基于温室集热的太阳能温室供暖系统的研究
发布时间：2021-06-05 20:24
本文提出了一种基于温室集热和土壤储能的太阳能温室集热储能供暖系统。该系统将夏季和过渡季节太阳能温室中多余的热量储存在地埋储能区域,在冬季时抽取出来以满足温室内部的供暖需求。本文以常见塑料薄膜温室和地埋储能区域为研究对象,开展了太阳能温室集热储能供暖系统的实验性能测试和TRNSYS模拟分析。本文的主要工作包含以下几部分内容:首先,建立整个太阳能温室集热储能供暖系统的物理模型。该系统可分为太阳能温室集热系统和地埋储能系统两大部分。由于太阳能温室具有集热的作用,可以将其看作空气集热器,在此基础上分析了温室子系统的能量流通过程;研究了地埋储能区域的能量交换过程。建立了整个系统的能量转换的数学模型,明确了系统的能量转换特性。其次,搭建太阳能温室集热性能的测试平台和地埋储能区域运行性能的测试平台,并且以此为依托,进行在各个季节的温室集热性能和地埋储能区域运行性能的实验研究。根据GB/T26976-2001标准,空气集热器的效率与集热面积、辐照强度、归一化温差等因素有关。所以,经过计算得出太阳能温室集热效率的拟合公式为η=0.174-0.249×（（Ti-Ta
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状与进展
1.2.1 温室的发展历史与现状
1.2.2 温室集热储能供暖的实验研究
1.2.3 温室集热储能供暖的模拟研究
1.2.4 温室集热储能供暖的实际工程应用
1.3 目前主要存在的问题
1.4 本文的主要工作
第二章 太阳能温室集热储能供暖系统模型建立
2.1 系统的结构及运行原理
2.2 温室集热储能供暖系统的模型
2.2.1 太阳能温室的模型
2.2.2 地埋储能区域的模型
2.2.3 换热器的模型
2.3 系统的评价指标
2.4 本章小结
第三章 太阳能温室集热储能供暖系统实验
3.1 太阳能温室集热储能供暖系统介绍
3.1.1 太阳能温室
3.1.2 集热储能供暖系统概况
3.1.3 地埋储能区域子系统
3.1.4 供热盘管子系统
3.2 实验测试系统介绍
3.2.1 温室内部空气温度测量及其测点布置
3.2.2 地埋储能区域温度测量及其测点布置
3.2.3 测量仪器介绍
3.3 太阳能温室集热性能实验
3.3.1 冬季典型日运行特性
3.3.2 夏季典型日运行特性
3.3.3 过渡季节典型日运行特性
3.3.4 太阳能温室的集热效率
3.4 地埋储能区域运行特性实验
3.4.1 冬季典型日运行特性
3.4.2 夏季典型日运行特性
3.4.3 过渡季节典型日运行特性
3.4.4 地埋储能区域全年温度变化
3.4.5 U型地埋管内流体和土壤换热系数测试
3.5 本章小结
第四章 太阳能温室集热储能供暖系统的TRNSYS模拟
4.1 太阳能温室集热储能供暖系统模型介绍
4.1.1 TRNSYS软件介绍
4.1.2 太阳能温室集热储能供暖系统的TRNSYS模型
4.2 气象条件分析
4.3 太阳能温室集热储能供暖系统的性能分析
4.3.1 温室全年的集热量
4.3.2 系统全年的储热量
4.3.3 系统全年的供热量
4.3.4 温室全年的热损失分析
4.3.5 系统全年的储能效率
4.3.6 系统全年的供暖效率
4.3.7 系统全年的储放平衡率
4.4 太阳能温室集热储能供暖系统的影响因素分析
4.4.1 系统的影响因素分析目标
4.4.2 影响参数分析
4.4.3 系统影响因素分析总结
4.4.4 系统运行特性分析
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 研究总结
5.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]太阳能-地源热泵复合系统在温室大棚的应用[J]. 刘鹏. 建筑热能通风空调. 2016(03)
[2]城市规模的建筑能耗研究综述[J]. 田玮,魏来,朱丽,何成,孙禹,杨松. 建筑节能. 2016(02)
[3]日光温室带竖向空气通道的太阳能相变蓄热墙体体系[J]. 凌浩恕,陈超,陈紫光,马彩雯,管勇,李娜. 农业机械学报. 2015(03)
[4]太阳能集热日光温室供热现状及展望[J]. 董蓬,吕全贵,陈青云,史建新,张振国,许红军. 新疆农机化. 2014(04)
[5]太阳能蓄热系统在日光温室中的应用效果[J]. 刘伯聪,曲梅,苗妍秀,陈青云. 北方园艺. 2012(10)
[6]复合相变蓄热墙体材料应用于日光温室的效果研究[J]. 薛亚宁,陈超,李清清,李琢,周玮. 北方园艺. 2010(15)
[7]机械通风条件下玻璃温室热环境数值模拟[J]. 吴飞青,张立彬,胥芳,陈教料,陈晓. 农业机械学报. 2010(01)
[8]温室太阳能供暖[J]. 李德坚,唐轩,殷志强,郑瑞澄,张裕明,李乃光. 太阳能学报. 2002(05)
[9]自然通风的计算及理论分析[J]. 史瑞秀. 太原科技. 2000(02)
[10]“大系统”理论及其在温室系统建模中的应用[J]. 顾寄南,毛罕平. 农业系统科学与综合研究. 1999(03)
