验验证37-39
• 3.8.2 墙体表面温度实验验证39-40
• 3.8.3 墙体表面热流密度实验验证40-41
• 3.8.4 对比结果偏差分析41
• 3.9 本章小结41-42
• 4 低温热水相变墙体的辐射供暖特性42-64
• 4.1 盘管流速对供暖特性的影响42-46
• 4.1.1 相变材料面平均温度分布42-44
• 4.1.2 墙体表面平均温度分布44
• 4.1.3 墙体表面平均热流密度变化44-45
• 4.1.4 相变面相变云图45-46
• 4.2 蓄放热时间对供暖特性的影响46-49
• 4.2.1 相变材料面平均温度分布47
• 4.2.2 墙体表面平均温度分布47-48
• 4.2.3 墙体表面平均热流密度分布48
• 4.2.4 相变面相变云图48-49
• 4.3 进水温度对供暖特性的影响49-52
• 4.3.1 相变材料面平均温度分布49-50
• 4.3.2 墙体表面平均温度分布50-51
• 4.3.3 墙体表面平均热流密度分布51
• 4.3.4 相变面相变云图51-52
• 4.4 设计室温对供暖特性的影响52-57
• 4.4.1 相邻室温相等的工况53-55
• 4.4.2 相邻室温不等工况55-57
• 4.5 相变温度对供暖特性的影响57-60
• 4.5.1 相变材料而平均温度分布57-58
• 4.5.2 墙体表面平均温度分布58
• 4.5.3 墙体表面平均热流密度分布58-59
• 4.5.4 相变面相变云图59-60
• 4.6 相变层厚度对供暖特性的影响60-63
• 4.6.1 相变材料面平均温度分布60-61
• 4.6.2 墙体表面平均温度分布61
• 4.6.3 相变墙体表面平均热流密度变化61-62
• 4.6.4 相变面相变云图62-63
• 4.7 本章小结63-64
• 5 太阳能低温热水相变墙体辐射供暖系统的动态模拟64-76
• 5.1 系统工作原理64
• 5.2 实际采暖房间数值计算模型64-66
• 5.3 房间负荷计算66-68
• 5.3.1 围护结构耗热量67
• 5.3.2 冷风渗透耗热量计算67-68
• 5.4 实际采暖房间热环境的数值模拟68-75
• 5.4.1 室内空气平均温度变化68-70
• 5.4.2 房间温度场分布70-75
• 5.5 本章小结75-76
• 6 结论与展望76-78
• 6.1 结论76-77
• 6.2 展望77-78
• 致谢78-79
• 参考文献79-82

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

微胶囊相变材料在建筑节能领域的研究与应用    尚红波;徐玲玲;沈艳华;陈良;

低温地板辐射采暖系统的传热分析与仿真    张维薇;朱跃钊;钱强;

蓄能地板辐射采暖系统热性能的研究    邱林;魏立峰;吴秀芬;刘星;

太阳能——相变墙一体化技术的可行性研究    于瑾;梁若冰;杨景利;冯国会;王星;

相变储能材料在建筑领域中的应用研究    尚建丽;赵鹏;

相变材料蓄能式低温热水采暖地板热性能模拟    张群力;狄洪发;林坤平;张寅平;

寒区相变墙板与电热膜采暖系统的匹配研究    谭羽非;展长虹;杨景丽;

复合相变墙体应用于被动式太阳房的初步研究    陈超;刘宇宁;果海凤;周玮;

填充相变材料建筑结构层蓄能的研究    邱林;刘星;

相变材料蓄能采暖地板结构模型的探讨    邱林;吴秀芬;杨梦易;

低温热水地板辐射采暖地面散热量的分析与计算    孙德兴;陈海波;张吉礼;

陶粒湿屋面隔热效果的测试研究    杨红霞;戴天兴;刘加平;李盛斌;

地板辐射采暖双向散热系统夏季供冷分析    赫海灵;

陶粒湿屋面传热过程的有限元解法    杨红霞;戴天兴;崔保龙;吴小强;

高温下叠层橡胶支座的热力学分析    杜永峰;寇佳亮;寇巍巍;

沥青和水泥混凝土导热特性研究    张仁义;顾强康;林超群;何培;

火灾作用下钢筋混凝土梁温度场的有限元分析    刘焕磊;李新;李堂飞;

空气源热泵热水器的研制及试验研究    李海峰;蔡正云;

太阳能低温地板辐射采暖系统简介及经济性分析    王立璞;李金平;王磊磊;王春龙;喜文华;

坡度隧道的火灾烟囱效应的升压力分析    徐琳;张旭;

深埋长大高速铁路隧道阻塞比对温度影响研究    朱艳峰;吴亚平;

激光作用金属板材塑性损伤的判定    陈彦北;陆建;倪晓武;

消防水池蓄热的主动式太阳能采暖系统性能分析    庾汉成;李晶;

顶板辐射供冷与置换通风的实验研究    孙亭;刁乃仁;李刚;

潍坊某办公楼地源热泵加地板辐射供热供冷系统分析与研究    王金墩;陶金;唐建民;左廷荣;王德林;

某办公楼地源热泵加地板辐射供热供冷系统分析    杨振静;冯廷龙;王德林;

板带热连轧精轧区温度控制模型开发及应用    刘新忠;苗宇;贠冰;

毛细管平面辐射空调传热特性的研究    刘学来;李永安;

苏南地区老小区既有住宅节能改造集成技术体系及能耗评估    白建波;张宇;芮玮玮;杨江金;张菁燕;吴海军;

激光辐照柱壳温升的有限元计算    宋凤梅;张建泉;刘峰;

