基于内围护结构蓄热的太阳能热风供暖系统模拟研究

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1、硕士学位论文（工程硕士）基于内围护结构蓄热的太阳能热风供暖系统模拟研究SIMULATIONRESEARCHONSOLARHOTAIRHEATINGSYSTEMBASEDONHEATACCUMULATIONOFINNERENCLOSURESTRUCTURE解雅舜哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TU832.1学校代码：10213国际图书分类号：697密级：公开工程硕士学位论文基于内围护结构蓄热的太阳能热风供暖系统模拟研究硕士研究生：解雅舜导师：高立新教授申请学位：工程硕士学科、专业：建筑与土木工程所在单位：建筑学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学

2、ClassifiedIndex:TU832.1U.D.C:697DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSIMULATIONRESEARCHONSOLARHOTAIRHEATINGSYSTEMBASEDONHEATACCUMULATIONOFINNERENCLOSURESTRUCTURECandidate：XieYashunSupervisor：Prof.GaoLixinAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ArchitectureandCivilEngin

3、eeringAffiliation：SchoolofArchitectureDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要利用建筑内围护结构蓄热的太阳能热风供暖系统具有利用清洁能源、结构形式简单、有利于实现建筑一体化等优点，在寒冷的冬季应用在北方民用建筑中可以有效地提高室内空气温度，对节能降耗意义重大，因而有着广阔的应用前景。由于围护结构具有一定的热惰性，因而使用不同构造、不同厚度的围护结构作为蓄热体，蓄热量各不相同。本课题针对目前研究较少的采用内墙或地

4、板作为蓄热体的太阳能热风供暖系统进行数值模拟，研究内围护结构的蓄放热特性。对基于内围护结构蓄热的太阳能热风供暖系统的组成及工作原理进行了介绍，建立了系统的物理模型和数学模型，并对其进行网格划分和边界条件设置，为数值模拟奠定基础。为研究墙体结构及尺寸对蓄热效果的影响，对不同厚度、不同截面尺寸和不同空气分配方式下内墙的蓄放热过程进行了模拟，结果显示：墙体厚度越小的系统白天室内温度较高，但夜间温度下降较快，选择通道单侧墙体厚度为30mm~50mm的内墙可以使室内全天温度维持在11℃以上；利用内墙进行蓄热的太阳能热风供暖系统主要依靠表层墙体进行蓄热，改变通道截面长度，室内温度差值在

5、1℃以内，改变通道截面宽度，白天室内温度差值约为1.5℃；墙体中部进风的系统形式白天室内温度比端部进风的系统形式高1.5℃左右，夜间室内温度相差在1℃以内。为研究地板构造及尺寸对蓄热效果的影响，分别对采用不同通道截面积、间距和构造的房间进行模拟，结果表明：通道截面边长为140mm的系统白天室内空气平均温度比通道截面边长为50mm的系统高4℃，夜间温度相差在1℃以内；通道间距为300mm的地板可以使室内全天达到较好的温度水平；宽度为1100mm、通道串联布置的系统夜间室内温度比通道间距为140mm、并联布置的系统高7℃左右。关键词：蓄热；太阳能热风供暖；内围护结构；数值模拟-

6、I-AbstractAbstractThesolarhotairheatingsystemthatutilizesthebuilt-inbuildingenvelopestructuretostoreheathasadvantagessuchastheuseofcleanenergy,simplestructure,andtheadvantagesofbuildingintegration,inthecoldwinterapplication,theindoorairtemperaturecanbeeffectivelyincreasedinnortherncivilbui

7、ldings,whichisofgreatsignificanceforenergysavingandconsumptionreduction,andthushasabroadapplicationprospect.Sincetheenclosingstructurehasacertaindegreeofthermalinertia,enclosingstructureswithdifferentstructuresanddifferentthicknessesareusedastheregenerators,an