附加阳光间型被动式太阳房传热量简化计算方法研究

附加阳光间型被动房传热量受室外空气温度和太阳辐射双波动扰动影响,导致其热负荷具有显著波动特征,传统稳态计算方法难以适用,而动态方法过于复杂,不适用于工程设计使用。基于此,该文采用周期反应系数法研究结构参数和被动房传热量之间的定量关系,并结合结构参数,提出附加阳光间型被动房热负荷简化计算新方法。结果表明阳光间总传热量受公用墙体构造变化影响较大,内门传热量与公用墙体热阻呈正相关,墙体传热量与墙体热阻呈负相关;同类围护结构下,不同参数组合下公用墙导热量与阳光间空气温度变化规律趋势一致,进而提出附加阳光间导热变化系数和温度变化系数,以该参数为基础建立了关键结构参数与传热量之间的多元回归模型,该简化计算方法与实测值对比结果表明吻合度较大,简化计算方法精度较高,可供实际工程设计使用。

集热蓄热墙式被动构件向房间传热量的简化计算方法

基于热平衡法分析了集热蓄热墙的结构参数对其对流、导热传热量的影响,发现不同结构参数的集热蓄热墙的逐时传热量与其极大值的比值为高度重合的一簇曲线,进而提出对流、导热传热因子表征该簇曲线.在得到不同地区的对流、导热传热因子后,只要得到该地区结构参数与对流、导热传热量极大值的关系进而就可以得到逐时对流、导热传热量.因此,通过回归分析得到集热蓄热墙4个关键结构参数与对流、导热传热量极大值之间的多元非线性回归模型.最后对比分析了回归模型与理论计算的传热量.结果表明,各典型地区对流、导热传热量回归模型的R^2分别在0.96~0.97、0.94~0.95之间,rRSME分别在0.10~0.14、0.24~0.28之间.表明回归模型能较为准确预测集热蓄热墙逐时传热量,满足工程计算精度要求,可为被动房设计提供一定指导.

分区串并联式SGCHPSS组合系统容量匹配与运行优化研究

为获得较高的取热温差与换热效率,提高系统综合性能,本文提出了一种将地埋管群分区串并联的SGCHPSS组合系统。基于TRNSYS-18建立了分区串并联式SGCHPSS组合系统的物理模型,利用该模型模拟研究了在不同串并联分区面积、不同蓄热量的情况下,系统综合性能,得到串联区与并联区面积比为1:4,蓄热量为3:2时,系统具有最佳的综合性能。以该设计建立分区串并联式SGCHPSS组合系统数学模型,选取太阳能集热面积、蓄热水箱容积、地源热泵容量作为系统的容量匹配优化变量,选择太阳能集热器启停温差、地埋管群蓄热温差、热泵启停温差作为系统的运行优化变量,根据我国建筑热工分区与太阳能资源分区选取典型城市,基于遗传算法基本原理,以分区串并联式SGCHPSS组合系统全生命周期内成本最低为目标函数,通过MATLAB软件的遗传算法工具箱,对各典型城市的容量匹配与运行优化进行了优化计算。容量匹配优化结果表明,在太阳能极丰富的地区不适用太阳能跨季节蓄热,建议采用短期蓄热,可节约18%的费用。分区串并联式SGCHPSS组合系统在寒冷地区采用最低推荐太阳能保证率经济性最佳。运行优化结果表明,各地的管群最佳蓄热温差在5~8℃之间。在乌鲁木齐以外的地区,若蓄热水箱温度低于采暖设计供水温度,推荐直接开启地源热泵以满足用户需求。