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北京农村住宅采暖节能研究及太阳能—蓄热地板传热特性理论分析

作　者: 李涛
导　师: 何雪冰；杨旭东
学　校: 重庆大学
专　业: 供暖、供燃气、通风及空调工程
关键词: 农村住宅能耗太阳能蓄热 DeST-h
分类号: TU832
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 355次
引　用: 6次
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内容摘要

近年来,随着经济的发展,建筑能耗在国家能源消耗中所占的比重越来越大。降低建筑节能,成为减少能源消耗的重要措施。随着农村地区人民生活水平的不断提高,农村生活用能逐渐提高,尤其是北方农村采暖用煤量逐年增加,因此降低北方农村采暖用能已成为我国建筑节能的重要课题。本文在北京农村能源调研的基础上,选取北京农村典型住宅作为住宅建筑研究对象。现场测试了典型住宅的屋顶、外墙的K值以及冷风渗透次数;利用DeST-h对典型住宅进行了采暖能耗模拟分析;利用该软件对影响住宅建筑热负荷的屋顶、外墙、外窗作单因素分析;通过经济性计算确定了外墙、屋顶苯板外保温的经济性厚度为6cm;利用该软件确定了农村住宅常用的木框单玻、铝合金单玻、塑钢中空窗户的窗墙比;根据对各影响因素的分析,提出了北京农村住宅的综合节能改造措施,并计算出改造后的住宅采暖能耗节能潜力为79.6%。建立了太阳能-蓄热地板的传热数学模型,并求解模型,计算结果表明:蓄热地板的厚度变化对下表面的温度影响不大;蓄热地板厚度越大,上表面温度延迟越大,波动振幅越小。蓄热地板厚度为0.3m时,上表面温度振幅只有1℃;厚度大于0.3m时,上表面温度随时间的变化近似为一定值;太阳能集热面积与地板面积之比越大,地板下表面、上表面的传热量越大。随着太阳能集热面积与地板面积之比由1/8到1/3逐渐增大,地板上表面平均热流由15w/m2增加到40 w/m2;下表面的最大热流由57 w/m2增加到150 w/m2。并给出了太阳能-蓄热地板采暖方式热地板的厚度和太阳能集热器面积确定方法。

全文目录

中文摘要  3-4
英文摘要  4-8
1 绪论  8-19
  1.1 中国建筑能耗现状  8-10
    1.1.1 总体情况  8
    1.1.2 我国建筑能耗的分类  8-10
  1.2 我国太阳能资源  10-11
  1.3 太阳能采暖系统的分类  11-18
    1.3.1 被动式太阳能采暖  11-13
    1.3.2 主动式太阳能采暖  13-16
    1.3.3 太阳能-蓄热地板采暖  16-18
  1.4 本文研究内容  18-19
2 北京市农村能耗现状调研  19-24
  2.1 总体情况  19
  2.2 调研方法  19-20
  2.3 调研结果  20-23
    2.3.1 农村能耗现状  20
    2.3.2 住宅建筑概况  20-22
    2.3.3 采暖方式  22
    2.3.4 采暖费用  22-23
  2.4 本章小结  23-24
3 农村建筑围护结构保温性能检测  24-30
  3.1 围护结构传热系数现场检测方法  24-26
    3.1.1 测量原理及设备  24-25
    3.1.2 测试方法  25
    3.1.3 围护结构传热系数检测结果  25-26
  3.2 示踪气体测量冷风渗透次数测量方法  26-29
    3.2.1 示踪气体测量室内通风次数的原理  26-27
    3.2.2 测量方法  27
    3.2.3 住宅冷风渗透次数测量结果  27-29
  3.3 室内温度测量  29
  3.4 本章小结  29-30
4 农村建筑热负荷模拟及节能分析  30-51
  4.1 DEST-H 软件介绍  30-33
    4.1.1 DeST 主要特点  30-31
    4.1.2 DeST 主要应用领域  31-33
  4.2 典型建筑动态负荷模拟计算  33-40
    4.2.1 典型建筑描述  33-34
    4.2.2 计算输入  34-37
    4.2.3 模拟结果  37-40
  4.3 农村建筑节能分析  40-49
    4.3.1 敏感性分析  40-47
    4.3.2 苯板外保温经济性厚度  47-49
  4.4 住宅节能潜力分析  49-50
  4.5 本章小结  50-51
5 太阳能-蓄热地板传热特性理论分析  51-63
  5.1 太阳能辐射计算  51-52
    5.1.1 太阳辐射相关角度计算  51-52
    5.1.2 太阳直射辐射强度计算  52
    5.1.3 太阳散射辐射强度计算  52
  5.2 太阳能-蓄热地板采暖传热模型  52-54
  5.3 太阳能-蓄热地板采暖传热模型求解  54-56
    5.3.1 边界条件的傅立叶分解  54-55
    5.3.2 模型求解  55-56
  5.4 太阳能-蓄热地板影响因素计算分析  56-60
    5.4.1 边界条件的傅立叶离散  56-57
    5.4.2 蓄热地板厚度对蓄热地板传热影响  57-59
    5.4.3 太阳能集热器面积对蓄热地板传热影响  59-60
  5.5 太阳能-蓄热地板采暖的参数选择  60-62
  5.6 本章小结  62-63
6 结论与展望  63-65
  6.1 主要结论  63-64
  6.2 后续研究工作的展望  64-65
致谢  65-66
参考文献  66-69
附录  69

北京农村住宅采暖节能研究及太阳能—蓄热地板传热特性理论分析

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