基于蓄能技术的地板辐射与阳光间耦合采暖系统研究

摘要

随着近几年的建筑能源消耗的逐渐增加，相变蓄能材料在建筑中的应用成为了研究的重点。通过相变过程将能量贮存，再在需要的时候把能量释放的特性，设计该采暖建筑系统。本文结合相变材料的地板辐射采暖与结合集热蓄热墙的附加阳光间的耦合系统，通过实验数据与模型分析研究的方法对采暖建筑的热特性和节能效果展开研究。
　　本文搭建了两个尺寸和结构均相同的采暖实验房与普通对比房进行研究。主要的测试工况分为被动蓄能阶段及主动调控阶段。通过对比两个房间的室内温度、围护结构温度、相变层温度、热流密度和耗电量等数据。得出在被动蓄能阶段与主动调控阶段，实验房相比普通房平均温度提高7.15℃，具有好的舒适性。在主动调控阶段，实验房间比对比房间比节电率为54.27％。
　　基于相变传热和附加阳光间传热的数学模型，利用Energy Plus对实验进行模型建立。通过不同工况的实验数据进行比较，验证该模型具有较好的适应性，能够较为准确的模拟相变蓄能房间的传热特性。模拟结果显示只有附加阳光间系统阳光间的实验房在主动空调调控工况节电量为3.69kWh,在实测实验房总耗电量为18.9kWh，附加阳光间节电量为总节电量的19.52%。模拟数据地板节能量占总系统节能量的80.48%。并针对该实验对不同常规能源替代进行经济性、节能性分析。
　　本文从实验角度验证了相变地板采暖与附加阳光间结合集热蓄热墙耦合的采暖系统在建筑中的应用效果，为后人的研究提供了参考。同时本文也建立了适用性良好的Energy Plus建筑模型。为今后的结合相变技术的采暖建筑的设计提供了参考。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题研究研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要研究内容和技术路线

第2章 传热基础理论研究

2.1 相变传热分析

2.2 附加阳光间传热分析

2.3 附加阳光间及相变地板耦合传热分析

2.4 小结

第3章 基于蓄能技术采暖系统实验研究

3.1 实验台设计

3.2 测试内容

3.3 实验方案

3.4 实验结果分析

3.6小结

第4章 基于蓄能技术的采暖系统节能性分析

4.1Energy Plus软件介绍

4.2 阳光间节能性分析

4.3 地板节能性分析

4.4 结合应用太阳能的节能潜力及经济分析

4.5 PCM地板+被动式太阳房综合节能分析

4.6 小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况

致谢