复合材料导热系数测量实验研究    张友华;刘德英;陈伟芳;杨汝森;杨国铭;陈海群;

飞机电热除冰过程的传热特性及其影响研究    肖春华

快速热循环注塑模具及工艺关键技术研究    李熹平

高温岩层巷道主动降温支护结构技术研究    李国富

中俄石油管道多年冻土物理力学性质试验研究及温度场数值分析    冷毅飞

热电联产系统冷源领域节能及耦合机理研究    林振娴

层状金属复合板件等离子体弧柔性成形技术基础研究    宋文庆

活化生土基低碳节能村镇建筑材料研究    谭晓倩

低能耗建筑主动动态复合围护结构研究    张辉

基于系统辨识的太阳能—相变蓄热新风供暖系统控制策略研究    李鹏

太阳能新风系统设计与控制方法研究    杨军

奥氏体—铁素体相变的计算机模拟    孙瑞霞

方钢管混凝土火灾条件下温度场和温度应力研究    赵永梅

聚氨酯型相变微胶囊的制备及在Outlast/真丝织物上的应用    颜超

带嵌件注塑模具冷却过程的边界元分析    张明飞

蓄热电池一体化结构设计技术研究    徐鑫

橡胶模具等离子体清洗方法研究    沈洋

C/E复合材料磨削温度理论建模与分析    马海龙

渗流作用下深部矿场采动围岩的传热机理研究    徐义洪

空调办公室内气流组织和空气品质评价的数值模拟研究    祝百茹

巷道煤柱自燃温度分布数值模拟    李鑫

相变储能复合材料的研究和应用    张东,周剑敏,吴科如

微胶囊技术及其最新研究进展    苏峻峰,任丽,王立新

微胶囊膜厚的测定及其对释放速率的影响    邹黎明,杨定超,王菊生

太阳能热泵供热水系统的实验研究    白莉,张喜明,于立强

相变材料与建筑基体复合的相变维护结构热特性探讨    刘星;邱林;

颗粒型相变储能复合材料    张东,周剑敏,吴科如,李宗津

相变材料蓄能式低温热水采暖地板热性能模拟    张群力;狄洪发;林坤平;张寅平;

甲苯萃取法测定石蜡微胶囊化率方法的研究    郑立辉;吴高明;宋光森;

低温热水辐射地板传热平面肋片模型的改进    刘艳峰,刘加平

建筑围护结构动态热特性研究的历史、现状和进展    张国强,陈在康

一种新的采暖方式——太阳能地板辐射采暖    那艳玲;涂光备;

地板供暖设计与运行基础理论研究    刘艳峰

低温热水地板辐射采暖系统传热分析计算    张兰双

低温热水地板辐射供暖施工技术    梁振明 ,赵清泉

节能型供暖方式—地面辐射供暖    樊庆堂;

节能型供暖方式—地面辐射供暖    樊庆堂;

工程设计问答(9)    

燃气辐射供暖空间温度场的模拟和实验研究    王志刚,由世俊,宋国军

低温热水地板供暖工程设计中存在问题的探讨    卢春萍,郭全花

帐篷辐射供暖试验研究    石宏伟,梅全亭,邓安仲

关于低温热水地板供暖工程设计中存在问题的探讨    卢春萍,郭全花

浅谈低温热水地板辐射供暖系统的若干问题    张厚英;

顶棚电热膜辐射供暖在工程中的应用    樊文生,杨耀政

辐射供暖与对流供暖的对比分析    何来宾;康侍民;

设计参数对低温地板辐射供暖系统的影响    麦英铖;谢英柏;刘建林;

不同地面层材料低温热水地板辐射供暖数值模拟与优化分析    张清华;孙金栋;周玉洁;

地板辐射供暖系统管长计算    张东亮;王子介;张旭;

地板辐射供冷/暖的简化动态模型及其应用    王子介;夏学鹰;

地板辐射供暖系统管长计算    张东亮;张旭;王子介;

热水地面辐射供暖常用加热管材水力计算    王清树;董重成;

新型大空间远红外线辐射供暖技术应用分析    曹广宇;冯国会;罗继杰;张守忠;平立军;

热水地面辐射供暖系统设计中的几个问题    邹瑜;宋波;孙宗宇;

地板辐射供暖系统设计及施工中的几个问题    刘学来;李永安;张晓锋;

地面辐射供暖    周总生

短碳纤维辐射供暖系统    秦宜德

地面辐射供暖进入快速发展期    记者 刘志中 程荣肖

地面辐射供暖的节能舒适性    樊庆堂

规范地暖用语不可等闲视之    沉舟

正本清源还原“地暖”本来面目    陈进周

天津市地暖管销量趋升    驻天津记者 郭关朝

发热电缆地面辐射供暖的现状和需要解决的问题分析    齐政新

山东潍坊将大力推广地暖技术    高振庆

不宜设置凸窗 宜采用地面辐射供暖    王庆功

新型复合辐射供暖板构造热工性能数值模拟与实验研究    费玉敏

辐射供暖装置热性能测试的研究    李爱松

轻薄装配式低温辐射供暖板热工性能研究和构造优化    阮振邦

干式地板辐射供暖系统研究    张东亮

辐射采暖的热舒适性研究    杨进

油田生产中几种能源供暖方式的对比分析    孙艳丽

低温热水有源相变墙体辐射供暖特性的研究    施冠羽

辐射板供冷供暖的模拟研究    王丽丽

地源热泵系统实验研究与经济分析    张艳伟

太阳能除湿系统应用于供暖/冷辐射地板的节能研究    赵立峰