集熱蓄熱屋頂式太陽(yáng)房熱過(guò)程及優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、集熱蓄熱墻將南向墻體由失熱部件轉(zhuǎn)變?yōu)榈脽岵考?，在被?dòng)太陽(yáng)房冬季供暖中發(fā)揮著重要作用，借鑒集熱蓄熱墻的構(gòu)造形式建立集熱蓄熱屋頂，以期更大限度的發(fā)揮太陽(yáng)能對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境的改善作用，降低建筑能耗。
　　本文給出了集熱蓄熱屋頂傳熱過(guò)程模型，并對(duì)其進(jìn)行了傳熱過(guò)程和熱特性分析。建立了集熱蓄熱屋頂傳熱數(shù)學(xué)模型，給出了逐時(shí)太陽(yáng)輻射的計(jì)算方法、室外空氣溫度波的表達(dá)式、求解的初始條件、邊界狀態(tài)并簡(jiǎn)單介紹了數(shù)值求解方法。以拉薩為例，通過(guò)瞬態(tài)數(shù)值計(jì)算，分析

2、了屋頂傾斜角度、循環(huán)風(fēng)量、通風(fēng)孔中心距、屋頂材料和屋頂保溫層形式五個(gè)方面對(duì)集熱蓄熱屋頂導(dǎo)熱量和對(duì)流供熱量的影響關(guān)系，并進(jìn)行優(yōu)化分析。優(yōu)化結(jié)果如下：集熱蓄熱屋頂傾斜角度從0°到90°變化時(shí)，日平均供熱量先增大后減小，45°坡屋頂時(shí)日供熱量達(dá)到最大；建議屋頂內(nèi)風(fēng)機(jī)循環(huán)風(fēng)量為0.086~0.115m3/s；白天對(duì)流供熱量隨通風(fēng)孔中心距的增大而增大，日平均導(dǎo)熱供熱量隨著通風(fēng)孔中心距的增大而減小。但是當(dāng)中心距增大到2000mm后，總供熱量變化不顯

3、著；隨著屋頂材料導(dǎo)熱系數(shù)的減小，對(duì)流供熱量逐漸增大，對(duì)于學(xué)校、辦公室類白天使用較多的房間，可選用導(dǎo)熱系數(shù)小的材料，以提高白天對(duì)流供熱量；外保溫形式白天對(duì)流供熱量大于內(nèi)保溫形式，無(wú)保溫對(duì)流供熱量最小。無(wú)保溫形式全天導(dǎo)熱供熱量最大同時(shí)波動(dòng)較大，外保溫形式其次，內(nèi)保溫形式全天導(dǎo)熱供熱量基本無(wú)變化。
　　建立集熱蓄熱屋頂式太陽(yáng)房數(shù)學(xué)模型和物理模型，選取拉薩氣象參數(shù)，對(duì)平坡兩種形式的典型房間，計(jì)算了集熱蓄熱屋頂在無(wú)集熱蓄熱屋頂結(jié)構(gòu)、集熱蓄熱

4、屋頂無(wú)保溫結(jié)構(gòu)、集熱蓄熱屋頂外保溫結(jié)構(gòu)、集熱蓄熱屋頂內(nèi)保溫結(jié)構(gòu)四種情況下，室內(nèi)逐時(shí)溫度和溫度波動(dòng)情況。通過(guò)分析，得出以下結(jié)論：
　?。?）無(wú)集熱蓄熱屋頂結(jié)構(gòu)時(shí)，平屋頂和坡屋頂房間平均基礎(chǔ)室溫為6.69℃和5.58℃，二者均不能滿足太陽(yáng)房冬季采暖室內(nèi)溫度要求。
　?。?）集熱蓄熱屋頂采用無(wú)保溫形式時(shí)，平坡兩種形式可分別比房間基礎(chǔ)室溫分別提高5.01℃和8.32℃，同時(shí)集熱蓄熱屋頂結(jié)構(gòu)加大了室內(nèi)晝夜溫度差，平屋頂晝夜溫差達(dá)到10

5、℃，坡屋頂高達(dá)11℃。
　?。?）集熱蓄熱屋頂采用外保溫形式時(shí)，平坡兩種形式屋頂可在無(wú)保溫情況的基礎(chǔ)上再次提高約2.5℃和3.4℃，同時(shí)使用外保溫措施會(huì)略微增加室內(nèi)晝夜溫差。外保溫形式可以更好的滿足學(xué)校、辦公室等白天使用較多的房間。
　?。?）集熱蓄熱屋頂采用內(nèi)保溫形式時(shí)，平坡兩種形式屋頂可在無(wú)保溫情況的基礎(chǔ)上再次提高約2.1℃和3.2℃，同時(shí)使用內(nèi)保溫措可減小晝夜溫差，拉薩居民建筑更適宜使用內(nèi)保溫形式的集熱蓄熱屋頂太陽(yáng)房。