太陽能地板輻射采暖系統(tǒng)的研究.pdf

1、太陽能地板輻射采暖系統(tǒng)是太陽能熱利用技術與地板輻射采暖技術相結合的一種最佳方式。本文首先分析了太陽輻射強度的變化規(guī)律，在此基礎上，提出了幾種晴天太陽輻射模型。建立了適用于濟南地區(qū)的太陽輻射模型，并通過對濟南地區(qū)傾斜面上太陽輻射強度實測值與根據該模型計算出的理論值的比較，驗證了所建模型的正確性。進而從地板構造層材料的熱物理性質著手闡述了地板輻射采暖系統(tǒng)的蓄熱特性，接著以某地板輻射采暖房間為研究對象，建立了室內空氣二維非穩(wěn)態(tài)自然對流耦合表面

2、輻射換熱湍流數學模型。方程求解中，采用控制容積法離散控制方程，對動量方程的求解采用SIMPLE算法，同時引入Boussinesq假設，以便考慮因溫度梯度引起的浮升力作用對動量方程的影響。采用輻射單元法計算輻射換熱量，并將其轉化成邊界源項計入能量方程。通過數值計算，得到了采暖房間達到穩(wěn)定時的溫度分布以及在不同室外溫度條件下熱源停止12小時后的室內溫度場，并作出了人體呼吸地帶的溫度在12小時內的變化曲線，說明采用地板輻射采暖的房間，在熱源停

3、止后室內溫度下降緩慢，在一段時間內仍可滿足設計要求，地板輻射采暖方式具有良好的蓄熱特性和熱穩(wěn)定性。 在深入研究的基礎上，建立了太陽能地板輻射采暖系統(tǒng)的傳熱模型，并對100m2住宅建筑進行了模擬計算，得到了在僅考慮白天時利用太陽能采暖可以滿足室內設計溫度的小時數。選取濟南市五層住宅建筑為模擬對象，分別對太陽能集熱器設置在屋面與同時設置在屋面與南墻面兩種情況進行了分析，計算了采暖期內的太陽能保證率，得出了利用太陽能采暖在一個采暖期內

4、可以節(jié)約的能量及節(jié)能率。對太陽能輔助常規(guī)能源采暖與幾種常規(guī)能源采暖方式進行了經濟性比較，指出太陽能輔助天然氣地板輻射采暖方式相對其它采暖方式而言，回收期均小于5年，是所有方案中最經濟的方案。 最后，對太陽能地板輻射采暖系統(tǒng)進行了實驗研究。依據實際測量得到的濟南地區(qū)氣象數據，對理論結果進行了驗證。從采暖期內選取了13天的晴天天氣，測試了每天8：00～17：00每隔10秒鐘各時刻的室外環(huán)境溫度、太陽散射輻射強度和總輻射強度。通過對測