基于溫室集熱的太陽(yáng)能溫室供暖系統(tǒng)的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-06-05 20:24
本文提出了一種基于溫室集熱和土壤儲(chǔ)能的太陽(yáng)能溫室集熱儲(chǔ)能供暖系統(tǒng)。該系統(tǒng)將夏季和過(guò)渡季節(jié)太陽(yáng)能溫室中多余的熱量?jī)?chǔ)存在地埋儲(chǔ)能區(qū)域,在冬季時(shí)抽取出來(lái)以滿足溫室內(nèi)部的供暖需求。本文以常見(jiàn)塑料薄膜溫室和地埋儲(chǔ)能區(qū)域?yàn)檠芯繉?duì)象,開(kāi)展了太陽(yáng)能溫室集熱儲(chǔ)能供暖系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)性能測(cè)試和TRNSYS模擬分析。本文的主要工作包含以下幾部分內(nèi)容:首先,建立整個(gè)太陽(yáng)能溫室集熱儲(chǔ)能供暖系統(tǒng)的物理模型。該系統(tǒng)可分為太陽(yáng)能溫室集熱系統(tǒng)和地埋儲(chǔ)能系統(tǒng)兩大部分。由于太陽(yáng)能溫室具有集熱的作用,可以將其看作空氣集熱器,在此基礎(chǔ)上分析了溫室子系統(tǒng)的能量流通過(guò)程;研究了地埋儲(chǔ)能區(qū)域的能量交換過(guò)程。建立了整個(gè)系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換的數(shù)學(xué)模型,明確了系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換特性。其次,搭建太陽(yáng)能溫室集熱性能的測(cè)試平臺(tái)和地埋儲(chǔ)能區(qū)域運(yùn)行性能的測(cè)試平臺(tái),并且以此為依托,進(jìn)行在各個(gè)季節(jié)的溫室集熱性能和地埋儲(chǔ)能區(qū)域運(yùn)行性能的實(shí)驗(yàn)研究。根據(jù)GB/T26976-2001標(biāo)準(zhǔn),空氣集熱器的效率與集熱面積、輻照強(qiáng)度、歸一化溫差等因素有關(guān)。所以,經(jīng)過(guò)計(jì)算得出太陽(yáng)能溫室集熱效率的擬合公式為η=0.174-0.249×((Ti-Ta
【文章來(lái)源】:上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:95 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與進(jìn)展
1.2.1 溫室的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀
1.2.2 溫室集熱儲(chǔ)能供暖的實(shí)驗(yàn)研究
1.2.3 溫室集熱儲(chǔ)能供暖的模擬研究
1.2.4 溫室集熱儲(chǔ)能供暖的實(shí)際工程應(yīng)用
1.3 目前主要存在的問(wèn)題
1.4 本文的主要工作
第二章 太陽(yáng)能溫室集熱儲(chǔ)能供暖系統(tǒng)模型建立
2.1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行原理
2.2 溫室集熱儲(chǔ)能供暖系統(tǒng)的模型
2.2.1 太陽(yáng)能溫室的模型
2.2.2 地埋儲(chǔ)能區(qū)域的模型
2.2.3 換熱器的模型
2.3 系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)
2.4 本章小結(jié)
第三章 太陽(yáng)能溫室集熱儲(chǔ)能供暖系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
3.1 太陽(yáng)能溫室集熱儲(chǔ)能供暖系統(tǒng)介紹
3.1.1 太陽(yáng)能溫室
3.1.2 集熱儲(chǔ)能供暖系統(tǒng)概況
3.1.3 地埋儲(chǔ)能區(qū)域子系統(tǒng)
3.1.4 供熱盤(pán)管子系統(tǒng)
3.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)介紹
