寒冷地區(qū)農(nóng)居新型太陽能采暖技術(shù)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、隨著我國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源問題已成為制約其進(jìn)一步發(fā)展的主要因素之一。寒冷地區(qū)農(nóng)居冬季普遍缺柴少煤，相當(dāng)一部分農(nóng)居依靠直接燃燒生物質(zhì)提供生活和采暖用能，室內(nèi)熱舒適度水平低下，并產(chǎn)生大量有害物質(zhì)，對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，威脅著廣大農(nóng)民的身體健康。而大部分寒冷地區(qū)太陽能資源相當(dāng)豐富，具有發(fā)展太陽能采暖技術(shù)的優(yōu)良條件，使利用太陽能采暖技術(shù)改善寒冷地區(qū)農(nóng)居冬季室內(nèi)熱舒適度成為可能。但現(xiàn)有太陽能采暖技術(shù)不同程度的存在熱效率低、性能不穩(wěn)定、造價(jià)高等

2、缺點(diǎn)，不能滿足寒冷地區(qū)農(nóng)居太陽能采暖的需要。 針對以上問題，本文對寒冷地區(qū)農(nóng)居新型太陽能采暖技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。 首先，通過采取實(shí)地走訪、測試、問卷調(diào)查等方式對寒冷地區(qū)7個地市農(nóng)居太陽能采暖設(shè)計(jì)的相關(guān)問題進(jìn)行實(shí)態(tài)調(diào)查，總結(jié)、提升出適用寒冷地區(qū)農(nóng)居太陽能采暖設(shè)計(jì)的13種模式語言，為后期新型太陽能采暖技術(shù)研究和農(nóng)居太陽能采暖設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。 其次，對保溫遮陽型太陽能空氣集熱模塊(SCMTS)的基本構(gòu)造，與建筑模數(shù)相協(xié)調(diào)的

3、基本模塊、附加模塊及接口構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計(jì)；對冬夏季不同工況進(jìn)行分析；使用AIRPAK軟件對影響熱工性能的主要設(shè)計(jì)參數(shù)，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，結(jié)果表明當(dāng)空氣間層為100mm且卷簾距集熱板40mm安裝時，熱性能最好；冬季夜晚卷簾的使用相當(dāng)于給外墻增加熱阻值為0.47m<'2>·K/W的外保溫，提高了外墻保溫性能；通過使用AIRPAK軟件對傳統(tǒng)特隆布墻和SCMTS的夏季降溫通風(fēng)性能進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn)，出風(fēng)口風(fēng)速和溫度均有不同程度的增加，每小時可節(jié)約1.46kw

4、的能量，夏季降溫效果顯著。 再次，對太陽能炕采暖系統(tǒng)進(jìn)行研究。對在寒冷地區(qū)農(nóng)居中使用太陽能炕采暖系統(tǒng)的可行性進(jìn)行討論；建立太陽能炕采暖系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，使用MATLAB編制模擬計(jì)算程序，對系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值模擬分析；對太陽能炕采暖系統(tǒng)及各組成部分進(jìn)行選型，使用ANSYS軟件分析盤管間距、盤管埋深對設(shè)計(jì)參數(shù)的影響；對系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)參數(shù)給出了簡易的計(jì)算方法，以便于設(shè)計(jì)人員選用。 最后，結(jié)合銀川農(nóng)居建設(shè)實(shí)際工程，對兩種新型太陽能采暖技術(shù)進(jìn)

5、行實(shí)踐研究。依據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蛱卣?，使用WEATOOL、ECOTECT軟件，對農(nóng)居的選址、朝向、建筑設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行優(yōu)化，并將直接受益窗與兩項(xiàng)新型太陽能采暖技術(shù)相結(jié)合，以解決農(nóng)居冬季采暖問題；對三種太陽能采暖技術(shù)協(xié)同作用下的室內(nèi)舒適度、節(jié)能性、經(jīng)濟(jì)性、CO<,2>減排量進(jìn)行研究，結(jié)果表明，其PMV值在-0.34～0.53之間，年節(jié)能量為31692.63 MJ，回收年限為2.12年，壽命周期內(nèi)CO<,2>減排量54.2t。本文研究的兩種新型太陽能