低溫地板輻射供暖是利用低品位太陽能滿足建筑供暖需求的有效手段。然而太陽能資源具有波動不連續(xù)和能流密度低的特點,傳統(tǒng)輻射供暖末端中混凝土層的顯熱蓄熱能力難以保障在夜間、陰雨天等不利條件下的室內(nèi)熱環(huán)境,成為太陽能地板輻射供暖系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展和推廣應(yīng)用的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此,亟待通過將低溫地板輻射供暖末端與蓄熱材料的科學(xué)結(jié)合,對太陽輻射熱能的波動進行有效平抑和能量峰值轉(zhuǎn)移,進而保障太陽能低溫地板輻射供暖末端的高效平穩(wěn)運行。本研究針對一種將相變材料填充在供回水盤管和外套管之間的套管型地板輻射供暖末端,通過末端的理論分析,建立了供回水盤管內(nèi)熱水、套管內(nèi)相變材料、末端混凝土的傳熱控制方程,甄別了影響相變套管地板蓄放熱特性的主要因素;建立了相變套管地板的簡化物理模型,明確了相變套管地板各表面的邊界條件,并通過實驗驗證了模擬計算的正確性;基于該模型分析了相變套管地板傳熱規(guī)律;提出了相變套管地板相變材料潛熱量、混凝土顯熱量的設(shè)計策略,為太陽能相變套管地板結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化奠定了理論基礎(chǔ)。主要研究結(jié)論如下:影響相變套管地板熱特性的主要影響因素包含相變材料熱物理參數(shù)及套管結(jié)構(gòu)參數(shù)。增大相變材料熱導(dǎo)率、增大相變材料熔化溫度... 

【文章來源】：西安建筑科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號表
1.緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 研究現(xiàn)狀分析
        1.2.1 太陽能地板輻射供暖系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 蓄熱材料在建筑構(gòu)件研究現(xiàn)狀
        1.2.3 相變蓄熱地板供暖末端研究現(xiàn)狀
    1.3 研究目的和主要研究內(nèi)容
        1.3.1 研究目標(biāo)
        1.3.2 主要研究內(nèi)容
        1.3.3 研究路線
2.相變套管地板傳熱理論分析
    2.1 相變套管地板傳熱過程
    2.2 相變套管地板傳熱控制方程及定解條件
        2.2.1 供回水盤管內(nèi)流體傳熱控制方程
        2.2.2 盤管套管內(nèi)相變材料與混凝土傳熱控制方程
    2.3 蓄放熱特性影響因素分析
    2.4 本章小結(jié)
3.相變套管地板熱性能的模擬研究
    3.1 數(shù)值模擬方法概述
    3.2 模型假設(shè)
    3.3 數(shù)值模擬軟件設(shè)置
        3.3.1 軟件基本設(shè)置
        3.3.2 網(wǎng)格劃分
        3.3.3 求解方法的設(shè)置
    3.4 數(shù)值模擬的獨立性驗證
    3.5 本章小結(jié)
4.相變套管地板熱性能的實驗研究
    4.1 實驗概述
        4.1.1 實驗場地與裝置設(shè)置
        4.1.2 相變材料的選擇
        4.1.3 實驗工況
    4.2 對數(shù)值模擬結(jié)果的實驗驗證
    4.3 實驗與模擬間誤差分析及實驗不確定性分析
    4.4 本章小結(jié)
5.相變套管地板蓄放熱特性與優(yōu)化設(shè)計策略分析
    5.1 相變材料熱物理參數(shù)對相變套管地板熱特性的影響
        5.1.1 相變材料的熱導(dǎo)率
        5.1.2 相變材料的熔化溫度
        5.1.3 相變材料的熔化熱
    5.2 套管結(jié)構(gòu)參數(shù)對相變套管地板熱特性的影響
        5.2.1 供回水盤管管徑
        5.2.2 外套管管徑
    5.3 相變套管地板優(yōu)化設(shè)計策略分析
        5.3.1 相同體積下相變材料設(shè)置策略分析
        5.3.2 不同體積下相變材料設(shè)置策略分析
        5.3.3 混凝土層厚度的設(shè)置策略分析
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 課題展望
參考文獻
附錄
    A 圖表目錄
    B 計算UDF文件
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]嚴(yán)寒地區(qū)太陽能—蓄熱地板輻射供暖供電系統(tǒng)研究[D]. 郭匯江.天津大學(xué) 2013
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[5]供回水溫度影響地板輻射采暖性能的模擬研究[D]. 高鵬程.西安建筑科技大學(xué) 2010
[6]相變蓄熱地板傳熱特性及其供暖房間熱性能的研究[D]. 孔冉.河北工業(yè)大學(xué) 2007
[7]低溫地板輻射采暖數(shù)值模擬及其性能分析[D]. 周興紅.南京理工大學(xué) 2004
[8]低溫地板輻射采暖系統(tǒng)調(diào)節(jié)性能研究[D]. 宗杰.天津大學(xué) 2003



本文編號：3171757