相变蓄热式太阳能低温地板辐射采暖的设计及性能研究

【摘要】： 本文研究如何利用太阳能作为低温地板辐射采暖的热源并使其稳定供暖,为克服太阳能的强弱间歇性,系统中设计了蓄热装置,使冬季在太阳能充足的条件下能实现日吸收夜供暖,在太阳能较弱的条件下对供水实现预热来降低能耗。为了使系统设计的合理性,本研究重点分析了涉及领域的基础原理,并以传热学为基础,以实现恒温供暖为目标,对实验供暖房间建立了数学模型,利用有限差分法通过编制程序计算该传热单元的数值解。 在系统设计中,以各部件的热力学原理和模拟分析为依据,计算实验环境热负荷,根据实验地区的太阳辐照强度匹配了太阳能的集热器,参照地板采暖设计标准选择CaCl_2·6H_2O作为蓄热介质,并以在最低环境温度下保持12h持续放热为最大蓄热量进行了蓄热器的设计,对整套运行系统其他部件进行选型,提出了运行流程方案并实施了构建。 最后,通过初步实验研究和数据表明了相变蓄热式太阳能地板辐射采暖系统的舒适性和可行性,分析了系统所存在的问题并提出了改进意见。 【关键词】：蓄热 地板采暖 太阳能 系统设计 性能测试
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TU832
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 绪论8-17
• 1.1 课题的背景及研究意义8-9
• 1.2 地板采暖系统的研究现状9-11
• 1.2.1 国外研究现状9-10
• 1.2.2 国内研究现状10-11
• 1.3 相变蓄能材料的研究及应用11-15
• 1.3.1 相变蓄能材料的研究现状11-13
• 1.3.2 相变蓄能材料在空调及暖通中的应用13-15
• 1.4 本文的主要工作15-17
• 第2章 相变蓄热式太阳能热水系统的热力学基础17-27
• 2.1 相变蓄能的热力学基础17-22
• 2.1.1 引言17-18
• 2.1.2 相变及相平衡18-19
• 2.1.3 结晶理论19-20
• 2.1.4 无机水合盐相变蓄热原理及影响其蓄热性能的关键问题20-22
• 2.2 太阳能集热系统的热力学基础22-26
• 2.2.1 太阳能集热器概述22-23
• 2.2.2 集热系统的传热和运行机理23-25
• 2.2.3 太阳辐射量25-26
• 2.3 本章小结26-27
• 第3章 低温地板辐射采暖系统27-35
• 3.1 低温地板辐射采暖的系统形式27-28
• 3.2 采暖地板的结构形式28-30
• 3.2.1 板体结构剖面图28
• 3.2.2 填充层厚度28-29
• 3.2.3 加热盘管管材29-30
• 3.3 采暖地板的传热机理30-31
• 3.4 地板辐射采暖的特点31-34
• 3.5 本章小结34-35
• 第4章 地板采暖系统的数值模拟35-44
• 4.1 引言35
• 4.2 数学模型的建立35-41
• 4.2.1 物理模型35-36
• 4.2.2 数学模型及假设36-37
• 4.2.3 控制方程37
• 4.2.4 定解条件37-41
• 4.3 数学模型的求解41-43
• 4.4 本章小结43-44
• 第5章 相变蓄热式太阳能低温地板辐射采暖系统的设计44-54
• 5.1 设计任务44
• 5.2 采暖系统负荷确定44-46
• 5.3 太阳能集热器46
• 5.4 蓄热器46-51
• 5.4.1 蓄热量的确定47
• 5.4.2 蓄热介质的确定47-49
• 5.4.3 蓄热器的设计49-51
• 5.5 整套系统设计51-53
• 5.5.1 系统的基本组成51-52
• 5.5.2 系统的运行流程52-53
• 5.6 本章小结53-54
• 第6章 热工性能测试及模拟结果分析54-62
• 6.1 系统待测参数和测试方法54-56
• 6.2 数值解的实验验证56-57
• 6.3 实测数据整理57-61
• 6.4 本章小结61-62
• 第7章 结论与展望62-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-68
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文68

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