西北高寒地区太阳能储热系统的研究

【摘要】：随着社会的发展,能源紧缺日益严重,太阳能作为一种清洁的可再生能源,越来越受到重视,尤其太阳能在建筑中的应用日益增多。但太阳能具有间歇不稳定的特点,利用太阳能采暖时具有供需时间上的矛盾,在非采暖期间收集到的太阳热量一般都有剩余,而在采暖期单靠太阳热量却不能达到采暖需求,还需加设辅助能源。因此要想合理利用太阳能就要解决太阳能的集热、储热以及供热这三个问题。 本文以内蒙古新能源试验示范基地主被动结合式太阳房为基础,示范研究了太阳能储热系统对于太阳能的收集和储存问题。 本文的工作内容为: 1、通过对附加阳光间式太阳房在采暖期的月有效得热量的计算,得出该太阳房在采暖期所需要的辅助热量,从而合理地设计出太阳能集热器的面积,并计算出太阳能集热器在全年各月的集热量。 2、通过对太阳能集热器的能量收集与输出的理论分析,合理设计出地下储热水系统的容积,并运用储热理论及传热学的基本理论,建立储热系统的数学模型,理论分析了储热水箱的传热问题。 3、通过理论计算和实验研究,分析得出太阳能储热系统的可行性和节能性。 【关键词】：太阳能 储热系统 太阳能集热器 太阳房
【学位授予单位】：内蒙古工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TK512
【目录】：

• 第一章 绪论8-12
• 1.1 课题背景8
• 1.2 太阳能储热系统在国内外的发展8-9
• 1.2.1 储热技术在国外的发展8-9
• 1.2.2 储热技术在国内的发展9
• 1.3 课题的工作内容9-10
• 1.3.1 太阳能热利用中亟待解决的问题10
• 1.3.2 课题的工作内容10
• 1.4 本课题的意义10-12
• 第二章 太阳能储热技术概述和地下储热系统简介12-20
• 2.1 太阳能储热技术概述和分类12-13
• 2.1.1 太阳能储热技术的概述12
• 2.1.2 太阳能储热技术的分类12-13
• 2.2 季节性地下储热系统的概述和分类13-14
• 2.3 太阳能地下储热系统的工作原理14-15
• 2.4 太阳能地下储热系统的结构和特点15-18
• 2.4.1 太阳能集热器的结构和特点15-17
• 2.4.2 储热水箱的结构和特点17-18
• 2.4.3 循环水泵的选用18
• 2.5 太阳能地下储热系统的优缺点18-20
• 2.5.1 太阳能地下储热系统的优点18-19
• 2.5.2 太阳能地下储热系统的缺点19-20
• 第三章 太阳房的传热原理和理论能耗分析20-27
• 3.1 太阳房的传热原理和特点20-22
• 3.1.1 太阳房的概述和分类20
• 3.1.2 附加阳光间式太阳房的传热原理20-21
• 3.1.3 太阳房的特点21-22
• 3.2 呼和浩特地区附加阳光间式太阳房的节能分析22-26
• 3.2.1 呼和浩特地区附加阳光间式太阳房简介22
• 3.2.2 呼和浩特地区附加阳光间式太阳房的理论节能分析22-26
• 3.3 本章小结26-27
• 第四章 太阳能集热器的理论分析和设计27-36
• 4.1 太阳能总辐射强度的计算27-31
• 4.1.1 太阳能高度角的计算27-28
• 4.1.2 日照时间的计算28
• 4.1.3 太阳能集热器倾角的计算28-29
• 4.1.4 太阳能总辐射强度的计算29-31
• 4.2 太阳能集热器的理论分析和计算31-34
• 4.2.1 太阳能集热器的能量平衡方程31-33
• 4.2.2 太阳能集热器有用能量收益的计算33-34
• 4.3 太阳能集热器的设计34-36
• 4.3.1 太阳能集热器面积的设计34-35
• 4.3.2 太阳能集热器各月收集太阳热量的理论计算35-36
• 第五章 储热系统的理论计算和实验分析36-53
• 5.1 储热水箱的设计36-37
• 5.2 储热水箱的温度分析37-40
• 5.2.1 储热水箱壁的热阻分析37-38
• 5.2.2 储热水箱非采暖期的温度变化38-40
• 5.3 物理模型的建立40-41
• 5.4 数学模型的建立41-42
• 5.4.1 导热微分方程41
• 5.4.2 初始条件和边界条件41-42
• 5.5 模型的求解42-49
• 5.5.1 模型的求解原理42
• 5.5.2 储热水箱壁的温度分布及散热量的分析42-44
• 5.5.3 土壤的温度分布及散热量的分析44-47
• 5.5.4 储热水箱的温度分布及其能量分析47-49
• 5.6 实验分析49-53
• 5.6.1 实验过程概述49
• 5.6.2 实验设备、实验仪器及其标定方法49-50
• 5.6.3 实验方法和步骤50-51
• 5.6.4 实验数据及分析51-53
• 第六章 结论53-54
• 6.1 本文结论53
• 6.2 课题应进一步深入的问题53-54
• 参考文献54-57
• 致谢57-58
• 发表论文58-59
• 附录一59-60
• 附录二60-61
• 附录三61-62
• 附录四62-63
• 附录五63

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