發(fā)布時間：2022-02-21 11:26

　　本課題將金屬波紋填料應用到太陽能空氣集熱器中，利用其比表面積大，傳熱性能好，重量輕等優(yōu)點，提出了采用沖孔波紋集熱板的滲透型空氣集熱器和波紋板填料型空氣集熱器，并對集熱器性能以及其在村鎮(zhèn)建筑中的采暖效果和節(jié)能效果進行了模擬和實驗研究。首先，在分析其內部傳熱過程的基礎上，采用控制容積平衡法分別建立了采用沖孔波紋集熱板的滲透型空氣集熱器在下進風上出風、上進風下出風兩種運行模式下的數(shù)學模型，和波紋板填料型空氣集熱器的二維傳熱數(shù)學模型，利用Matlab軟件開發(fā)了模型迭代求解的方法。通過在冬季采暖期進行實驗，驗證了所建立的集熱器模型，并利用實驗數(shù)據(jù)對集熱器的空氣流動阻力進行了分析。其次，利用驗證的數(shù)學模型，以集熱器的進出口溫差、集熱效率以及凈?效率為指標，分別模擬研究了兩種集熱器的結構參數(shù)和運行參數(shù)對性能的影響，為空氣集熱器的設計與應用提供了參考。與課題組之前開發(fā)的真空玻璃蓋板式沖縫型空氣集熱器相比，相同尺寸、相同工況下，兩種新型太陽能空氣集熱器的集熱效率分別提高了5.8%和3.6%，達到62.3%和59.6%。其中采用沖孔波紋集熱板的滲透型空氣集熱器的集熱效率更高且空氣流動阻力較小，推廣與應用的... 

