復(fù)合式太陽能供熱系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，人們對建筑舒適性的要求不斷提高，建筑能耗快速增長，建筑用能占全社會能源消費量的比例已接近30％。在建筑能耗中，供熱采暖用能約占45％，并且傳統(tǒng)的供熱方式是采用高品質(zhì)的燃料化學(xué)能滿足低品質(zhì)能量的需要，是建筑節(jié)能的重點領(lǐng)域。太陽能作為一種清潔的可再生能源，是人類可以長期依賴的重要能源之一，利用太陽熱能為建筑物供熱，既滿足能質(zhì)匹配的原則，又能獲得非常良好的節(jié)能和環(huán)境效益。
　　 針對太陽能供熱的特點，本文提出了太陽

2、能與人工能源互補的復(fù)合式太陽能供熱技術(shù)，彌補了傳統(tǒng)的太陽能利用方式中分散性、間斷性和不穩(wěn)定性的缺點。
　　 首先，在太陽輻射理論計算的基礎(chǔ)上，建立了傾斜面上的太陽輻射強度數(shù)學(xué)模型，對集熱器進行了優(yōu)化分析，建立了冬季北半球南向傾斜面平均最佳傾角的數(shù)學(xué)模型；從能量利用角度出發(fā)，依據(jù)了熱力學(xué)第一定律和第二定律，從能量的數(shù)量和質(zhì)量結(jié)合上，對復(fù)合式太陽能供熱系統(tǒng)的主要部件進行了熱力學(xué)分析，建立了合理、全面的評價方法，利用評價指標分析了各種

3、因素對節(jié)能效果的影響。
　　 其次，以某一典型工程為例，利用上述理論分析，進行了復(fù)合式太陽能供熱系統(tǒng)的優(yōu)化選擇和設(shè)計。在設(shè)計中，利用DeST軟件對建筑物逐時熱負荷進行了模擬計算，彌補了以往穩(wěn)態(tài)負荷計算方法的不足；繪制了采暖季日平均建筑物逐時熱負荷和集熱器有效集熱量的波動規(guī)律曲線，利用Origin7.5對曲線進行了擬合，得到波動規(guī)律方程；利用逐時熱負荷和有效集熱量曲線方程在不同時間段內(nèi)分別積分得到了日均熱負荷總量、有效集熱總量、最

4、大蓄熱量和輔助加熱量；利用綜合能源價格法對不同的輔助熱源方案進行了經(jīng)濟性分析，得出了符合能源的匹配原則的輔助熱源方案；從地板構(gòu)造層材料的熱物理性質(zhì)方面闡述了末端散熱系統(tǒng)的蓄熱特性；分析了集熱系統(tǒng)的運行控制與安全防護控制、太陽能集熱系統(tǒng)和輔助熱源的工作狀態(tài)切換控制和供熱回路控制，設(shè)計了復(fù)合式太陽能供熱系統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)，繪制了系統(tǒng)檢測與自動控制原理圖。
　　 最后，為了驗證該系統(tǒng)在實際運行中的性能和特點，搭建了一個實驗臺，對該系統(tǒng)