本文選題：分離式熱管 + 墻體供暖系統(tǒng)�。� 參考：《南京工業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：將熱管運用于建筑供暖的研究目前相對較少,還處于初級階段。在充分利用可再生能源(太陽能)的前提下,以熱管技術(shù)為基礎(chǔ),運用“被動式”設(shè)計理念,結(jié)合太陽能熱水器,提出了一種太陽能—內(nèi)置分離式熱管墻體供暖系統(tǒng)。目前,墻體內(nèi)安裝熱管的傳熱特性的研究并不多,較多的研究還是針對熱管自身的傳熱特性。本文的主要工作為了確定熱管供暖墻體的結(jié)構(gòu)形式,分析墻體結(jié)構(gòu)以及安裝的結(jié)構(gòu)形式對熱管傳熱特性的影響,提出增強熱管與墻體傳熱的技術(shù)措施。以地板輻射傳熱的研究作為本課題研究的基礎(chǔ),建立墻體供暖系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。針對本課題的研究目的,對墻體采暖系統(tǒng)的傳熱過程作適當假設(shè),建立墻體采暖系統(tǒng)的二維傳熱模型,假設(shè)系統(tǒng)處于連續(xù)運行工況,不考慮熱源的間歇性(太陽能資源的不連續(xù)性),整個傳熱過程視為穩(wěn)態(tài)過程。運用數(shù)值模擬軟件計算內(nèi)置分離式熱管墻體的傳熱過程,針對熱管數(shù)量、安裝翅片長度、翅片厚度、結(jié)構(gòu)層材料這四個因素對熱管傳熱功率的影響,同時分析墻體整體以及表面的溫度分布。本課題提出的太陽能——內(nèi)置分離式墻體供暖系統(tǒng)具有可無動力工作的特性,實現(xiàn)供暖過程的“零能耗”。熱管的數(shù)量對熱管自身的熱流密度影響較小。在填充及抹平層材料為水泥砂漿、無翅片的條件下,安裝在墻體內(nèi)的熱管數(shù)量為4根時的熱管表面熱流密度為432.3W/m2；增加到12根時。熱流密度為398.8W/m2,只降低了7.7%。安裝翅片可以顯著提升熱管的傳熱效率。在填充及抹平層材料為水泥砂漿、熱管數(shù)量為8根的條件下,安裝翅片的長度分別為0L、1/4L、1/2L、3/4L、1L時,最大提升幅度可達211.4%。同時,結(jié)構(gòu)層材料的選擇對熱管傳熱效率的影響很大。結(jié)構(gòu)層分別使用灰砂磚、加氣混凝土砌塊時,墻體表面熱流密度分別為615.3W/m2、276.3W/m2。使用灰砂磚的熱管表面熱流密度相比于使用混凝土砌塊的提高了122.7%。使用加氣混凝土砌塊和灰砂磚,兩者熱管傳熱效率相差了一倍之多。在選擇結(jié)構(gòu)層材料時,應(yīng)綜合考慮各方面因素,選出適宜的材料。
[Abstract]:The application of heat pipe in building heating is relatively rare, and it is still in the primary stage. On the premise of making full use of renewable energy (solar energy), based on heat pipe technology, using the "passive" design concept and combining with solar water heater, a solar-built-in heat pipe wall heating system is proposed. At present, there are few researches on the heat transfer characteristics of heat pipe installed in the wall, but more researches are focused on the heat transfer characteristics of the heat pipe itself. The main work of this paper is to determine the structure of heat pipe heating wall, analyze the influence of wall structure and installed structure on heat transfer characteristics of heat pipe, and put forward technical measures to enhance heat transfer between heat pipe and wall. Based on the research of floor radiation heat transfer, the mathematical model of wall heating system is established. For the purpose of this research, the heat transfer process of the wall heating system is properly assumed, and the two-dimensional heat transfer model of the wall heating system is established, assuming that the system is in continuous operation condition. The whole heat transfer process is considered as a steady state process regardless of the intermittency of the heat source (discontinuity of solar energy resources). The heat transfer process of heat pipe wall is calculated by numerical simulation software. The heat transfer power of heat pipe is affected by four factors, such as the number of heat pipe, the length of fin, the thickness of fin and the material of structure layer. At the same time, the temperature distribution of the whole wall and the surface is analyzed. The solar-built-in wall heating system has the characteristics of no power operation, and realizes the "zero energy consumption" in the heating process. The quantity of heat pipe has little effect on the heat flux of heat pipe itself. Under the condition of filling and leveling layer with cement mortar and no fins, the heat flux density of heat pipe surface when the number of heat pipe installed in the wall is 4 is 432.3 W / m ~ 2; when the heat pipe is increased to 12, the heat flux on the surface of the wall is 432.3 W / m ~ (2). The heat flux was 398.8 W / m ~ 2, only a decrease of 7.7%. The heat transfer efficiency of heat pipe can be greatly improved by installing fins. Under the condition that the filling and leveling layer material is cement mortar and the number of heat pipes is 8, the maximum lift can reach 211.4 when the length of the finned fin is 0 L / 1 / 4 L / 2 L / 2 L / 3 / 4 L / 1 L respectively. At the same time, the selection of structural layer material has great influence on heat transfer efficiency of heat pipe. The heat flux on the wall surface is 615.3W / m2276.3W / m2 when the structure layer is made of lime sand brick and aerated concrete block respectively. The heat flux on the surface of heat pipe with gray sand brick is 122.7 higher than that with concrete block. Using aerated concrete block and lime sand brick, the heat transfer efficiency of heat pipe is twice the same. In the selection of structural layer materials, all factors should be considered synthetically and the suitable materials should be selected.
【學(xué)位授予單位】：南京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU111.4;TU832

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本文編號：2049538