25m2太阳房地板采暖系统理论与实验研究

摘要

本研究是基于国内外对太阳能建筑研究的基础上,建立太阳房内空气热平衡模型、低温地板采暖向室内的传热模型、南向玻璃窗向室内的传热模型,讨论了太阳房内低温地板采暖系统对太阳房采暖的影响,最后在太阳房内搭建太阳能低温地板辐射采暖实验台,测试了直接受益式玻璃南窗和地板采暖在太阳房采暖中的作用,得到了以下结果:
　　1.太阳房热水系统在平均太阳辐射强度为353W/m2时,450L热水箱内水可以升温31℃,热水系统的效率37.3％。
　　2.设定连续运行下的A1、A2、A3工况,控制地板采暖进水温度为45℃,供回水温差5℃。在室外平均温度2.26℃,不进行供暖时室内温度为7.61℃,A2工况下室内可以升温4.98℃;A1工况下室内的平均温度为17.51℃,室内采暖的平均能耗为55.83W/m2;A3工况下,室内平均温度为21.29℃,室内的平均能耗48.98W/m2。
　　3.在间歇运行情形下,设定B1、B2、B3工况,在室外平均温度2.17℃,不进行供暖时室内温度为7.62℃,B2工况下,室内可以升温5.12℃;A1工况下,在地板采暖的作用对下,室内的平均温度为16.35℃,室内采暖的平均能耗为49.86W/m2;在B3工况下,室内平均温度为19.79℃,室内的平均能耗44.20W/m2。
　　4.A1工况下的室内平均能耗要比A3工况下的室内平均能耗高6.85W/m2,B1工况下的要比B3工况下的高5.66W/m2,主要是太阳能在室内采暖起的作用;A1工况下的要比B1工况下的高5.97W/m2,A3工况下的要比B3工况下的高4.78W/m2,说明通过控制地板的启停更能有效的控制室内能耗。计算同类型的对比房能耗为72.57W/m2,与对比房相比较,A1工况节能30.0%,A3工况节能48.2%,B1工况节能45.5%,B3工况节能64.2%,从而说明本太阳房在采暖节能方面的优势。

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1 绪论

1.1能源消费现状

1.2太阳能建筑发展现状

1.3 地板采暖研究现状分析

1.4 本课题的主要研究内容

2 太阳房采暖的基本理论

2.1 太阳房物理模型

2.2 太阳房数学模型

2.3太阳房的能耗指标计算方法分析

3 太阳房采暖模式CFD模拟

3.1 CFD的基本理论

3.2 太阳房内采暖模拟

4太阳房采暖系统实验研究

4.1 太阳房采暖系统实验平台

4.2实验方案的确定

4.3实验结果分析

5 理论与实验结果对比分析

5.1太阳房内的温度对比分析

5.2 太阳房内的能耗对比分析

6 总结及展望

6.1 总结

6.2 下一步工作展望

致谢

参考文献

附录 作者在攻读硕士学位期间发表的论文