试析太阳能供暖系统的模拟研究

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1、．谨以此论文献给我的家人及所有给予我帮助和关心的老师、同学安丽1Ij要_

2、。ji}1太阳能供暖系统的模拟研究学位论文完成日期：指导教师签字：答辩委员会成员签字：二oJD．0．26．-枥丽广独创声明本人声明所呈交的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。据我所知，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，也不包含未获得或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：锯葫签字日期：山细年5月10

3、日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，并同意以下事项：1、学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。2、学校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。同时授权清华大学“中国学术期刊(光盘版)电子杂志社"用于出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：喙两签字日期：Ⅺ知年

4、6月IO日导师签字签字同期讥fo年6月／沾太阳能供暖系统的模拟研究摘要能源的过度开发对发展中国家的环境造成了非常严重的污染，太阳能作为一种洁净无污染的能源在发电、供热等领域都有广泛的应用。本文提出一种直接式太阳能地板辐射供暖系统的方案，此方案具有两个子系统，分别在白天和夜晚为房间供暖。通过动态模拟此供暖系统的运行，研究影响太阳能供暖系统的因素。此外，又对太阳能热泵供暖系统的方案进行模拟分析，将这两种方案进行比较，对太阳能供暖系统的研究具有指导意义。本文的主要研究内容与结论如下：(1)对直接式供暖系统的方案进行研究，建立太阳辐照度、太阳

5、能集热器、蓄水箱、地板辐射板的数学模型。用VisualBasic软件分别对夜晚供暖系统和白天供暖系统进行动态仿真。模拟研究了此方案中集热器面积对太阳能供暖系统的影响。各月份的采暖负荷不同，满足各月的采暖负荷所需的集热面也会明显不同。通过对两个子系统的动态模拟得出，即使采用较大的集热面积，此直接式供暖系统的方案虽然可以满足11月份和3月份全天的供暖；但在寒冷的1月，白天供暖系统只能满足59％的热负荷，夜晚供暖系统只能满足4l％的热负荷。并且地板表面的温度变化都较大。本文还模拟研究了蓄水箱体积和集热管流量对系统的影响。太阳能保证率r厂在蓄

6、水量与夜晚供暖系统的面积之比；为40L／m'时出现最大值。太阳能保证·Ac率会随进口管流量的增加而增加，当流量为0．8kg／s时，太阳能保证率不再增加。(2)对间接式供暖系统的方案进行研究，模拟太阳能热泵供暖系统的运行。通过Aspenplus软件对热泵进行静态的模拟，得出蓄水箱水温越高，压缩机的功率越高。通过对间接供暖系统的动态模拟，得出集热面积为40m’、蓄水量与集热器面积之比为100L／m3的间接式采暖系统的C卯值为2．6，可以基本满足1月份的房间热负荷，太阳能保证率．厂为0．56，房间供热量比直接式太阳能供暖系统更加稳定。为了夜

7、晚供暖，直接式太阳能供暖系往往需要较大的集热体积。而在寒冷月份的夜晚仍需要有辅助热源辅助供暖。所以直接式太阳能供暖系统更加适合于主要在白天使用的建筑，如教学楼、办公楼等。间接式太阳能供热系统的供热量稳定，可以为建筑的提供全天供暖，但热泵的初期投资较高且运行时需要大量的电能。太阳能供暖系统可以将直接式方案和间接式方案相结合，直接式方案用于白天供暖和蓄热：间接式方案用于夜晚供热。由于夜晚热泵供暖，蓄水箱温度不需要太高，所以集热面积可以大大减小，投资减小。关键词：太阳能供暖系统；地板辐射供暖；热泵；VisualBasicIITheStudy

8、ofSolarEnergyHeatingSystemSimulationAbstractSeriousenvironmentalpollutioniscausedbyover-exploitationofenergyindevelopingcountries．Asacleanandpollution—freekindofenergy,solarenergyiswidelyappliedinthefieldofelectricitygenerationandheating．Anovelprogramofdirectsolarenergy

9、radiantheatingsystemispresentedinthispaper．Theprogramhastwosub·systemswhichheatforroomsdaytimeandnighttimeresp