3.2.1 溫室內(nèi)部空氣溫度測(cè)量及其測(cè)點(diǎn)布置
3.2.2 地埋儲(chǔ)能區(qū)域溫度測(cè)量及其測(cè)點(diǎn)布置
3.2.3 測(cè)量?jī)x器介紹
3.3 太陽(yáng)能溫室集熱性能實(shí)驗(yàn)
3.3.1 冬季典型日運(yùn)行特性
3.3.2 夏季典型日運(yùn)行特性
3.3.3 過(guò)渡季節(jié)典型日運(yùn)行特性
3.3.4 太陽(yáng)能溫室的集熱效率
3.4 地埋儲(chǔ)能區(qū)域運(yùn)行特性實(shí)驗(yàn)
3.4.1 冬季典型日運(yùn)行特性
3.4.2 夏季典型日運(yùn)行特性
3.4.3 過(guò)渡季節(jié)典型日運(yùn)行特性
3.4.4 地埋儲(chǔ)能區(qū)域全年溫度變化
3.4.5 U型地埋管內(nèi)流體和土壤換熱系數(shù)測(cè)試
3.5 本章小結(jié)
第四章 太陽(yáng)能溫室集熱儲(chǔ)能供暖系統(tǒng)的TRNSYS模擬
4.1 太陽(yáng)能溫室集熱儲(chǔ)能供暖系統(tǒng)模型介紹
4.1.1 TRNSYS軟件介紹
4.1.2 太陽(yáng)能溫室集熱儲(chǔ)能供暖系統(tǒng)的TRNSYS模型
4.2 氣象條件分析
4.3 太陽(yáng)能溫室集熱儲(chǔ)能供暖系統(tǒng)的性能分析
4.3.1 溫室全年的集熱量
4.3.2 系統(tǒng)全年的儲(chǔ)熱量
4.3.3 系統(tǒng)全年的供熱量
4.3.4 溫室全年的熱損失分析
4.3.5 系統(tǒng)全年的儲(chǔ)能效率
4.3.6 系統(tǒng)全年的供暖效率
4.3.7 系統(tǒng)全年的儲(chǔ)放平衡率
4.4 太陽(yáng)能溫室集熱儲(chǔ)能供暖系統(tǒng)的影響因素分析
4.4.1 系統(tǒng)的影響因素分析目標(biāo)
4.4.2 影響參數(shù)分析
4.4.3 系統(tǒng)影響因素分析總結(jié)
4.4.4 系統(tǒng)運(yùn)行特性分析
4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 研究總結(jié)
5.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]太陽(yáng)能-地源熱泵復(fù)合系統(tǒng)在溫室大棚的應(yīng)用[J]. 劉鵬. 建筑熱能通風(fēng)空調(diào). 2016(03)
[2]城市規(guī)模的建筑能耗研究綜述[J]. 田瑋,魏來(lái),朱麗,何成,孫禹,楊松. 建筑節(jié)能. 2016(02)
[3]日光溫室?guī)жQ向空氣通道的太陽(yáng)能相變蓄熱墻體體系[J]. 凌浩恕,陳超,陳紫光,馬彩雯,管勇,李娜. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2015(03)
[4]太陽(yáng)能集熱日光溫室供熱現(xiàn)狀及展望[J]. 董蓬,呂全貴,陳青云,史建新,張振國(guó),許紅軍. 新疆農(nóng)機(jī)化. 2014(04)
[5]太陽(yáng)能蓄熱系統(tǒng)在日光溫室中的應(yīng)用效果[J]. 劉伯聰,曲梅,苗妍秀,陳青云. 北方園藝. 2012(10)
[6]復(fù)合相變蓄熱墻體材料應(yīng)用于日光溫室的效果研究[J]. 薛亞寧,陳超,李清清,李琢,周瑋. 北方園藝. 2010(15)
[7]機(jī)械通風(fēng)條件下玻璃溫室熱環(huán)境數(shù)值模擬[J]. 吳飛青,張立彬,胥芳,陳教料,陳曉. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2010(01)
[8]溫室太陽(yáng)能供暖[J]. 李德堅(jiān),唐軒,殷志強(qiáng),鄭瑞澄,張?jiān)C?李乃光. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2002(05)
[9]自然通風(fēng)的計(jì)算及理論分析[J]. 史瑞秀. 太原科技. 2000(02)
[10]“大系統(tǒng)”理論及其在溫室系統(tǒng)建模中的應(yīng)用[J]. 顧寄南,毛罕平. 農(nóng)業(yè)系統(tǒng)科學(xué)與綜合研究. 1999(03)
