太陽能空氣集熱模塊優(yōu)化運行策略的研究.pdf

1、太陽能空氣采暖系統(tǒng)已經(jīng)有近30年的發(fā)展歷程，它具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、室溫調(diào)節(jié)迅速以及無結(jié)霜結(jié)露現(xiàn)象等優(yōu)點，是一種極具應(yīng)用前景的太陽能采暖技術(shù)。針對我國居住建筑形式大多為多層住宅的國情，研究開發(fā)充分利用南外墻收集利用太陽能的空氣采暖系統(tǒng)成為國家“十一五"期間可再生能源利用領(lǐng)域的重點資助方向。但目前雖然太陽能空氣集熱器單體熱性能的研究已經(jīng)取得較大的進展，可是熱輸運過程的控制策略仍然是一個亟待解決的重要問題，這也是影響其實際工程設(shè)計應(yīng)用的瓶

2、頸問題。
　　 本研究中，以自主研發(fā)的太陽能空氣集熱模塊(簡稱模塊)的采暖系統(tǒng)為研究對象，采用實驗研究、理論分析及模擬計算相結(jié)合的方法，系統(tǒng)研究了風(fēng)機不同運行模式下模塊熱性能和采暖效果、模塊供熱能力氣候適應(yīng)性、模塊熱循環(huán)流速對模塊熱效率和室內(nèi)溫度場分布的影響，建立了模塊宏觀物理模型和實驗房環(huán)境控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并在TRNSYS中對輔助熱源控制系統(tǒng)的進行了模擬。
　　 研究內(nèi)容與成果概述如下：
　　 (1)通過實

3、驗研究了不同運行方式下模塊的換熱強度、供熱量、熱效率和室內(nèi)采暖效果，得出模塊全熱換熱量是顯熱換熱量的1.3～1.5倍，潛熱換熱不可忽略；連續(xù)運行時供熱量和平均熱效率均高于間隔運行，但是在風(fēng)機開啟段，間隔運行的逐時熱效率高于連續(xù)運行；非等時間間隔運行時，室內(nèi)溫度場波動較小，而等時間間隔運行室內(nèi)溫度波動較大，連續(xù)運行室內(nèi)溫度波動介于二者之間。
　　 (2)引入層次分析法，給出了不同氣候條件下模塊區(qū)域氣候適應(yīng)性綜合評價方法，提出影響模

4、塊區(qū)域適應(yīng)性指標(biāo)分別為分別是冬季日照率、采暖期的太陽輻射總量、采暖期的日照時數(shù)、采暖期累年極端最低溫度平均值、采暖期室外平均溫度，確定各自的權(quán)重系數(shù)分別為0.177、0.465、0.233、0.046、0.079，并利用該方法對采暖區(qū)8個典型城市的模塊適應(yīng)性做出評價，這為模塊的在不同區(qū)域氣候供熱能力的計算和推廣提供了理論依據(jù)。
　　 (3)利用實驗和理論研究相結(jié)合的方法研究了模塊內(nèi)部不同流速下模塊供熱量和熱效率，并提出效率歸一化

5、處理方法，研究不同實驗條件下，模塊熱效率與內(nèi)部空氣流速之間的關(guān)系；同時在Airpak軟件中建立了模塊送風(fēng)模型，研究不同出口風(fēng)速對室內(nèi)溫度場的影響，得出，流量分別為0.01m3/sm3/s、0.02 m3/s、0.03 m3/s時，模塊最佳出口流速分別為1m/s、1.6 m/s、2.0 m/s，隨著流量的增大，模塊最佳出口風(fēng)速增大。
　　 (4)分別建立了模塊換熱模型和實驗房輔助熱源控制系統(tǒng)的物理模型和數(shù)學(xué)模型，得出模塊出口溫度的