間歇采暖太陽能建筑熱過程及設計優(yōu)化研究.pdf

1、本文以充分發(fā)揮被動太陽房調節(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節(jié)中所涉及的關鍵技術問題,通過理論分析、數(shù)值模擬和現(xiàn)場測試相結合的方法研究了以下內容:掌握保溫和熱慣性參數(shù)對圍護結構傳熱的影響關系;在現(xiàn)有被動太陽能集熱部件得熱研究基礎上，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件優(yōu)化設計方法;地板輻射間歇供暖地板蓄放熱量規(guī)律,及地板運行、設計參數(shù)對該規(guī)律的影響

2、關系;在被動太陽房動態(tài)負荷特征基礎上，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。得到以下研究結果:
　　(1)利用數(shù)學分析方法對圍護結構在周期波動雙外擾和階躍內擾單獨作用下非穩(wěn)態(tài)傳熱過程進行分析。得到圍護結構溫度和熱流密度分布的分析解,可分析圍護結構保溫和熱慣性參數(shù)對傳熱的影響關系。通過實例計算,表明了分析解結果計算方便、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、預熱期不同組合情況下地板蓄放熱規(guī)律,得到了地板設計、運行參數(shù)對該蓄放熱量規(guī)律的影響關系。結果表明: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;預熱運行期,盤管間距對預熱時間影響最大;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,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構性能參數(shù)選用依據(jù)。
　　(5)通過研究階躍性內擾和周期性雙波動外擾耦合作用下圍護結構動態(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。結果表明:太陽能建筑與地板輻射間歇采暖耦合調節(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節(jié)節(jié)能率分別為50%、67%