太阳能—土壤蓄热融雪系统应用软件开发

【摘要】：能源是人类生存与经济发展的重要物质基础,随着经济的高速发展,能源短缺、环境污染、生态恶化等问题日益严重,近年来节能与环保逐渐成为全球各国关注的焦点之一。冬季大部分地区路面会积雪结冰,经常发生交通事故,将夏季高温路面收集的太阳能存储在地下土壤中,用土壤作为蓄热介质进行跨季节蓄热,冬季通过循环介质转移到路面上来融雪,不仅可以扩大太阳能的热利用,还可以降低炎热夏季由于太阳辐射而造成的较高的路面温度,从而延长道路寿命。太阳能-土壤蓄热融雪作为一种新型的道路除雪方法,对保障交通安全和节能环保都有重要的意义。 本文基于前人的研究工作,主要展开对太阳能-土壤蓄热融雪系统的研究,详细地介绍了系统的原理及工作过程,分别对冬季融雪过程及夏季集热蓄能过程进行分析,表明了利用土壤源蓄热融雪的可行性。对系统进行模块划分,主要包括地下换热器模块、融雪负荷模块、道路集热模块等,并分别介绍各个模块的模型计算,使用Visual Studio开发平台,采用Visual C++语言开发了涵盖该系统各个模块计算的可视化应用软件框架。 本软件不仅能够根据不同地区的地质条件和环境气候等因素设计出满足冬季融雪热量需求的地埋管换热器的管子根数,还可以计算系统各个模块的重要参数,如集热量、设计融雪热负荷等。 软件的设计初衷是为了使工程技术人员及设计人员可以不必深入地掌握复杂的理论推导并免除繁琐的计算步骤,就可以方便的对太阳能-土壤蓄热融雪系统进行设计,或与其它设计方法的设计方案进行比较。希望本软件的研究及开发可以促进太阳能-土壤蓄热融雪系统在我国的推广应用,为我国及全球的节能和环保做出一点点贡献。 【关键词】：太阳能-土壤蓄热融雪系统 地下换热器 融雪热负荷 计算软件
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U418.326;TP311.52
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-17
• 1.1 研究背景和意义8-9
• 1.2 国内外研究发展现状9-14
• 1.2.1 道路除雪方法9-10
• 1.2.2 土壤源热泵的发展与研究现状10-12
• 1.2.3 土壤源融雪技术的研究与应用概况12-14
• 1.3 地源热泵系统应用软件介绍14-16
• 1.4 本文主要工作16
• 1.5 本章小结16-17
• 2 太阳能-土壤蓄热融雪系统原理介绍17-20
• 2.1 太阳能-土壤蓄热融雪系统概述17
• 2.2 太阳能-土壤蓄热融雪系统的结构组成17-18
• 2.3 冬季融雪系统的工作过程18-19
• 2.4 夏季集热蓄能系统的工作过程19
• 2.5 本章小结19-20
• 3 太阳能-土壤蓄热融雪系统各模块的建立与分析20-36
• 3.1 地下换热器模块的传热分析与计算20-28
• 3.1.1 地下埋管换热器概述20-23
• 3.1.2 地下埋管换热器传热模型发展概述23
• 3.1.3 本文所用地下埋管换热器模型介绍23-28
• 3.2 融雪模块的设计热负荷分析计算28-32
• 3.2.1 融雪热负荷的发展研究28-29
• 3.2.2 本文所用融雪设计热负荷29-32
• 3.3 道路集热模块的分析计算32-34
• 3.4 系统设计计算模块34-35
• 3.5 本章小结35-36
• 4 太阳能-土壤蓄热融雪系统可视化应用软件开发36-51
• 4.1 开发环境介绍36
• 4.2 软件的框架结构及主要功能描述36-42
• 4.3 应用实例42-49
• 4.4 软件后续开发建议49-50
• 4.5 本章小结50-51
• 5 结论及展望51-53
• 5.1 主要结论51
• 5.2 建议及展望51-53
• 参考文献53-57
• 附录 软件的安装环境及安装步骤57-61
• 致谢61-62

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