基于供能需求的集热蓄热墙热工优化分析研究

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1、分类号TU1学号1203240448而妥達統科敉太#学位论文基于供能需求的集热蓄热墙热工优化分析研究作者陈晨指导教师姓名刘艳峰教授王登甲副教授供热、供燃气、申请学位级别_硕士_专业名称通风及空调工程论文提交日期_2015.05论文答辩日期2015.06学位授予单位函要逢統斜妓大#答辩委员会主席鱼向荣评阅人鱼向荣刘雄声明木人郑重声明我所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中已经标明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人或其他

2、人在其它单位己申请学位或为其它用途使用过的成果。与我一同T作的同志对木研究所做的所有贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：IF1期：.&•11.关于学位论文使用授权的说明本人完全了解西安建筑科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家行关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或者其它复制手段保存学位论文。(保密的论文在论文解密后应遵守此规定

3、）本人授权中国学术期刊（光盘版）杂志社、中国科学技术信息研究所等单位将本学位论文收录到有关“学位论文数据库”之屮，并通过网络向社会公众提供信息服务。因某种特殊原因需要延迟发布学位论文电子版，同意在□一年/□两年/□三年以后，在网络上全文发布。（此声明处不勾选的，默认为即时公开）西安建筑科技大学硕士学位论文基于供能需求的集热蓄热墙热工优化分析研究专业：供热、供燃气、通风及空调工程研究生：陈晨指导教师：刘艳峰教授王登甲副教授摘要太阳能建筑以节能、环保的优势，越来越受到学术界与社会的重视。集热蓄热墙作为被动式太阳房

4、主要形式之一，具集热、蓄热、保温等功能为一体，并以其构造简单、热稳定性佳等优点被广泛应用。现有的研究，针对于集热蓄热墙本身热性能的较多，但是对于集热蓄热墙体构造中是否应使用保温层、保温层的位置，以及其对墙体热特性的影响研究较少。不同的保温构造及墙体材料将使墙体的集蓄热特性产生明显变化，进而导致导热供热与对流供热效果的差异。且针对不同保温构造形式下集热蓄热墙与不同典型气象区、不同供能需求房间等的适应性分析更是鲜见研究。通过对集热蓄热墙集热蓄热特性的理论分析，将集热蓄热墙物理模型简化，采用数值模拟和实测验证相结合

5、的方法研究了四个典型气象地区不同保温构造形式、不同墙体材料下集热蓄热墙的动态集热供热特性。而后通过对集热蓄热墙式太阳房室内热环境的模拟计算分析，将集热蓄热墙构件热特性与太阳房热环境展开耦合关联研究，获得不同保温构造形式对室内热环境的影响关系。研究结果表明：（1）外保温构造形式的集热蓄热墙，对流供热量受太阳辐射变化敏感，昼间瞬时对流供热量大，但持续时间短。采用无保温、内保温形式集热蓄热墙时，二者的对流供热规律相似，墙体蓄热能力强，对流供热量在时间上分布更为均匀，持续时间也长于外保温构造形式。（2）外保温形式集热

6、蓄热墙的对流供热量在一个周期内大于导热供热量，其他两种保温构造形式则相反。外保温形式集热蓄热墙供热效率显著高于其他两种形式。提高集热蓄热墙热效率的关键在于增强夹层空气的对流换热效果。（3）无保温、内保温构造形式集热蓄热墙，集蓄热特性受墙体材料的热物性西安建筑科技大学硕士学位论文参数影响很大，而外保温形式基本不受墙体材料的影响。材料的导热系数较高，有利于墙体蓄热向室内的热传导，较大的热容量，有利于墙体的蓄热作用。但同时，大的导热系数将导致墙体的保温性能下降，这也使得对流供热效果相应的降低。（4）典型地区如拉萨，

7、各种保温构造形式集热蓄热墙均能满足热舒适下限，而外保温构造集热蓄热墙在白天时易导致室内过热，因此不应运用在白天时段使用的房间。（5）西安或西宁地区，外保温构造形式集热蓄热墙能满足昼间有供能需求的房间，其他时段需要辅助供暖；而全天连续供暖的建筑更适宜与无保温形式集热蓄热墙配合，从而避免外保温构造白天室内易出现的过热现象。（6）刚察地区，只宜选用集热效率最高的外保温构造形式集热蓄热墙，并在其他不满足室内热舒适需求的时段提供辅助供暖。关键词：集热蓄热墙；保温构造；热特性；房间能需；适应性本课题受到国家自然科学基金面

8、上项目―基于西北村镇居民室内活动轨迹的差异化太阳能采暖热过程及优化设计研究‖（51378411）、国家自然科学基金青年科学基金项目―西北乡域中小学教学建筑主被动组合式太阳能采暖设计方法研究‖（51408462）和中国博士后科学基金项目（2013M540736）―太阳能建筑热工参数及集热构件设计优化研究‖资助。西安建筑科技大学硕士学位论文ThermalOptimalAnalysisandStudyof