季節(jié)性儲(chǔ)能技術(shù)在低能耗建筑中的應(yīng)用研究.pdf

1、當(dāng)今世界，能源問題已經(jīng)成為人們?nèi)找骊P(guān)注的熱點(diǎn)問題。而建筑能耗在整個(gè)社會(huì)能耗中所占的重大比例，使建筑節(jié)能成為世界建筑界面臨的一個(gè)緊迫問題。如何降低建筑能耗已成為建筑界亟待解決的課題。在這個(gè)背景下，季節(jié)性儲(chǔ)能技術(shù)為緩解上述矛盾開拓了重要的領(lǐng)域。到目前為止，針對(duì)該方面的研究并不充分，尤其是對(duì)于地埋儲(chǔ)能水箱散熱特性的研究。
　　本文以南京地區(qū)某一連棟別墅為研究對(duì)象，采用能耗模擬軟件對(duì)其進(jìn)行了全面的建模與模擬;建立了地埋儲(chǔ)能水箱的物理模型以

2、及數(shù)學(xué)模型，從理論上分析了儲(chǔ)能水箱地下?lián)Q熱的特性;運(yùn)用伽遼金法來推導(dǎo)建立了二維瞬態(tài)溫度場(chǎng)求解方程;利用有限元軟件ANSYS對(duì)該別墅的幾種保溫層厚度圓柱體地埋儲(chǔ)冷水箱和儲(chǔ)熱水箱分別進(jìn)行了模擬;并分別對(duì)3種不同容積和3種不同儲(chǔ)存溫度的圓柱體儲(chǔ)熱水箱進(jìn)行了模擬分析與對(duì)比。模擬研究得到如下結(jié)果:
　　(1)該連棟別墅建筑空調(diào)供冷的能量為75518 kWh，供熱的能量為62932kWh，冷熱量之比為1.2∶1，供冷量偏大;根據(jù)冷熱量設(shè)計(jì)出:

3、儲(chǔ)冷水箱容積3082m3，半徑8m，儲(chǔ)熱水箱容積2345m3，半徑7.5m;
　　(2)保溫層厚度對(duì)儲(chǔ)能水箱的影響:對(duì)于儲(chǔ)冷水箱，初始水溫3℃，儲(chǔ)存時(shí)間4個(gè)月，為了保證最終水溫不高于空調(diào)新風(fēng)進(jìn)水溫度7℃，則保溫層厚度采用0.7m，如果保溫層厚度減小到0.1m，則最終水溫最高溫度為11.5℃，此時(shí)可以利用熱泵提高其溫度至空調(diào)末端毛細(xì)管供水溫度18℃;對(duì)于儲(chǔ)熱水箱，初始水溫50℃，儲(chǔ)存時(shí)間3個(gè)月，為了保證最終水溫不低于空調(diào)末端毛細(xì)管供

4、水溫度32℃，則保溫層厚度采用0.1m;
　　(3)水箱熱損失模擬情況:儲(chǔ)冷水箱和儲(chǔ)熱水箱內(nèi)部水溫沿徑向變化越來越明顯，對(duì)于儲(chǔ)冷水箱，徑向距水箱中心4m，6m，7m處的溫度變化幅度分別為0.14℃，0.74℃，1.67℃;對(duì)于儲(chǔ)熱水箱，徑向距水箱中心3m，5m，6m處的溫度變化幅度分別為0.17℃，2.01℃，7.01℃。因此，設(shè)計(jì)水箱時(shí)，在靠近水箱邊緣處設(shè)置一個(gè)圓柱形多孔板隔層，有助于減少?gòu)较騻鳠?
　　(4)水箱周圍土壤

5、溫度變化情況:距水箱壁0.3m處土壤溫度變化幅度為3.6℃，4m處變化幅度為0.36℃，因此距水箱壁4m以外的土壤溫度可以看作不變的，這正驗(yàn)證了在距水箱壁4m處設(shè)為絕熱邊界的假定;
　　(5)不同工況下儲(chǔ)熱水箱模擬情況:在同樣的保溫層厚度下，當(dāng)儲(chǔ)熱水箱的容積為1000m3、2000m3、3000m3時(shí)，初始水溫50℃，經(jīng)過3個(gè)月的儲(chǔ)存，其水箱中熱水最終溫度變化幅度分別為17.6℃、16.6℃、15.4℃，發(fā)現(xiàn)，儲(chǔ)存容積越大，溫降越