太阳能相变蓄热供暖系统技术研究
发布时间：2021-03-22 06:36
在能源枯竭和环境污染的双重形势下,太阳能供暖工程被广泛应用于工程实际。当下太阳能供暖系统采用普通水箱蓄热,其热损失严重、蓄热密度较低且占用空间大。与普通水箱的显热蓄热相比,相变潜热蓄热具有蓄热量大、相变过程中温度稳定等优点。若将太阳能供暖系统与相变蓄热技术进行结合,则能够更好的节约能源。当下关于太阳能相变蓄热供暖系统的研究主要在于相变材料的研发制备、相变材料封装技术研究以及相变蓄热装置的优化改进等,而针对整个系统而言,将相变蓄热装置加入太阳能供暖系统后对供暖系统的影响鲜有研究,另外相变蓄热装置在太阳能供暖系统中合理匹配的研究同样较少,本文围绕这两个问题做了以下工作:（1）本文结合包头地区采暖季的太阳能辐射强度、环境温度等数据,针对城区建筑设计了太阳能供暖系统并介绍了其运行原理,得到了2018-2019年包头地区采暖季供暖系统的实验数据。（2）分别建立太阳能供暖系统中各个组件的数学模型,然后进行系统整体数学模型建立并仿真。通过与实验数据对比,风机盘管出风温度、集热器出口温度、集热水箱内部温度以及风机盘管回水温度的模拟值与实验值相比较,误差均在可控范围内,即通过实验验证太阳能供暖系统的数学...
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水/冰相变原理
内蒙古科技大学硕士学位论文-12-2.1.2供暖系统运行原理系统组件主要包括CMS智控系统、风机盘管、太阳能集热板、集热水箱和管道及连接件等，如图2.1。图2.1太阳能供暖系统在图2.1中，V1为集热供水电磁阀，V2为供热回水电磁阀，V3为集热回水电磁阀，V4为供热供水电磁阀，V5为冷水补水电磁阀；P1为集热循环泵，P2为供热循环泵。供暖系统运行时，由集热板吸收太阳能资源，将太阳能转化为传热介质的热能，通过集热循环泵的压力作用将得到温升的传热介质泵至集热水箱内，当检测到室内温度低于设定温度时风机盘管工作，若盘管内的温度不能满足末端供暖温度要求时，供热循环泵工作，将水箱内的传热介质通过集热循环泵的压力作用传递至末端散热设备进行供暖。系统的控制如下：（1）循环：当集热器温度T1高于水箱温度T2时，且温差T1-T2大于5C时，打开上循环泵P1，温差T1-T2小于2C时关闭上循环泵P1。（2）高温断续循环：当集热板温度T1高于95C时，上循环泵P1每循环10分钟，停止20分钟。（3）辅助加热：当集热水箱内的温度低于设定温度45C时，则启动位于水箱内部的电加热，直到温度达到50C关闭电加热。（4）管道防冻电热带：当管路温度T低于5C时，电加热带开始工作；当管路温度T高于10C时，停止电加热。（5）联集管防冻循环：当检测到集热器温度T1低于5C时，防冻循环泵P1开始工作；当T1高于10C时，则泵P1停止循环。系统选用CMS智控系统HYZ-I型控制柜进行系统控制及实验数据的采集，现场控制柜安装如图2.2所示，硬件主要由现场控制柜、客户监控中心等部件组成；将输入信号通过网络直接发送到客户监控中心和公司客服中心，可以设置短信故障报警号码，当系统出现故障时，可以用短信通知用户系统出现故障。
内蒙古科技大学硕士学位论文-16-本系统中的水箱与集热板之间的循环依靠集热循环泵的压力作用进行强制循环，为了减小循环泵的工作载荷，方便集热板内部气体的排气行程，本系统集热板的连接方式为串并联。集热器组的连接方式有两大类，即如图2.4所示的同程连接和异程连接。同程连接方式下的集热器内部传热介质水流较稳定，异程连接时应该在各组集热器出口位置增加一个闸阀，使得各集热器组的流量大小相等。（a）同程连接（b）异程连接图2.4集热器组接管方式为了使集热板内的传热介质流动稳定和温度分布均匀，集热器采用同程连接方式，如图2.5所示。图2.5全玻璃真空管型集热器安装图2.4储热水箱的设计依据设计标准，每平方米集热器产热水在20～30dmL2/。根据现场实际情况，经过计算，太阳能供暖系统采用1台容积为13m的储热水箱作为系统的临时储热部件，水箱现场安装见图2.6，其内置有3个3kW的电加热棒作为辅助电加热。
本文编号：3093826
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水/冰相变原理
内蒙古科技大学硕士学位论文-12-2.1.2供暖系统运行原理系统组件主要包括CMS智控系统、风机盘管、太阳能集热板、集热水箱和管道及连接件等，如图2.1。图2.1太阳能供暖系统在图2.1中，V1为集热供水电磁阀，V2为供热回水电磁阀，V3为集热回水电磁阀，V4为供热供水电磁阀，V5为冷水补水电磁阀；P1为集热循环泵，P2为供热循环泵。供暖系统运行时，由集热板吸收太阳能资源，将太阳能转化为传热介质的热能，通过集热循环泵的压力作用将得到温升的传热介质泵至集热水箱内，当检测到室内温度低于设定温度时风机盘管工作，若盘管内的温度不能满足末端供暖温度要求时，供热循环泵工作，将水箱内的传热介质通过集热循环泵的压力作用传递至末端散热设备进行供暖。系统的控制如下：（1）循环：当集热器温度T1高于水箱温度T2时，且温差T1-T2大于5C时，打开上循环泵P1，温差T1-T2小于2C时关闭上循环泵P1。（2）高温断续循环：当集热板温度T1高于95C时，上循环泵P1每循环10分钟，停止20分钟。（3）辅助加热：当集热水箱内的温度低于设定温度45C时，则启动位于水箱内部的电加热，直到温度达到50C关闭电加热。（4）管道防冻电热带：当管路温度T低于5C时，电加热带开始工作；当管路温度T高于10C时，停止电加热。（5）联集管防冻循环：当检测到集热器温度T1低于5C时，防冻循环泵P1开始工作；当T1高于10C时，则泵P1停止循环。系统选用CMS智控系统HYZ-I型控制柜进行系统控制及实验数据的采集，现场控制柜安装如图2.2所示，硬件主要由现场控制柜、客户监控中心等部件组成；将输入信号通过网络直接发送到客户监控中心和公司客服中心，可以设置短信故障报警号码，当系统出现故障时，可以用短信通知用户系统出现故障。
内蒙古科技大学硕士学位论文-16-本系统中的水箱与集热板之间的循环依靠集热循环泵的压力作用进行强制循环，为了减小循环泵的工作载荷，方便集热板内部气体的排气行程，本系统集热板的连接方式为串并联。集热器组的连接方式有两大类，即如图2.4所示的同程连接和异程连接。同程连接方式下的集热器内部传热介质水流较稳定，异程连接时应该在各组集热器出口位置增加一个闸阀，使得各集热器组的流量大小相等。（a）同程连接（b）异程连接图2.4集热器组接管方式为了使集热板内的传热介质流动稳定和温度分布均匀，集热器采用同程连接方式，如图2.5所示。图2.5全玻璃真空管型集热器安装图2.4储热水箱的设计依据设计标准，每平方米集热器产热水在20～30dmL2/。根据现场实际情况，经过计算，太阳能供暖系统采用1台容积为13m的储热水箱作为系统的临时储热部件，水箱现场安装见图2.6，其内置有3个3kW的电加热棒作为辅助电加热。
本文编号：3093826
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