论文摘要
太阳能是一种可再生能源,与常规能源相比,其总量大、无污染且具有可持续性,因此越来越受到人们的重视。虽然国外关于太阳能采暖系统及其保证率的研究已经有很多,但利用动态模拟软件分析太阳能保证率在各种不同参数组合条件下的变化规律及范围的研究较少。鉴于此,本文通过数值模拟,分析研究各参数对太阳能采暖保证率的影响规律,包括以下几个方面:在建立数学模型方面,对太阳能热水采暖系统的各个子环节建立模型,主要包括建筑热环境动态分析模型、集热、蓄热以及辅助加热系统的模型。分别分析总结了影响集蓄热效果的因素;其次对太阳能系统做能量平衡分析,并结合一个周期内各部分热量的作用区间,分析得到周期动态太阳能系统能量平衡方程;讨论了太阳能年保证率与各能量之间的关系,对供热量与散热量间的关系进行了定性分析,对辅助加热系统加热量及运行方式也进行了说明。对建筑负荷进行模拟计算,分析不同气象参数下的不同保温程度及不同建筑层数的建筑负荷规律,计算分析得:在西安、西宁、拉萨三地的同等条件下的居住建筑中,太阳辐射强度高的拉萨其太阳能采暖保证率最高;分析建筑负荷随窗墙比变化规律,分析结果为:当保温要求和楼层数一定时,太阳能采暖保证率随南向窗墙比增大而升高;针对拉萨地区典型自建民居,考虑按居住建筑节能标准规定值进行保温及有无附加阳光间其负荷差别,计算结果得:其屋顶面积完全可满足太阳能采暖保证率达到100%的铺设要求。若采取保温措施,并设置阳光间时,可明显降低主动太阳能采暖集热器面积。根据模拟分析结果给出拉萨、西安及西宁地区一些对工程实践有参考价值的数据,并提出相关建议,对系统优化设计有实际意义。