应用于北方农村的太阳能空气集热模块的技术研究

发布时间：2021-03-08 18:09

　　随着经济的发展，农民收入水平在逐步提高，农村建筑的能耗已经成为我国建筑节能不可忽略的问题，农村商品能消耗量出现快速增长的趋势。目前北方地区农村住宅的商品能主要以煤炭为主，冬季的供暖的消耗占全年消耗量的90%以上，由于简易锅炉的低效燃烧，不仅增加了农民的负担，并且对室内外环境造成严重污染。另外北方地区农村建筑相对分散，接收太阳光照面积大，因此太阳能采暖具有很好的发展潜力。论文以适用于北方地区农村住宅的太阳能空气集热模块为研究对象，进行了理论分析和实验研究。论文建立了太阳能空气集热模块传热过程热量平衡方程，用Matlab软件对方程组求解，对太阳能空气集热模块传热过程进行了分析。根据理论分析，设计了一种太阳能集热模块装置，对其结构形式及运行参数进行了实验研究。建立了太阳能空气集热模块数学模型，利用Fluent计算软件进行数值模拟研究。太阳能集热模块的实验结果与数值结果的基本相符。对集热模块结构的研究表明：其他结构参数相同，集热板由平板改为波纹板，集热效率提高15%，波纹型集热板集热效果最佳。对平板集热模块，其他结构参数相同，集热板开孔数增加一倍，集热效率提高10%左右；放置三块隔板集热效率增... 

【文章来源】：北京建筑大学北京市

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
符号说明
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 太阳能空气集热模块简介
        1.2.2 太阳能空气集热模块的研究现状
        1.2.3 太阳能空气集热模块与建筑集成技术研究
    1.3 本研究目的及内容
第2章 太阳能空气集热模块传热理论计算与分析
    2.1 建立传热理论计算模型及计算分析
        2.1.1 传热理论计算模型
        2.1.2 太阳能得热量计算
        2.1.3 确定各项传热系数
        2.1.4 模块内各项流量计算
        2.1.5 太阳能空气集热模块传热过程热量平衡方程
    2.2 热平衡方程分析
    2.3 太阳能辐射计算可视化
    2.4 本章小结
第3章 太阳能空气集热模块性能实验研究
    3.1 实验台简介
    3.2 实验方法
    3.3 实验结果分析
        3.3.1 平均温度结果及分析
        3.3.2 集热效率计算与结果分析
    3.4 本章小结
第4章 太阳能空气集热模块三维数值模拟
    4.1 数值模拟理论计算基础
    4.2 物理模型的建立
    4.3 太阳辐射模型的选取
    4.4 边界条件的设定
        4.4.1 设定壁面边界条件
        4.4.2 设定内部单元区域
        4.4.3 设定流动进出口边界条件
    4.5 设定其他模拟条件
    4.6 数值模拟方案与结果分析
    4.7 模拟工况效率分析
    4.8 实验结果与数值模拟结果对比分析
    4.9 本章小结
第5章 应用太阳能空气集热器采暖的效益分析
    5.1 农村住宅建筑能耗模拟分析
    5.2 节能性分析
    5.3 太阳能空气集热器经济性分析
结论
参考文献
附录
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]我国农村太阳能资源利用节能减排效果研究[J]. 邹晓霞,万运帆,李玉娥,高清竹.  可再生能源. 2010(03)
[2]太阳集热器中温应用的热性能试验初探[J]. 马光柏,倪超,周玲.  太阳能学报. 2010(05)
[3]太阳能空气集热建筑模块冬季热性能优化实验研究[J]. 陈滨,刘雷,陈佳,王小林,索健,范悦.  太阳能学报. 2010(03)
[4]北京市农村住宅采暖对城市空气质量的影响[J]. 陈鹭.  城市问题. 2009(04)
[5]太阳能采暖技术在农村的应用[J]. 秦贵棉.  农机化研究. 2009(03)
[6]高效太阳能空气集热器的研究[J]. 张东峰,陈晓峰.  太阳能学报. 2009(01)
[7]新农村建设中农民居住环境问题的研究Ⅶ——农村居室太阳能采暖技术[J]. 高伟,蒋绿林,王艳霞,黄晓蕾.  安徽农业科学. 2008(25)
[8]太阳能烟囱集热器性能影响因素的试验研究[J]. 张静敏,张华,卢峰,黄惠兰.  太阳能学报. 2008(08)
[9]太阳能多孔墙在采暖系统中的应用研究[J]. 欧阳莉,刘伟.  太阳能. 2008(01)
[10]太阳能集热器与建筑的一体化设计方法初探[J]. 郄昭昭.  山西建筑. 2007(09)

硕士论文
[1]太阳能空气集热建筑模块热输运控制方法的研究[D]. 陈佳.大连理工大学 2009
[2]太阳能空气集热模块热输运方式的研究[D]. 田浩.大连理工大学 2007
[3]蜂窝平板式太阳能空气集热器及太阳墙的研究[D]. 张立平.江苏大学 2007
[4]集热蓄热墙式太阳能建筑冬季热性能的模拟研究[D]. 孟世荣.大连理工大学 2006



本文编号：3071442