博士論文
[1]溫室環(huán)境CFD非穩(wěn)態(tài)模型構(gòu)建及其在溫室溫度控制中的應(yīng)用研究[D]. 周偉.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
碩士論文
[1]基于CFD光熱流場(chǎng)耦合分析的光伏溫室研究與設(shè)計(jì)[D]. 蔡彥文.浙江工業(yè)大學(xué) 2015
[2]日光溫室主動(dòng)蓄放熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用效果研究[D]. 李文.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2013
[3]強(qiáng)制通風(fēng)條件下Venlo型溫室內(nèi)氣流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的CFD數(shù)值模擬研究[D]. 李本卿.江蘇大學(xué) 2009
本文編號(hào):3212847
【文章來(lái)源】:上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:95 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與進(jìn)展
1.2.1 溫室的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀
1.2.2 溫室集熱儲(chǔ)能供暖的實(shí)驗(yàn)研究
1.2.3 溫室集熱儲(chǔ)能供暖的模擬研究
1.2.4 溫室集熱儲(chǔ)能供暖的實(shí)際工程應(yīng)用
1.3 目前主要存在的問(wèn)題
1.4 本文的主要工作
第二章 太陽(yáng)能溫室集熱儲(chǔ)能供暖系統(tǒng)模型建立
2.1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行原理
2.2 溫室集熱儲(chǔ)能供暖系統(tǒng)的模型
2.2.1 太陽(yáng)能溫室的模型
2.2.2 地埋儲(chǔ)能區(qū)域的模型
2.2.3 換熱器的模型
2.3 系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)
2.4 本章小結(jié)
第三章 太陽(yáng)能溫室集熱儲(chǔ)能供暖系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
3.1 太陽(yáng)能溫室集熱儲(chǔ)能供暖系統(tǒng)介紹
3.1.1 太陽(yáng)能溫室
3.1.2 集熱儲(chǔ)能供暖系統(tǒng)概況
3.1.3 地埋儲(chǔ)能區(qū)域子系統(tǒng)
3.1.4 供熱盤(pán)管子系統(tǒng)
3.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)介紹
3.2.1 溫室內(nèi)部空氣溫度測(cè)量及其測(cè)點(diǎn)布置
3.2.2 地埋儲(chǔ)能區(qū)域溫度測(cè)量及其測(cè)點(diǎn)布置
3.2.3 測(cè)量?jī)x器介紹
3.3 太陽(yáng)能溫室集熱性能實(shí)驗(yàn)
3.3.1 冬季典型日運(yùn)行特性
3.3.2 夏季典型日運(yùn)行特性
3.3.3 過(guò)渡季節(jié)典型日運(yùn)行特性
3.3.4 太陽(yáng)能溫室的集熱效率
3.4 地埋儲(chǔ)能區(qū)域運(yùn)行特性實(shí)驗(yàn)
3.4.1 冬季典型日運(yùn)行特性
3.4.2 夏季典型日運(yùn)行特性
3.4.3 過(guò)渡季節(jié)典型日運(yùn)行特性
3.4.4 地埋儲(chǔ)能區(qū)域全年溫度變化
3.4.5 U型地埋管內(nèi)流體和土壤換熱系數(shù)測(cè)試
3.5 本章小結(jié)
第四章 太陽(yáng)能溫室集熱儲(chǔ)能供暖系統(tǒng)的TRNSYS模擬
4.1 太陽(yáng)能溫室集熱儲(chǔ)能供暖系統(tǒng)模型介紹
4.1.1 TRNSYS軟件介紹
4.1.2 太陽(yáng)能溫室集熱儲(chǔ)能供暖系統(tǒng)的TRNSYS模型
