在能源枯竭和環(huán)境污染的雙重形勢下,太陽能供暖工程被廣泛應用于工程實際。當下太陽能供暖系統(tǒng)采用普通水箱蓄熱,其熱損失嚴重、蓄熱密度較低且占用空間大。與普通水箱的顯熱蓄熱相比,相變潛熱蓄熱具有蓄熱量大、相變過程中溫度穩(wěn)定等優(yōu)點。若將太陽能供暖系統(tǒng)與相變蓄熱技術進行結合,則能夠更好的節(jié)約能源。當下關于太陽能相變蓄熱供暖系統(tǒng)的研究主要在于相變材料的研發(fā)制備、相變材料封裝技術研究以及相變蓄熱裝置的優(yōu)化改進等,而針對整個系統(tǒng)而言,將相變蓄熱裝置加入太陽能供暖系統(tǒng)后對供暖系統(tǒng)的影響鮮有研究,另外相變蓄熱裝置在太陽能供暖系統(tǒng)中合理匹配的研究同樣較少,本文圍繞這兩個問題做了以下工作:（1）本文結合包頭地區(qū)采暖季的太陽能輻射強度、環(huán)境溫度等數(shù)據(jù),針對城區(qū)建筑設計了太陽能供暖系統(tǒng)并介紹了其運行原理,得到了2018-2019年包頭地區(qū)采暖季供暖系統(tǒng)的實驗數(shù)據(jù)。（2）分別建立太陽能供暖系統(tǒng)中各個組件的數(shù)學模型,然后進行系統(tǒng)整體數(shù)學模型建立并仿真。通過與實驗數(shù)據(jù)對比,風機盤管出風溫度、集熱器出口溫度、集熱水箱內(nèi)部溫度以及風機盤管回水溫度的模擬值與實驗值相比較,誤差均在可控范圍內(nèi),即通過實驗驗證太陽能供暖系統(tǒng)的數(shù)學... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古科技大學內(nèi)蒙古自治區(qū)

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

水/冰相變原理

內(nèi)蒙古科技大學碩士學位論文-12-2.1.2供暖系統(tǒng)運行原理系統(tǒng)組件主要包括CMS智控系統(tǒng)、風機盤管、太陽能集熱板、集熱水箱和管道及連接件等，如圖2.1。圖2.1太陽能供暖系統(tǒng)在圖2.1中，V1為集熱供水電磁閥，V2為供熱回水電磁閥，V3為集熱回水電磁閥，V4為供熱供水電磁閥，V5為冷水補水電磁閥；P1為集熱循環(huán)泵，P2為供熱循環(huán)泵。供暖系統(tǒng)運行時，由集熱板吸收太陽能資源，將太陽能轉化為傳熱介質的熱能，通過集熱循環(huán)泵的壓力作用將得到溫升的傳熱介質泵至集熱水箱內(nèi)，當檢測到室內(nèi)溫度低于設定溫度時風機盤管工作，若盤管內(nèi)的溫度不能滿足末端供暖溫度要求時，供熱循環(huán)泵工作，將水箱內(nèi)的傳熱介質通過集熱循環(huán)泵的壓力作用傳遞至末端散熱設備進行供暖。系統(tǒng)的控制如下：（1）循環(huán)：當集熱器溫度T1高于水箱溫度T2時，且溫差T1-T2大于5C時，打開上循環(huán)泵P1，溫差T1-T2小于2C時關閉上循環(huán)泵P1。（2）高溫斷續(xù)循環(huán)：當集熱板溫度T1高于95C時，上循環(huán)泵P1每循環(huán)10分鐘，停止20分鐘。（3）輔助加熱：當集熱水箱內(nèi)的溫度低于設定溫度45C時，則啟動位于水箱內(nèi)部的電加熱，直到溫度達到50C關閉電加熱。（4）管道防凍電熱帶：當管路溫度T低于5C時，電加熱帶開始工作；當管路溫度T高于10C時，停止電加熱。（5）聯(lián)集管防凍循環(huán)：當檢測到集熱器溫度T1低于5C時，防凍循環(huán)泵P1開始工作；當T1高于10C時，則泵P1停止循環(huán)。系統(tǒng)選用CMS智控系統(tǒng)HYZ-I型控制柜進行系統(tǒng)控制及實驗數(shù)據(jù)的采集，現(xiàn)場控制柜安裝如圖2.2所示，硬件主要由現(xiàn)場控制柜、客戶監(jiān)控中心等部件組成；將輸入信號通過網(wǎng)絡直接發(fā)送到客戶監(jiān)控中心和公司客服中心，可以設置短信故障報警號碼，當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，可以用短信通知用戶系統(tǒng)出現(xiàn)故障。

內(nèi)蒙古科技大學碩士學位論文-16-本系統(tǒng)中的水箱與集熱板之間的循環(huán)依靠集熱循環(huán)泵的壓力作用進行強制循環(huán)，為了減小循環(huán)泵的工作載荷，方便集熱板內(nèi)部氣體的排氣行程，本系統(tǒng)集熱板的連接方式為串并聯(lián)。集熱器組的連接方式有兩大類，即如圖2.4所示的同程連接和異程連接。同程連接方式下的集熱器內(nèi)部傳熱介質水流較穩(wěn)定，異程連接時應該在各組集熱器出口位置增加一個閘閥，使得各集熱器組的流量大小相等。（a）同程連接（b）異程連接圖2.4集熱器組接管方式為了使集熱板內(nèi)的傳熱介質流動穩(wěn)定和溫度分布均勻，集熱器采用同程連接方式，如圖2.5所示。圖2.5全玻璃真空管型集熱器安裝圖2.4儲熱水箱的設計依據(jù)設計標準，每平方米集熱器產(chǎn)熱水在20～30dmL2/。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，經(jīng)過計算，太陽能供暖系統(tǒng)采用1臺容積為13m的儲熱水箱作為系統(tǒng)的臨時儲熱部件，水箱現(xiàn)場安裝見圖2.6，其內(nèi)置有3個3kW的電加熱棒作為輔助電加熱。


本文編號：3093826