博士论文
[1]温室环境CFD非稳态模型构建及其在温室温度控制中的应用研究[D]. 周伟.南京农业大学 2014
硕士论文
[1]基于CFD光热流场耦合分析的光伏温室研究与设计[D]. 蔡彦文.浙江工业大学 2015
[2]日光温室主动蓄放热系统设计及应用效果研究[D]. 李文.中国农业科学院 2013
[3]强制通风条件下Venlo型温室内气流场和温度场的CFD数值模拟研究[D]. 李本卿.江苏大学 2009
本文编号：3212847
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状与进展
1.2.1 温室的发展历史与现状
1.2.2 温室集热储能供暖的实验研究
1.2.3 温室集热储能供暖的模拟研究
1.2.4 温室集热储能供暖的实际工程应用
1.3 目前主要存在的问题
1.4 本文的主要工作
第二章 太阳能温室集热储能供暖系统模型建立
2.1 系统的结构及运行原理
2.2 温室集热储能供暖系统的模型
2.2.1 太阳能温室的模型
2.2.2 地埋储能区域的模型
2.2.3 换热器的模型
2.3 系统的评价指标
2.4 本章小结
第三章 太阳能温室集热储能供暖系统实验
3.1 太阳能温室集热储能供暖系统介绍
3.1.1 太阳能温室
3.1.2 集热储能供暖系统概况
3.1.3 地埋储能区域子系统
3.1.4 供热盘管子系统
3.2 实验测试系统介绍
3.2.1 温室内部空气温度测量及其测点布置
3.2.2 地埋储能区域温度测量及其测点布置
3.2.3 测量仪器介绍
3.3 太阳能温室集热性能实验
3.3.1 冬季典型日运行特性
3.3.2 夏季典型日运行特性
3.3.3 过渡季节典型日运行特性
3.3.4 太阳能温室的集热效率
3.4 地埋储能区域运行特性实验
3.4.1 冬季典型日运行特性
3.4.2 夏季典型日运行特性
3.4.3 过渡季节典型日运行特性
3.4.4 地埋储能区域全年温度变化
3.4.5 U型地埋管内流体和土壤换热系数测试
3.5 本章小结
第四章 太阳能温室集热储能供暖系统的TRNSYS模拟
4.1 太阳能温室集热储能供暖系统模型介绍
4.1.1 TRNSYS软件介绍
4.1.2 太阳能温室集热储能供暖系统的TRNSYS模型
4.2 气象条件分析
4.3 太阳能温室集热储能供暖系统的性能分析
4.3.1 温室全年的集热量
4.3.2 系统全年的储热量
4.3.3 系统全年的供热量
4.3.4 温室全年的热损失分析
4.3.5 系统全年的储能效率
4.3.6 系统全年的供暖效率
4.3.7 系统全年的储放平衡率
4.4 太阳能温室集热储能供暖系统的影响因素分析
4.4.1 系统的影响因素分析目标
4.4.2 影响参数分析
4.4.3 系统影响因素分析总结
4.4.4 系统运行特性分析
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 研究总结
5.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]太阳能-地源热泵复合系统在温室大棚的应用[J]. 刘鹏. 建筑热能通风空调. 2016(03)
[2]城市规模的建筑能耗研究综述[J]. 田玮,魏来,朱丽,何成,孙禹,杨松. 建筑节能. 2016(02)
[3]日光温室带竖向空气通道的太阳能相变蓄热墙体体系[J]. 凌浩恕,陈超,陈紫光,马彩雯,管勇,李娜. 农业机械学报. 2015(03)
[4]太阳能集热日光温室供热现状及展望[J]. 董蓬,吕全贵,陈青云,史建新,张振国,许红军. 新疆农机化. 2014(04)
[5]太阳能蓄热系统在日光温室中的应用效果[J]. 刘伯聪,曲梅,苗妍秀,陈青云. 北方园艺. 2012(10)
[6]复合相变蓄热墙体材料应用于日光温室的效果研究[J]. 薛亚宁,陈超,李清清,李琢,周玮. 北方园艺. 2010(15)
[7]机械通风条件下玻璃温室热环境数值模拟[J]. 吴飞青,张立彬,胥芳,陈教料,陈晓. 农业机械学报. 2010(01)
[8]温室太阳能供暖[J]. 李德坚,唐轩,殷志强,郑瑞澄,张裕明,李乃光. 太阳能学报. 2002(05)
[9]自然通风的计算及理论分析[J]. 史瑞秀. 太原科技. 2000(02)
[10]“大系统”理论及其在温室系统建模中的应用[J]. 顾寄南,毛罕平. 农业系统科学与综合研究. 1999(03)
博士论文
[1]温室环境CFD非稳态模型构建及其在温室温度控制中的应用研究[D]. 周伟.南京农业大学 2014
硕士论文
[1]基于CFD光热流场耦合分析的光伏温室研究与设计[D]. 蔡彦文.浙江工业大学 2015
[2]日光温室主动蓄放热系统设计及应用效果研究[D]. 李文.中国农业科学院 2013
[3]强制通风条件下Venlo型温室内气流场和温度场的CFD数值模拟研究[D]. 李本卿.江苏大学 2009
本文编号：3212847
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