北京农村住宅采暖节能研究及太阳能—蓄热地板传热特性理论分析

【摘要】： 近年来,随着经济的发展,建筑能耗在国家能源消耗中所占的比重越来越大。降低建筑节能,成为减少能源消耗的重要措施。随着农村地区人民生活水平的不断提高,农村生活用能逐渐提高,尤其是北方农村采暖用煤量逐年增加,因此降低北方农村采暖用能已成为我国建筑节能的重要课题。 本文在北京农村能源调研的基础上,选取北京农村典型住宅作为住宅建筑研究对象。现场测试了典型住宅的屋顶、外墙的K值以及冷风渗透次数;利用DeST-h对典型住宅进行了采暖能耗模拟分析;利用该软件对影响住宅建筑热负荷的屋顶、外墙、外窗作单因素分析;通过经济性计算确定了外墙、屋顶苯板外保温的经济性厚度为6cm;利用该软件确定了农村住宅常用的木框单玻、铝合金单玻、塑钢中空窗户的窗墙比;根据对各影响因素的分析,提出了北京农村住宅的综合节能改造措施,并计算出改造后的住宅采暖能耗节能潜力为79.6%。 建立了太阳能-蓄热地板的传热数学模型,并求解模型,计算结果表明:蓄热地板的厚度变化对下表面的温度影响不大;蓄热地板厚度越大,上表面温度延迟越大,波动振幅越小。蓄热地板厚度为0.3m时,上表面温度振幅只有1℃;厚度大于0.3m时,上表面温度随时间的变化近似为一定值;太阳能集热面积与地板面积之比越大,地板下表面、上表面的传热量越大。随着太阳能集热面积与地板面积之比由1/8到1/3逐渐增大,地板上表面平均热流由15w/m2增加到40 w/m2;下表面的最大热流由57 w/m2增加到150 w/m2。并给出了太阳能-蓄热地板采暖方式热地板的厚度和太阳能集热器面积确定方法。 【关键词】：农村住宅 能耗 太阳能 蓄热 DeST-h
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TU832
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-19
• 1.1 中国建筑能耗现状8-10
• 1.1.1 总体情况8
• 1.1.2 我国建筑能耗的分类8-10
• 1.2 我国太阳能资源10-11
• 1.3 太阳能采暖系统的分类11-18
• 1.3.1 被动式太阳能采暖11-13
• 1.3.2 主动式太阳能采暖13-16
• 1.3.3 太阳能-蓄热地板采暖16-18
• 1.4 本文研究内容18-19
• 2 北京市农村能耗现状调研19-24
• 2.1 总体情况19
• 2.2 调研方法19-20
• 2.3 调研结果20-23
• 2.3.1 农村能耗现状20
• 2.3.2 住宅建筑概况20-22
• 2.3.3 采暖方式22
• 2.3.4 采暖费用22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 3 农村建筑围护结构保温性能检测24-30
• 3.1 围护结构传热系数现场检测方法24-26
• 3.1.1 测量原理及设备24-25
• 3.1.2 测试方法25
• 3.1.3 围护结构传热系数检测结果25-26
• 3.2 示踪气体测量冷风渗透次数测量方法26-29
• 3.2.1 示踪气体测量室内通风次数的原理26-27
• 3.2.2 测量方法27
• 3.2.3 住宅冷风渗透次数测量结果27-29
• 3.3 室内温度测量29
• 3.4 本章小结29-30
• 4 农村建筑热负荷模拟及节能分析30-51
• 4.1 DEST-H 软件介绍30-33
• 4.1.1 DeST 主要特点30-31
• 4.1.2 DeST 主要应用领域31-33
• 4.2 典型建筑动态负荷模拟计算33-40
• 4.2.1 典型建筑描述33-34
• 4.2.2 计算输入34-37
• 4.2.3 模拟结果37-40
• 4.3 农村建筑节能分析40-49
• 4.3.1 敏感性分析40-47
• 4.3.2 苯板外保温经济性厚度47-49
• 4.4 住宅节能潜力分析49-50
• 4.5 本章小结50-51
• 5 太阳能-蓄热地板传热特性理论分析51-63
• 5.1 太阳能辐射计算51-52
• 5.1.1 太阳辐射相关角度计算51-52
• 5.1.2 太阳直射辐射强度计算52
• 5.1.3 太阳散射辐射强度计算52
• 5.2 太阳能-蓄热地板采暖传热模型52-54
• 5.3 太阳能-蓄热地板采暖传热模型求解54-56
• 5.3.1 边界条件的傅立叶分解54-55
• 5.3.2 模型求解55-56
• 5.4 太阳能-蓄热地板影响因素计算分析56-60
• 5.4.1 边界条件的傅立叶离散56-57
• 5.4.2 蓄热地板厚度对蓄热地板传热影响57-59
• 5.4.3 太阳能集热器面积对蓄热地板传热影响59-60
• 5.5 太阳能-蓄热地板采暖的参数选择60-62
• 5.6 本章小结62-63
• 6 结论与展望63-65
• 6.1 主要结论63-64
• 6.2 后续研究工作的展望64-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-69
• 附录69

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