北方建筑节能与太阳能采暖的研究

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1、中图分类号：TU832论文编号：102870118-S228学科分类号：082504硕士学位论文北方建筑节能与太阳能采暖的研究研究生姓名汪争雨学科、专业人机与环境工程研究方向建筑节能指导教师苏向辉副教授南京航空航天大学研究生院航空宇航学院二О一八年三月IINanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringResearchonBuilding’sEnergySavingandSolarHeatUtilizationi

2、nNorthAThesisinMan-Machine&EnvironmentEngineeringbyWangZhengyuAdvisedbyProf.SuXianghuiSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018承诺书本人声明所呈交的博/硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学

3、或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要我国北方冬季雾霾状况严重，主要原因之一便是燃煤取暖，这在农村之中尤为普遍。因此急需对北方广大农村的传统建筑进行节能研究，这对改善当前的环境状况具有重要意义。本文以减少建筑能耗和污染排放为目的，从建筑围护结构改造、内置热管墙体的太阳能利用和太阳能采暖系统三个方面及其综合利用进行了研究。首先，

4、选取北京气候条件下的一栋农村建筑作为研究对象，对围护结构的传热情况进行了分析，使用EPS材料进行外保温节能改造。建立了一维瞬态热湿耦合传递模型，结合经济性模型，通过MATLAB编程进行了保温层的最优厚度计算，计算中考虑了热湿耦合传递导致的墙体材料热阻蜕变所产生的影响。进一步分析了最优保温层厚度生命周期内的节能效果和污染物减排效果，结果表明，在保温材料的生命周期内，相对不使用保温层的情况，可减少38.5%的能源消耗和37.5%的碳排放。在使用了最优保温层厚度的情况下，对热管置入式的南向外墙进行了传热分析，在此基础上进行了热管传热过程的简化计算，计

5、算结果和文献中的实验数据较为吻合。建立了内置热管墙体的二维瞬态传热模型，将热管冷凝段作为内热源进行处理。使用MATLAB编程计算了使用最优保温层厚度的南向外墙的内壁温度和热流密度，并分析了该热管墙体结构的节能效果。最后，在使用了最优保温层厚度的基础上，分析了不同采暖方式的经济性和排放性能，选择太阳能热泵采暖系统对典型建筑进行供暖，对系统关键部件集热器和蓄热水箱进行了以最佳经济性为目标的优化计算。之后对系统的节能减排效果进行了计算，计算得到，太阳能热泵采暖结合最优厚度保温层可使建筑采暖能耗节约76.4%，并减少70.2%的污染物排放。关键词：传统

6、建筑，节能改造，传热传湿，热管置入式墙体，太阳能热泵I北方建筑节能与太阳能采暖的研究AbstractThereisseverehazeinnorthernChina,andoneofthemostimportantreasonisthehouseheatingwithcoal,andit’sverycommonincountryside.Soit’sverynecessarytodosomethingonbuildingenergyconservation,whichissignificantforimprovingtheenvironment

7、problems.Thispapermadesomestudiesintheaspectofbuildingenvelopereconstruction,solarenergyutilizationonthewallimplantedwithheatpipes,solarheatingsystemandthesyntheticallyutilizationofthethreeinordertoreducethebuildingenergyconsumption.Firstly,abuildingincountrysideundertypical

8、Beijingclimatewaschosenastheresearchobject,theheattransfersituationofbuildi