間歇采暖太陽(yáng)能建筑熱過程及設(shè)計(jì)優(yōu)化研究.pdf

1、本文以充分發(fā)揮被動(dòng)太陽(yáng)房調(diào)節(jié)作用,減少采暖系統(tǒng)間歇運(yùn)行時(shí)間和運(yùn)行負(fù)荷,實(shí)現(xiàn)節(jié)能最大化為目標(biāo)。針對(duì)被動(dòng)太陽(yáng)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(chǎng)測(cè)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(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱的影響關(guān)系;在現(xiàn)有被動(dòng)太陽(yáng)能集熱部件得熱研究基礎(chǔ)上，為實(shí)現(xiàn)被動(dòng)太陽(yáng)能得熱最大化,集熱部件的運(yùn)行管理方案及構(gòu)件優(yōu)化設(shè)計(jì)方法;地板輻射間歇供暖地板蓄放熱量規(guī)律,及地板運(yùn)行、設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)該規(guī)律的影響

2、關(guān)系;在被動(dòng)太陽(yáng)房動(dòng)態(tài)負(fù)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(jìn)而獲得間歇供暖系統(tǒng)運(yùn)行控制策略;周期性雙波動(dòng)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(xué)分析方法對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)在周期波動(dòng)雙外擾和階躍內(nèi)擾單獨(dú)作用下非穩(wěn)態(tài)傳熱過程進(jìn)行分析。得到圍護(hù)結(jié)構(gòu)溫度和熱流密度分布的分析解,可分析圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫和熱慣性參數(shù)對(duì)傳熱的影響關(guān)系。通過實(shí)例計(jì)算,表明了分析解結(jié)果計(jì)算方便、實(shí)用特性。<

3、br>　　(2)對(duì)太陽(yáng)能建筑集熱部件流動(dòng)和傳熱特性分析。提出內(nèi)遮陽(yáng)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(jì)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(fēng)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(dá)到最大值,7:00-8:00之間達(dá)到最小值。
　　(3)通過對(duì)間歇運(yùn)行地板輻射供暖系統(tǒng)動(dòng)態(tài)熱過程研究。獲得系統(tǒng)在運(yùn)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(jì)、運(yùn)行參數(shù)對(duì)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(yùn)行期,盤管運(yùn)行水溫對(duì)地板表面溫度和熱流密度的影響最大;預(yù)熱運(yùn)行期,盤管間距對(duì)預(yù)熱時(shí)間影響最大;間歇運(yùn)行期,地板填充層厚度對(duì)放熱時(shí)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(jì)算與實(shí)測(cè)結(jié)果相比,平均誤差為6.6%,最大誤差也僅為6.9%,認(rèn)為數(shù)值計(jì)算方法可靠。
　　(4)以被動(dòng)太陽(yáng)房動(dòng)態(tài)負(fù)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(yùn)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(dòng)外擾耦合作用下圍護(hù)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)傳熱過程及蓄放熱特性,得到該耦合作用下房間熱負(fù)荷及熱環(huán)境變化規(guī)律。結(jié)果表明:太陽(yáng)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(dòng)幅度為2-3℃,滿足人體熱舒適要求;文中提及的數(shù)種太陽(yáng)能建筑熱負(fù)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%