空氣-水復合集熱太陽能供熱采暖系統(tǒng)研究與應用.pdf

1、申請上海交通大學碩士學位論文空氣水復合集熱太陽能供熱采暖系統(tǒng)研究與應用碩士研究生：趙東亮指導教師：李勇博士副教授上海交通大學機械與動力工程學院制冷與低溫工程研究所2011年2月上海交通大學碩士學位論文摘要I空氣水復合集熱太陽能供熱采暖系統(tǒng)研究與應用摘要太陽能供熱采暖系統(tǒng)由于在利用太陽能和保護環(huán)境等方面的優(yōu)勢，受到了國內(nèi)外學者的廣泛重視。近年來世界各地相繼建成很多太陽能供熱采暖示范建筑，積累了較為豐富的理論和實踐經(jīng)驗。本文對一種新型太陽能

2、供熱采暖系統(tǒng)進行了較為深入的研究和探討。本文設(shè)計了一種可以使用空氣和水兩種工質(zhì)循環(huán)集熱的太陽能集熱器，集熱器內(nèi)部設(shè)置空氣和水兩種工質(zhì)流道，它們既可單獨循環(huán)集熱，也可同時循環(huán)集熱。經(jīng)計算，該新型集熱器成本較低，適合推廣應用。為驗證集熱器的可靠性，在我國的三個地區(qū)分別選擇生產(chǎn)企業(yè)進行試制，并分別進行了測試。測試結(jié)果表明，該型集熱器的熱效率隨空氣流量、輻照強度、環(huán)境溫度的增加而增大，在大多數(shù)情況下，其熱效率可達到50%以上。對某棟示范建筑物內(nèi)

3、的太陽能供熱采暖系統(tǒng)進行了設(shè)計、模擬仿真和優(yōu)化。該系統(tǒng)采暖季白天使用空氣循環(huán)集熱并向室內(nèi)供暖，多余熱量蓄存在卵石蓄熱床中，供夜間和陰雨天使用，能量不足部分由常規(guī)鍋爐輔助熱源提供。系統(tǒng)設(shè)置太陽能直接供暖、蓄熱床供暖、夜間供暖、蓄熱和輔助熱源供暖五種工作模式。非采暖季時使用水循環(huán)向建筑提供生活熱水。共設(shè)置太陽能集熱面積473.2m2，供熱采暖面積3458m2。經(jīng)TRNSYS優(yōu)化后的系統(tǒng)全年太陽能保證率為53.0%。文中介紹了示范項目施工情況

4、及需注意的問題，并總結(jié)了工程經(jīng)驗。太陽能系統(tǒng)檢測于采暖季的12月展開。測試數(shù)據(jù)表明，太陽能集熱器在當?shù)?2月氣候下悶曬溫度可達89.1℃；送風管道熱損失約占系統(tǒng)總集熱量的17%；蓄熱床熱損失系數(shù)為33.3%。太陽能直接供暖工況效果較為明顯，白天大部分時間室溫可維持18℃以上。12月下半月，系統(tǒng)日太陽能保證率最高值達33.6%，平均值為19.1%。不同類型供暖房間的對比測試表明，無任何供暖措施的房間平均溫度維持在8℃左右，太陽能供暖可使房