太阳能地板辐射采暖系统仿真及设计

【摘要】：太阳能采暖主要有热风采暖、低温热水地板辐射采暖、热泵采暖,还有各种组合采暖等。热水的地板辐射采暖以其舒适度高,节能效果好等优点使得很多学者对其青睐有加。本文的主要工作有：第一,对本文所要研究的系统进行简要的设计说明,主要从系统的设计目标、结构、原理、组成系统各设备参数几个方面进行阐述；第二,根据传热学原理与能量守恒,对系统及各组成部分进行数学建模。集热器建模,供热水箱建模,末端地热盘管建模等,为下面对系统的仿真模型的建立进行铺垫；第三,利用MATLAB/SMUlink建立系统各组成部分及系统整体的仿真模型,对系统各组成部分的出口温度及采暖房内温度进行仿真；最后,搭建实验平台,进行实验,得到实验结果,仿真结果与实验数据进行比对,用以验证仿真结果的合理性；利用系统的仿真模型对系统进行简单的设计,通过设置不同的仿真初始条件,根据不同条件下的仿真结果对系统的参数进行选择,并对不同参数下的系统能量综合利用效率进行估算,最后得到较为合理的系统参数。 通过仿真结果与实验数据的对比,得出仿真结果是合理的,可以作为太阳能地板辐射采暖系统设计的参考依据,为太阳能供暖系统的发展奠定了基础。利用系统的仿真模型针对银川地区约18m2的办公房间的白天供暖系统进行设计,所得到的较为合理的系统参数是：系统流量为20L/min、地盘管间距为20cm、供回水平均温度范围为45-50℃、集热器安装倾角为54.30、集热器面积为6m2以及储热水箱容量为250L,并估算出了在该系统参数下系统的能量综合利用效率为43%。 【关键词】：太阳能 地板辐射采暖 数学模型 SIMUlink仿真 系统设计
【学位授予单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU832.17
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目录5-7
• 第一章 绪论7-16
• 1.1 我国能源状况与能耗状况7-9
• 1.2 太阳能热利用发展前景9-11
• 1.3 太阳能采暖技术11-14
• 1.4 MATLAB/SIMUlink简介14-15
• 1.5 本文的主要工作15-16
• 第二章 太阳能地板辐射采暖系统简介16-21
• 2.1 系统设计概要16
• 2.2 系统的结构与原理16-17
• 2.3 系统的设计目标17
• 2.4 系统各设备的选型与设计参数17-20
• 2.5 本章小结20-21
• 第三章 系统数学模型的建立21-34
• 3.1 太阳辐照度模型的建立22-25
• 3.2 集热器数学模型的建立25-26
• 3.3 供热水箱数学模型的建立26-29
• 3.4 末端地热盘管辐射供暖模型的建立29-33
• 3.5 本章小结33-34
• 第四章 基于SIMUlink仿真模型的建立与仿真34-43
• 4.1 太阳辐照度仿真模型的建立与仿真34-37
• 4.2 平板集热器仿真模型的建立与仿真37-39
• 4.3 供热水箱仿真模型的建立与仿真39-41
• 4.4 末端地热盘管仿真模型的建立与仿真41-42
• 4.5 本章小结42-43
• 第五章 模型验证43-47
• 5.1 实验台与实验方案简介43-44
• 5.2 仿真结果与实验数据的对比验证44-46
• 5.3 本章小结46-47
• 第六章 基于仿真的系统设计47-56
• 6.1 集热器安装倾角的选择47-48
• 6.2 地盘管间距与最佳供回水平均温度的选择48-50
• 6.3 集热器面积与供热水箱容量的选择50-52
• 6.4 系统流量选择52-55
• 6.5 本章小结55-56
• 第七章 结论与展望56-57
• 7.1 结论56
• 7.2 展望56-57
• 参考文献57-60
• 致谢60-61
• 附录61-62
• 个人简介62

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