西北地区居住建筑太阳能采暖保证率研究

【摘要】： 太阳能是一种可再生能源,与常规能源相比,其总量大、无污染且具有可持续性,因此越来越受到人们的重视。虽然国外关于太阳能采暖系统及其保证率的研究已经有很多,但利用动态模拟软件分析太阳能保证率在各种不同参数组合条件下的变化规律及范围的研究较少。鉴于此,本文通过数值模拟,分析研究各参数对太阳能采暖保证率的影响规律,包括以下几个方面: 在建立数学模型方面,对太阳能热水采暖系统的各个子环节建立模型,主要包括建筑热环境动态分析模型、集热、蓄热以及辅助加热系统的模型。分别分析总结了影响集蓄热效果的因素;其次对太阳能系统做能量平衡分析,并结合一个周期内各部分热量的作用区间,分析得到周期动态太阳能系统能量平衡方程;讨论了太阳能年保证率与各能量之间的关系,对供热量与散热量间的关系进行了定性分析,对辅助加热系统加热量及运行方式也进行了说明。 对建筑负荷进行模拟计算,分析不同气象参数下的不同保温程度及不同建筑层数的建筑负荷规律,计算分析得:在西安、西宁、拉萨三地的同等条件下的居住建筑中,太阳辐射强度高的拉萨其太阳能采暖保证率最高;分析建筑负荷随窗墙比变化规律,分析结果为:当保温要求和楼层数一定时,太阳能采暖保证率随南向窗墙比增大而升高;针对拉萨地区典型自建民居,考虑按居住建筑节能标准规定值进行保温及有无附加阳光间其负荷差别,计算结果得:其屋顶面积完全可满足太阳能采暖保证率达到100%的铺设要求。若采取保温措施,并设置阳光间时,可明显降低主动太阳能采暖集热器面积。 根据模拟分析结果给出拉萨、西安及西宁地区一些对工程实践有参考价值的数据,并提出相关建议,对系统优化设计有实际意义。 【关键词】：太阳能 太阳能保证率 集热 蓄热 节能
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TU832.17
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-20
• 1.1 概述8-10
• 1.2 主动式太阳能热水采暖系统10-15
• 1.2.1 系统类型及工作原理10-13
• 1.2.2 系统构成13-15
• 1.3 被动式太阳能采暖15-16
• 1.4 国内外研究现状及存在的问题16-18
• 1.4.1 研究现状16-18
• 1.4.2 存在的问题18
• 1.5 本文的主要工作18-20
• 2 太阳热水采暖各子系统数学模型20-31
• 2.1 建筑热工系统20-26
• 2.1.1 室内空气热平衡模型20-21
• 2.1.2 围护结构的热工模型21-23
• 2.1.3 围护结构内表面平衡方程23-24
• 2.1.4 室外空气综合温度24-25
• 2.1.5 透过玻璃窗得热25-26
• 2.2 集热器系统26-28
• 2.2.1 相关参数26-27
• 2.2.2 集热量及集热效率27-28
• 2.3 蓄热系统28-29
• 2.4 辅助加热系统29-30
• 2.5 本章小结30-31
• 3 太阳热水采暖通用数学模型的建立31-36
• 3.1 系统热力过程分析及模型建立31-33
• 3.2 太阳能年保证率33-34
• 3.3 辅助加热系统加热量及运行方式34-35
• 3.4 本章小结35-36
• 4 建筑负荷数学模型求解及分析36-53
• 4.1 DeST软件介绍36-38
• 4.1.1 软件控制界面及主要模块简介36-38
• 4.1.2 动态建筑热负荷计算简介38
• 4.2 模拟方案38-40
• 4.3 模拟背景40-43
• 4.3.1 地点40
• 4.3.2 建筑几何形状40-41
• 4.3.3 围护结构热物性参数41-43
• 4.3.4 建筑内扰,遮阳,窗帘作息43
• 4.4 模拟结果43-52
• 4.4.1 各种模拟建筑热负荷指标43-45
• 4.4.2 负荷变化规律45-49
• 4.4.3 太阳能保证率变化规律49-51
• 4.4.4 模拟结论及建议51-52
• 4.5 本章小结52-53
• 5 总结53-55
• 5.1 对本文研究工作的总结53
• 5.2 研究工作的创新性53-54
• 5.3 进一步研究工作建议54-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-59
• 攻读硕士学位期间论文发表情况59-60
• 符号说明60

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