东北地区村镇住宅太阳能采暖与热水供应技术研究

论文摘要

随着社会主义新农村的发展,我国的村镇住宅建设进入了更新换代的高峰期,村镇住宅能耗也不断增大。东北地区太阳能资源较丰富,太阳能热水供应在村镇地区得到了广泛应用,但利用太阳能进行采暖还处于示范阶段。本文针对东北地区村镇住宅的特殊性,对太阳能采暖与热水供应技术进行了研究。本文分析了太阳能资源在东北地区村镇住宅应用的可行性。针对东北地区村镇住宅的建筑特点及居民生活习惯等,提出太阳能采暖室内设计温度和环路划分的三种情况,结合典型住宅,估算建筑热负荷值并在此基础上提出系统设计的一些基本原则。针对东北地区村镇住宅的特殊性,对太阳能系统方案及安全运行进行了设计。包括以下几个方面:太阳能采暖与热水供应系统形式选择、太阳能集热系统、储热水箱、辅助能源、管路系统、防冻、防过热方案以及自动控制系统等,并根据典型城市村镇住宅建筑热负荷值确定了太阳能系统设备的配比。根据上述研究,从太阳能系统参数选择、设备选型、系统原理图的设计、经济和生态效益分析等方面对哈尔滨一栋典型村镇住宅的太阳能采暖和热水供应联合系统进行方案设计和分析,表明东北地区完全具备利用太阳能采暖和热水供应的条件。为提高太阳能联合系统投资经济性,应提高非采暖期热水的利用率、优化系统采暖的规模等,进一步加强太阳能技术的研发。本文的研究为太阳能在东北地区村镇住宅的应用推广提供了参考,有助于解决目前太阳能系统在东北地区应用时出现的问题,同时促进村镇居民生活质量的提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源及研究的背景和意义
• 1.1.1 课题来源
• 1.1.2 课题研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状与分析
• 1.2.1 国外研究现状与分析
• 1.2.2 国内研究现状与分析
• 1.3 主要研究内容
• 第2章 东北地区村镇住宅太阳能采暖与热水供应的可行性研究
• 2.1 东北地区自然环境
• 2.2 东北地区村镇住宅能源利用和供暖现状
• 2.2.1 能源储存及应用现状
• 2.2.2 传统采暖方式
• 2.3 太阳能资源的分布及利用情况
• 2.3.1 东北地区太阳能资源分布情况
• 2.3.2 东北地区村镇住宅太阳能技术发展障碍
• 2.4 东北地区村镇建筑的概况
• 2.5 东北地区村镇住宅建筑热负荷计算
• 2.5.1 室内外采暖计算参数
• 2.5.2 采暖室内计算温度及环路划分
• 2.5.3 东北地区村镇住宅建筑热负荷计算
• 2.5.4 东北地区村镇住宅太阳能系统设计原则
• 2.6 本章小结
• 第3章 东北地区村镇住宅太阳能系统方案设计
• 3.1 太阳能热水供应系统形式及采暖末端选择
• 3.1.1 太阳能热水供应系统
• 3.1.2 太阳能采暖末端选择
• 3.2 太阳能集热系统设计
• 3.2.1 太阳能集热器形式的选择
• 3.2.2 集热器安装倾角和方位角的确定
• 3.2.3 太阳能集热器的前后排间距
• 3.2.4 太阳能集热器的连接形式
• 3.2.5 太阳能集热器的安装位置
• 3.2.6 太阳能集热器面积的确定
• 3.3 太阳能系统水箱的设计
• 3.3.1 储热水箱的分类和比较
• 3.3.2 太阳能系统水箱容积计算
• 3.3.3 太阳能系统水箱保温设计
• 3.4 辅助热源设计
• 3.4.1 辅助加热设备形式的选择
• 3.4.2 辅助热源的经济性评价
• 3.4.3 辅助热源位置的设置
• 3.4.4 辅助热源加热设备功率的计算
• 3.5 管路设计
• 3.5.1 太阳能集热系统管路直径的确定
• 3.5.2 太阳能集热系统循环泵选型
• 3.5.3 管路保温
• 3.6 本章小结
• 第4章 东北地区村镇住宅太阳能系统安全运行设计
• 4.1 系统防冻设计
• 4.1.1 常用的防冻措施
• 4.1.2 电伴热防冻
• 4.1.3 与建筑相结合的防冻措施
• 4.2 系统防过热设计
• 4.2.1 东北地区太阳能联合系统过热程度
• 4.2.2 防过热措施
• 4.3 自动控制系统
• 4.3.1 集热循环控制
• 4.3.2 辅助热源控制
• 4.3.3 防冻及防过热控制
• 4.4 本章小结
• 第5章 东北地区典型村镇住宅太阳能系统设计
• 5.1 典型村镇住宅的概况
• 5.2 典型村镇住宅太阳能系统设计
• 5.2.1 太阳能系统形式
• 5.2.2 系统参数
• 5.2.3 设备选型
• 5.2.4 系统运行控制
• 5.3 系统经济及生态效益简单分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