太阳能地板辐射采暖系统仿真及设计

• 作 者: 郭春磊
• 发表日期: 2014年期
• 关键词: 太阳能 地板辐射采暖 数学模型 SIMULINK仿真 系统设计

太阳能采暖主要有热风采暖、低温热水地板辐射采暖、热泵采暖,还有各种组合采暖等。热水的地板辐射采暖以其舒适度高,节能效果好等优点使得很多学者对其青睐有加。本文的主要工作有：第一,对本文所要研究的系统进行简要的设计说明,主要从系统的设计目标、结构、原理、组成系统各设备参数几个方面进行阐述；第二,根据传热学原理与能量守恒,对系统及各组成部分进行数学建模。集热器建模,供热水箱建模,末端地热盘管建模等,为下面对系统的仿真模型的建立进行铺垫；第三,利用MATLAB/SMULINK建立系统各组成部分及系统整体的仿真模型,对系统各组成部分的出口温度及采暖房内温度进行仿真；最后,搭建实验平台,进行实验,得到实验结果,仿真结果与实验数据进行比对,用以验证仿真结果的合理性；利用系统的仿真模型对系统进行简单的设计,通过设置不同的仿真初始条件,根据不同条件下的仿真结果对系统的参数进行选择,并对不同参数下的系统能量综合利用效率进行估算,最后得到较为合理的系统参数。通过仿真结果与实验数据的对比,得出仿真结果是合理的,可以作为太阳能地板辐射采暖系统设计的参考依据,为太阳能供暖系统的发展奠定了基础。利用系统的仿真模型针对银川地区约18m2的办公房间的白天供暖系统进行设计,所得到的较为合理的系统参数是：系统流量为20L/min、地盘管间距为20cm、供回水平均温度范围为45-50℃、集热器安装倾角为54.30、集热器面积为6m2以及储热水箱容量为250L,并估算出了在该系统参数下系统的能量综合利用效率为43%。