【文章來源】：天津大學天津市211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：157 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題背景
        1.1.1 氣候變化，能源危機，環(huán)境污染
        1.1.2 村鎮(zhèn)建筑采暖
        1.1.3 太陽能利用方式
    1.2 研究現(xiàn)狀與問題提出
        1.2.1 研究現(xiàn)狀
        1.2.2 問題提出
    1.3 研究內容和研究方法
    1.4 本文組織結構
    1.5 課題來源
第二章 采用沖孔波紋集熱板的滲透型空氣集熱器性能研究
    2.1 集熱器結構及工作原理
        2.1.1 集熱器結構設計
        2.1.2 工作原理
    2.2 集熱器下進風上出風運行的數(shù)學模型
        2.2.1 相關假設和簡化
        2.2.2 計算區(qū)域離散化
        2.2.3 控制方程
        2.2.4 單值性條件
    2.3 集熱器上進風下出風運行的數(shù)學模型
        2.3.1 控制方程
        2.3.2 單值性條件
    2.4 模型解法
        2.4.1 輻射項處理
        2.4.2 節(jié)點方程
        2.4.3 迭代求解方法
    2.5 模型的實驗驗證
        2.5.1 實驗系統(tǒng)
        2.5.2 實驗結果
        2.5.3 實驗與模擬結果對比
        2.5.4 摩擦阻力系數(shù)回歸
    2.6 集熱器性能模擬分析
        2.6.1 評價指標
        2.6.2 結構參數(shù)對集熱器性能的影響
        2.6.3 運行參數(shù)對集熱器性能的影響
    2.7 本章小結
第三章 波紋板填料型空氣集熱器性能研究
    3.1 集熱器結構及工作原理
        3.1.1 集熱器結構設計
        3.1.2 工作原理
    3.2 集熱器數(shù)學模型
        3.2.1 相關假設和簡化
        3.2.2 計算區(qū)域離散化
        3.2.3 控制方程
        3.2.4 單值性條件
    3.3 模型解法
        3.3.1 節(jié)點方程
        3.3.2 迭代求解方法
    3.4 模型的實驗驗證
        3.4.1 實驗系統(tǒng)
        3.4.2 實驗結果
        3.4.3 實驗與模擬結果對比
        3.4.4 摩擦阻力系數(shù)回歸
    3.5 集熱器性能模擬分析
        3.5.1 結構參數(shù)對波紋板填料型空氣集熱器性能的影響
        3.5.2 兩種空氣集熱器性能對比
    3.6 本章小結
第四章 新型太陽能集熱器應用于典型村鎮(zhèn)建筑采暖效果研究
    4.1 應用新型太陽能集熱器的典型村鎮(zhèn)建筑
    4.2 應用新型太陽能集熱器的村鎮(zhèn)建筑采暖效果實驗研究
        4.2.1 實驗內容與實驗目的
        4.2.2 實驗方法
        4.2.3 實驗結果分析
        4.2.4 實驗結論
    4.3 應用新型太陽能集熱器的村鎮(zhèn)建筑動態(tài)分析模型
        4.3.1 相關假設和簡化
        4.3.2 集熱器模型
        4.3.3 村鎮(zhèn)建筑模型
        4.3.4 動態(tài)分析模型求解方法
        4.3.5 動態(tài)分析模型驗證
        4.3.6 冬季采暖效果模擬
    4.4 本章小結
第五章 太陽能空氣采暖系統(tǒng)應用于村鎮(zhèn)建筑節(jié)能效果研究
    5.1 新型太陽能集熱器應用于典型村鎮(zhèn)建筑的冬季供熱量
    5.2 太陽能保證率研究
        5.2.1 太陽能保證率
        5.2.2 太陽能保證率計算方法
        5.2.3 太陽能保證率影響因素
    5.3 太陽能空氣采暖系統(tǒng)運行模式
    5.4 節(jié)能、環(huán)保效果分析
    5.5 本章小結
第六章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 主要創(chuàng)新點
    6.3 展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]Mechanism for the formation of the January 2013 heavy haze pollution episode over central and eastern China[J]. WANG YueSi,YAO Li,WANG LiLi,LIU ZiRui,JI DongSheng,TANG GuiQian,ZHANG JunKe,SUN Yang,HU Bo,XIN JinYuan.  Science China（Earth Sciences）. 2014(01)
[2]交叉V形吸熱板V形底板空氣集熱器性能特性研究[J]. 閆崇強,李明,季旭,羅熙.  西南大學學報(自然科學版). 2013(07)
[3]被動式太陽能在山西農村居住建筑中的應用[J]. 籍仙榮,杜俊芳,沈濤.  建筑節(jié)能. 2013(05)
[4]應用于村鎮(zhèn)住宅的太陽能復合熱泵空調系統(tǒng)測試分析[J]. 李博佳,由世俊,張歡,鄭萬冬.  建筑科學. 2013(02)
[5]波紋板填料的流體力學性能[J]. 張敏革,王雷,聶凡,崔岳峰,李鑫鋼.  化工進展. 2012(11)
[6]蛇形流道太陽能平板空氣集熱器集熱性能研究[J]. 夏佰林,趙東亮,代彥軍,李勇.  太陽能學報. 2012(09)
[7]一種新型滲透式太陽能空氣集熱器的熱性能研究[J]. 張歡,高煜,由世俊,李憲莉.  天津大學學報. 2012(07)
[8]蓋板式沖縫型空氣集熱器熱性能的影響因素研究[J]. 李憲莉,由世俊,張歡,林國真.  太陽能學報. 2012(06)
[9]我國建筑節(jié)能戰(zhàn)略研究[J]. 江億.  中國工程科學. 2011(06)
[10]太陽能玻璃真空集熱管熱性能評價方法[J]. 梁若冰,馬良棟,張吉禮.  建筑熱能通風空調. 2011(03)

博士論文
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[2]我國華北寒冷地區(qū)農村可持續(xù)住宅建設與設計研究[D]. 王舒揚.天津大學 2011
[3]太陽能熱風采暖系統(tǒng)與村鎮(zhèn)建筑一體化研究[D]. 李憲莉.天津大學 2010

碩士論文
[1]太陽能—土壤源熱泵系統(tǒng)太陽能保證率的研究[D]. 葉曉莉.大連理工大學 2013
[2]多孔太陽墻采暖房的數(shù)值與實驗研究[D]. 王一鳴.華中科技大學 2012
[3]一種新型太陽能空氣集熱器的熱性能研究[D]. 馮其明.天津大學 2010
[4]太陽能空氣集熱建筑模塊熱輸運控制方法的研究[D]. 陳佳.大連理工大學 2009
[5]被動式太陽能建筑動態(tài)室溫預測及能耗分析[D]. 劉靜君.大連理工大學 2007
[6]新型變色幕墻太陽能空氣集熱器的熱性能研究[D]. 薛靜.大連理工大學 2006



本文編號：3637156