間歇采暖太陽能建筑熱過程及設(shè)計優(yōu)化研究.pdf

1、本文以充分發(fā)揮被動太陽房調(diào)節(jié)作用,減少采暖系統(tǒng)間歇運行時間和運行負荷,實現(xiàn)節(jié)能最大化為目標。針對被動太陽能及地板輻射間歇采暖耦合調(diào)節(jié)中所涉及的關(guān)鍵技術(shù)問題,通過理論分析、數(shù)值模擬和現(xiàn)場測試相結(jié)合的方法研究了以下內(nèi)容:掌握保溫和熱慣性參數(shù)對圍護結(jié)構(gòu)傳熱的影響關(guān)系;在現(xiàn)有被動太陽能集熱部件得熱研究基礎(chǔ)上，為實現(xiàn)被動太陽能得熱最大化,集熱部件的運行管理方案及構(gòu)件優(yōu)化設(shè)計方法;地板輻射間歇供暖地板蓄放熱量規(guī)律,及地板運行、設(shè)計參數(shù)對該規(guī)律的影響

2、關(guān)系;在被動太陽房動態(tài)負荷特征基礎(chǔ)上，研究與之匹配的間歇供暖地板蓄放熱特性,進而獲得間歇供暖系統(tǒng)運行控制策略;周期性雙波動外擾與階躍性內(nèi)擾聯(lián)合作用下房間熱環(huán)境狀況及節(jié)能效果分析。得到以下研究結(jié)果:
　　(1)利用數(shù)學分析方法對圍護結(jié)構(gòu)在周期波動雙外擾和階躍內(nèi)擾單獨作用下非穩(wěn)態(tài)傳熱過程進行分析。得到圍護結(jié)構(gòu)溫度和熱流密度分布的分析解,可分析圍護結(jié)構(gòu)保溫和熱慣性參數(shù)對傳熱的影響關(guān)系。通過實例計算,表明了分析解結(jié)果計算方便、實用特性。<

3、br>　　(2)對太陽能建筑集熱部件流動和傳熱特性分析。提出內(nèi)遮陽窗簾系統(tǒng)在考慮窗簾褶皺、窗簾類型和窗戶類型等情況下附加熱阻計算方法,并給出典型窗簾附加熱阻值及其最佳空氣層厚度值;獲得集熱蓄熱墻通風孔在日出2-3h開啟、日落前1h關(guān)閉的最佳管理方案;得到集熱蓄熱墻蓄放熱量特性,墻體蓄熱量在16:00左右達到最大值,7:00-8:00之間達到最小值。
　　(3)通過對間歇運行地板輻射供暖系統(tǒng)動態(tài)熱過程研究。獲得系統(tǒng)在運行期、間歇期和

4、預(yù)熱期不同組合情況下地板蓄放熱規(guī)律,得到了地板設(shè)計、運行參數(shù)對該蓄放熱量規(guī)律的影響關(guān)系。結(jié)果表明:地板輻射采暖連續(xù)運行期,盤管運行水溫對地板表面溫度和熱流密度的影響最大;預(yù)熱運行期,盤管間距對預(yù)熱時間影響最大;間歇運行期,地板填充層厚度對放熱時間影響最大;將地板下表面按絕熱處理引起的誤差小于7％,數(shù)值計算與實測結(jié)果相比,平均誤差為6.6%,最大誤差也僅為6.9%,認為數(shù)值計算方法可靠。
　　(4)以被動太陽房動態(tài)負荷特性為基礎(chǔ),研

5、究了與之匹配的間歇供暖地板蓄放熱特性,獲得間歇供暖系統(tǒng)運行控制策略及地板結(jié)構(gòu)性能參數(shù)選用依據(jù)。
　　(5)通過研究階躍性內(nèi)擾和周期性雙波動外擾耦合作用下圍護結(jié)構(gòu)動態(tài)傳熱過程及蓄放熱特性,得到該耦合作用下房間熱負荷及熱環(huán)境變化規(guī)律。結(jié)果表明:太陽能建筑與地板輻射間歇采暖耦合調(diào)節(jié)房間室溫平均值在18℃左右,且波動幅度為2-3℃,滿足人體熱舒適要求;文中提及的數(shù)種太陽能建筑熱負荷規(guī)律,與地板輻射間歇采暖耦合調(diào)節(jié)節(jié)能率分別為50%、67%