4.2 氣象條件分析
4.3 太陽(yáng)能溫室集熱儲(chǔ)能供暖系統(tǒng)的性能分析
4.3.1 溫室全年的集熱量
4.3.2 系統(tǒng)全年的儲(chǔ)熱量
4.3.3 系統(tǒng)全年的供熱量
4.3.4 溫室全年的熱損失分析
4.3.5 系統(tǒng)全年的儲(chǔ)能效率
4.3.6 系統(tǒng)全年的供暖效率
4.3.7 系統(tǒng)全年的儲(chǔ)放平衡率
4.4 太陽(yáng)能溫室集熱儲(chǔ)能供暖系統(tǒng)的影響因素分析
4.4.1 系統(tǒng)的影響因素分析目標(biāo)
4.4.2 影響參數(shù)分析
4.4.3 系統(tǒng)影響因素分析總結(jié)
4.4.4 系統(tǒng)運(yùn)行特性分析
4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 研究總結(jié)
5.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]太陽(yáng)能-地源熱泵復(fù)合系統(tǒng)在溫室大棚的應(yīng)用[J]. 劉鵬. 建筑熱能通風(fēng)空調(diào). 2016(03)
[2]城市規(guī)模的建筑能耗研究綜述[J]. 田瑋,魏來(lái),朱麗,何成,孫禹,楊松. 建筑節(jié)能. 2016(02)
[3]日光溫室?guī)жQ向空氣通道的太陽(yáng)能相變蓄熱墻體體系[J]. 凌浩恕,陳超,陳紫光,馬彩雯,管勇,李娜. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2015(03)
[4]太陽(yáng)能集熱日光溫室供熱現(xiàn)狀及展望[J]. 董蓬,呂全貴,陳青云,史建新,張振國(guó),許紅軍. 新疆農(nóng)機(jī)化. 2014(04)
[5]太陽(yáng)能蓄熱系統(tǒng)在日光溫室中的應(yīng)用效果[J]. 劉伯聰,曲梅,苗妍秀,陳青云. 北方園藝. 2012(10)
[6]復(fù)合相變蓄熱墻體材料應(yīng)用于日光溫室的效果研究[J]. 薛亞寧,陳超,李清清,李琢,周瑋. 北方園藝. 2010(15)
[7]機(jī)械通風(fēng)條件下玻璃溫室熱環(huán)境數(shù)值模擬[J]. 吳飛青,張立彬,胥芳,陳教料,陳曉. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2010(01)
[8]溫室太陽(yáng)能供暖[J]. 李德堅(jiān),唐軒,殷志強(qiáng),鄭瑞澄,張?jiān)C?李乃光. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2002(05)
[9]自然通風(fēng)的計(jì)算及理論分析[J]. 史瑞秀. 太原科技. 2000(02)
[10]“大系統(tǒng)”理論及其在溫室系統(tǒng)建模中的應(yīng)用[J]. 顧寄南,毛罕平. 農(nóng)業(yè)系統(tǒng)科學(xué)與綜合研究. 1999(03)
博士論文
[1]溫室環(huán)境CFD非穩(wěn)態(tài)模型構(gòu)建及其在溫室溫度控制中的應(yīng)用研究[D]. 周偉.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
碩士論文
[1]基于CFD光熱流場(chǎng)耦合分析的光伏溫室研究與設(shè)計(jì)[D]. 蔡彥文.浙江工業(yè)大學(xué) 2015
[2]日光溫室主動(dòng)蓄放熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用效果研究[D]. 李文.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2013
[3]強(qiáng)制通風(fēng)條件下Venlo型溫室內(nèi)氣流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的CFD數(shù)值模擬研究[D]. 李本卿.江蘇大學(xué) 2009
本文編號(hào):3212847
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