| 题名 | 西北单体建筑太阳能采暖系统试验研究 |
| 作者 | 刘润 |
| 答辩日期 | 2018 |
| 导师 | 李金平 |
| 关键词 | 太阳能低温地板辐射采暖 散热器采暖 储热水箱热损失 经济效益 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 能源是社会发展和经济建设的基础,新农村建设都离不开能源的支撑。随着人口的剧增和经济的快速发展,必然加剧能源的消耗,导致能源危机问题。太阳能作为一种清洁可再生能源,引起越来越多的人关注,太阳能采暖技术在不断地得到推广应用。我国西北地区含有丰富的太阳能资源,利用其太阳能供暖系统优于传统供暖方式,但是该地区冬季室外环境温度低以及太阳能供暖系统中热量存在不稳定性,从而影响建筑室内热环境,为了最大化的利用太阳能采暖系统中的热量,提高太阳能采暖系统中热量利用率,减少资源浪费和改善室内舒适度,并寻找合理的优化方法,本文结合西北地区气候特点,以甘肃省民勤县的单体建筑为研究对象,搭建了一套太阳能采暖系统。通过对太阳能低温地板辐射采暖与散热器采暖对比分析,得到太阳能低温地板辐射采暖的优越性,并对太阳能低温地板辐射采暖系统热性能进行分析。本文的研究得到如下结论:（1）通过对低温地板辐射采暖和散热器采暖对比分析,结果发现:低温地板辐射采暖的室内热环境优于散热器采暖的室内热环境,低温地板辐射采暖室内温度高于散热器采暖,低温地板辐射采暖距地面0.1m处室内温度最高,室内垂直温度分布均匀,室内垂直温度变化很小,室内垂直温差最大值为0.4℃,整体温度分布没有出现分层现象。而散热器采暖的室内垂直温度分布恰好相反,在离地面0.1m处温度最低,室内温度上升较高,在2m处温度最高,最大温差为4.4℃,室内垂直温度分布出现明显的分层现象。通过对低温地板辐射采暖和散热器采暖进行?分析,结果表明采用低温地板辐射采暖?效率为50.85%。散热器采暖的?效率为31.27%,低温地板辐射采暖?效率比散热器采暖?效率高19.58%,因此低温地板辐射采暖能效更高,太阳能利用率更大,室内舒适度更好。（2）通过对低温地板辐射采暖系统热性能分析,发现在供暖期间该系统供热量可以完全满足建筑物耗热量,但是存在供热初期供热量过大,室内温度过高的问题。（3）分析供暖结束后的热量,以储热水箱为研究对象,夜间00:0008:00为储热水箱自然冷却阶段,对这一时间段进行分析,结果表明储热水箱热损失受平均环境温度和室外风速的影响,拟合得出保持其他条件恒定,储热水箱总热损失受单一因素影响为:储热水箱在平均环境温度每降低1℃的情况下会增加0.68MJ,储热水箱总热损失在室外风速每增加1m/s情况下会增加0.04MJ。（4）为了减少系统热损失和提高热量的利用率,提出了优化控制策略以及合理安排水箱位置的优化建议措施,并对优化后系统经济效益进行潜在分析,优化后低温地板辐射采暖系统向室内供热量将由原来的15515.5MJ提高至28906.4MJ,折算成标煤为3083.0kg,供暖循环泵耗电量是144.0 k W·h,折合成标煤为58.2kg,优化后系统节约煤为3024.8kg,可以节约费用为4537.2元,系统的静态回收期是3.4年,则CO2的减排量为7683.0kg,经济效益显著。本文的创新点:基于对低温地板辐射采暖与散热器采暖效果的对比分析以及太阳能低温地板采暖系统热性能分析提出以下两点优化建议措施。同时,对优化后的系统经济性进行了预测分析。（1）鉴于储热水箱的热损失问题,提出将储热水箱安装于室内的建议,储热水箱热损失转变为有效利用的热量,利用储热水箱辅助加热提高室内温度,从而提高热能利用率。（2）提出利用温度控制器进行恒温控制的建议措施,不仅使室内温度保持在合适的温度范围内,而且也加长了供暖时间,进一步提高了系统的热能利用率。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 63 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/94068]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘润. 西北单体建筑太阳能采暖系统试验研究[D]. 2018. |
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