北方军事库房太阳能热风供暖特性模拟研究
本文选题:军事库房 切入点:太阳能供暖 出处:《哈尔滨工业大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:我国北方偏远地区军事建筑供暖主要以煤、柴油等化石能源为主,落后的供暖技术和偏低的利用效率不仅增加能源消耗量,而且影响部队的能源保障安全,这不满足我军节约型、环保型营区的建设要求。我国北方大部分地区的太阳能资源较为丰富,因此可以利用这些地区的太阳能资源优势,大力发展冬季太阳能供暖。本文针对北方地区军事库房建筑冬季供暖问题,提出了适用于这类建筑的太阳能空气集热供暖系统。该系统形式简单、运转部件少、使用寿命长,解决了军事库房冬季供暖问题,做到营区与环境的和谐共处、永续发展,对提高军队的能源保障能力至关重要。首先,本文研究了我国北方军事库房的供暖特点和供暖现状,分析利用可再生能源供暖的必要性,提出太阳能空气集热器与燃气空气加热器联合供暖系统,阐述了该系统的工作原理,并对各部件进行了选型计算。为最大化利用太阳能资源和提高供暖效率,本文为该系统设计了共8种运行模式,分别是太阳能同时供暖和蓄热模式、太阳能单独供暖模式、太阳能和燃气供暖模式、卵石蓄热床独立供暖模式、卵石蓄热床和燃气加热器供暖模式、燃气加热器独立供暖模式、太阳能单独蓄热模式和系统停止模式。其次,通过模拟的方法对该系统的运行特性及供暖效果进行研究。结合相关理论知识,建立太阳能热风供暖系统各部件的数学模型,利用TRNSYS软件分别对常规太阳能供暖系统和太阳能空气集热器与燃气加热器联合供暖系统进行模拟。对比研究了太阳辐射强度、有效集热量、热负荷、太阳能保证率、集热器性能、室内温度、卵石蓄热床温度等参数的变化规律。最后,对卵石蓄热床进行了优化,计算在不同条件下该系统相比无蓄热设备热风供暖系统的年平均净收益,确定系统最佳的蓄热体积。并分析了优化后系统的经济效益和环境效益。
[Abstract]:The heating of military buildings in remote areas of northern China is dominated by fossil energy such as coal and diesel. The backward heating technology and low utilization efficiency not only increase the energy consumption, but also affect the energy security of the troops. This does not meet the requirements of our army for the construction of energy-saving and environment-friendly camps. Most areas in northern China are rich in solar energy resources, so they can take advantage of the advantages of solar energy resources in these areas. In view of the winter heating problem of military storehouse buildings in northern China, a solar air heating system suitable for this kind of buildings is put forward in this paper. The system has the advantages of simple form, few operating parts and long service life. The heating problem of military storehouse in winter is solved, and the harmonious coexistence of camp area and environment and sustainable development are very important to improve the energy support ability of military. Firstly, this paper studies the heating characteristics and heating status of military warehouse in northern China. This paper analyzes the necessity of using renewable energy for heating, puts forward the combined heating system of solar air collector and gas air heater, and expounds the working principle of the system. In order to maximize the utilization of solar energy resources and improve heating efficiency, this paper designs a total of eight operation modes for the system, which are solar energy heating and heat storage mode, solar energy alone heating mode. Solar energy and gas heating mode, cobble regenerative bed independent heating mode, pebble regenerative bed and gas heater heating mode, gas heater independent heating mode, solar energy alone heat storage mode and system stopping mode. The operation characteristics and heating effect of the system are studied by simulation method. Combined with relevant theoretical knowledge, the mathematical model of each component of solar hot air heating system is established. The conventional solar heating system and the combined solar air collector and gas heater heating system were simulated by TRNSYS software. The solar radiation intensity, effective heat collection, heat load and solar energy guarantee rate were compared and studied. The performance of collector, indoor temperature, cobblebed temperature and other parameters are changed. Finally, the cobblestone regenerator is optimized, and the annual average net income of the system compared with the hot-air heating system without regenerative equipment is calculated under different conditions. The optimal heat storage volume of the system is determined, and the economic and environmental benefits of the optimized system are analyzed.
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TU832;TU18
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