本文選題：太陽能空氣供暖 + 吸熱芯體��； 參考：《中國建筑科學研究院》2017年碩士論文

【摘要】：本論文從現(xiàn)有研究中優(yōu)選出幾種性能可靠、經(jīng)濟性較好的吸熱芯體形式,將太陽能空氣集熱技術(shù)嫁接于屋面圍護結(jié)構(gòu)之上,設(shè)計組成一體化的屋面集熱構(gòu)件,使其既承擔利用空氣集熱的任務(wù),又具有圍護結(jié)構(gòu)的功能。對優(yōu)選設(shè)計的三種構(gòu)件在相近條件下進行了多工況性能測試和節(jié)能分析。首先,結(jié)合現(xiàn)有研究成果,給出了三種構(gòu)件的設(shè)計方案,芯體形式分別為構(gòu)件1-V型槽吸熱芯體、構(gòu)件2-S型擾流板吸熱芯體、構(gòu)件3-條縫型孔板吸熱芯體。在此基礎(chǔ)上,分析了構(gòu)件各組成部分的傳熱關(guān)系,采用集總參數(shù)法建立了太陽能空氣集熱構(gòu)件的數(shù)學模型。從模型出發(fā),對構(gòu)件的熱性能進行了模擬分析,有助于判斷實驗過程中現(xiàn)場數(shù)據(jù)的正誤。其次,參考國內(nèi)外標準,通過實驗測試給出了3種構(gòu)件在4個流量(36m3/(h?m2),54m3/(h?m2),72m3/(h?m2),90m3/(h?m2))下的12條瞬時效率曲線。通過效率方程可以得到特定流量、不同入口溫度、不同室外溫度、不同太陽輻照度下構(gòu)件的集熱效率。在選定的流量范圍內(nèi),三種構(gòu)件的效率曲線截距均大于45%。集熱性能方面,構(gòu)件3優(yōu)于構(gòu)件2優(yōu)于構(gòu)件1。根據(jù)實測數(shù)據(jù),給出了三種構(gòu)件適用的推薦運行流量為36~54m3/(h?m2)。構(gòu)件在該流量范圍內(nèi)運行,可以充分滿足末端的送風需求,并減小運行能耗。再次,通過測量三種構(gòu)件進出口壓力降落,給出了三種構(gòu)件的綜合阻力系數(shù)。構(gòu)件1綜合阻力系數(shù)為80.11,構(gòu)件2綜合阻力系數(shù)為83.16,構(gòu)件3綜合阻力系數(shù)為73.61。阻力系數(shù)的得出便于今后系統(tǒng)設(shè)計過程中更加準確地進行水力計算,選擇合理的動力設(shè)備。此外,采用復(fù)合平壁模型分析了構(gòu)件的傳熱性能,按照現(xiàn)行規(guī)范中對于圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的要求,給出了太陽能空氣集熱構(gòu)件作為建筑圍護結(jié)構(gòu)的設(shè)計建議——構(gòu)件內(nèi)部保溫采用50mm聚氨酯保溫板。最后,在應(yīng)用方面,對比了全并聯(lián)單級集熱和串并聯(lián)結(jié)合雙級集熱兩種安裝方式的集熱性能和經(jīng)濟性。在36~54m3/(h?m2)的推薦運行流量范圍內(nèi),全并聯(lián)單級集熱方案能夠充分發(fā)揮每部分構(gòu)件的集熱性能,能夠滿足末端送風需求,是經(jīng)濟可靠的推薦方案。給出了單塊構(gòu)件的節(jié)能量和經(jīng)濟性評價指標,確定構(gòu)件1采用V型槽吸熱芯體的非滲透型太陽能空氣集熱構(gòu)件為推薦使用的構(gòu)件形式。太陽能空氣供暖技術(shù)是清潔能源供暖領(lǐng)域的重要組成,有助于實現(xiàn)供暖無煤化,改善室內(nèi)熱環(huán)境的同時,具有顯著的節(jié)能效益和社會效益。
[Abstract]:In this paper, several heat absorbing core forms with reliable performance and good economy are selected from the existing research, and the solar air heat collecting technology is grafted onto the roof enclosure structure to design the integrated roof heat collecting component. It not only takes on the task of using air heat collection, but also has the function of enclosure structure. The performance test and energy saving analysis of the three components in the optimal design are carried out under similar conditions. Firstly, based on the existing research results, three kinds of design schemes are presented. The core is composed of 1-V groove core, 2-S spoiler core, and 3- slit orifice plate endothermic core. On this basis, the heat transfer relationship of each component is analyzed, and the mathematical model of solar air heat collector is established by lumped parameter method. Based on the model, the thermal performance of the components is simulated and analyzed, which is helpful to judge the correctness and error of the field data during the experiment. Secondly, with reference to the domestic and foreign standards, 12 instantaneous efficiency curves of three kinds of components are given under the four flow rate of 36m3 / hm2 / 54m3 / m2 / 72m3 / hm2t / 90m3P / hm2t). Through the efficiency equation, the heat collection efficiency of the components can be obtained under the specific flow rate, different inlet temperature, different outdoor temperature and different solar irradiance. In the selected flow range, the intercept of the efficiency curve of the three components is greater than 45. In terms of heat collection performance, component 3 is better than component 2 than component 1. According to the measured data, the recommended running flow rate of three components is 364m3 / hm2m2. When the component runs in the range of flow rate, it can fully meet the air supply requirement of the end and reduce the running energy consumption. Thirdly, by measuring the pressure drop at the inlet and outlet of the three components, the comprehensive resistance coefficient of the three components is given. The comprehensive resistance coefficient of component 1 is 80.11, that of component 2 is 83.16, and that of component 3 is 73.61. The calculation of resistance coefficient is convenient for the more accurate hydraulic calculation and the selection of reasonable power equipment in the design process of the system in the future. In addition, the heat transfer performance of the components is analyzed by using the composite flat wall model. According to the requirements of the current code for the heat transfer coefficient of the enclosure structure, In this paper, the design suggestion of solar air heat collector as building envelope structure is given-50mm polyurethane thermal insulation board is used for internal heat preservation of the component. Finally, in the aspect of application, the heat collecting performance and economy of all parallel single-stage heat collection and series-parallel combined two-stage heat collection are compared. Within the recommended operating flow range of 36m ~ (54) m ~ (3 /) / h ~ (2), the all-parallel single-stage heat collection scheme can give full play to the heat collection performance of each component, and can meet the demand of terminal air supply. It is an economical and reliable recommended scheme. The energy saving and economic evaluation index of single block member is given. The non-permeable solar air collector of V-groove endothermic core is selected as the recommended component form of component 1. Solar air heating technology is an important component of clean energy heating field. It is helpful to realize the heating without coal and improve the indoor thermal environment. At the same time, it has remarkable energy-saving and social benefits.
【學位授予單位】：中國建筑科學研究院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TU111.4;TU832

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本文編號：1946486