太陽能建筑集熱與儲(chǔ)熱系統(tǒng)的研究.pdf

1、傳統(tǒng)能源的大量消耗和日趨枯竭，已嚴(yán)重影響了人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。太陽能建筑作為開發(fā)和利用新能源的重要內(nèi)容，有著巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。我國是太陽能資源十分豐富的國家，為太陽能的利用提供了有利條件。太陽能在建筑中的熱利用即太陽能采暖，有著廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。 本課題針對(duì)太陽能建筑中的主要問題，即集熱和儲(chǔ)熱系統(tǒng)，進(jìn)行以下四方面的研究。 （1）設(shè)計(jì)了一種太陽能平板集熱/儲(chǔ)熱系統(tǒng)，將集熱器與儲(chǔ)熱單元結(jié)合在一起，達(dá)到了既能有效地

2、將太陽能儲(chǔ)存、又能減少集熱器熱損失并提高熱效率的目的。通過對(duì)集熱/儲(chǔ)熱系統(tǒng)和普通集熱器傳熱過程的分析，建立了熱網(wǎng)絡(luò)圖，計(jì)算出了兩者的理論熱效率，對(duì)比顯示前者遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于后者。 （2）設(shè)計(jì)建造了屋頂集熱式太陽能供暖系統(tǒng)，該系統(tǒng)將太陽能空氣集熱器安裝于平房房頂，用管道和軸流風(fēng)機(jī)將熱空氣引入室內(nèi)，為太陽能建筑供暖。經(jīng)熱工計(jì)算，求得實(shí)驗(yàn)用太陽能建筑耗熱量和所需集熱器的面積。將設(shè)計(jì)的集熱器應(yīng)用于屋頂太陽能供暖系統(tǒng)，通過實(shí)際測(cè)試驗(yàn)證系統(tǒng)的供暖效

3、果。結(jié)果顯示，在冬季晴朗的白天（江蘇鎮(zhèn)江），屋頂集熱式實(shí)驗(yàn)太陽能建筑的室內(nèi)溫度最高可達(dá)20℃，平均溫度約為18℃，比對(duì)照房間溫度高約6℃。進(jìn)入房間的平均熱流量（持續(xù)5小時(shí)）可達(dá)2276W（134W/㎡），而房間熱負(fù)荷為2038W（120W/㎡），前者比后者高約10％。而對(duì)于一般保溫較好的建筑物，單位面積的熱負(fù)荷為30W/㎡。因此，如果加強(qiáng)房屋保溫，并增加儲(chǔ)熱系統(tǒng)，白天的富余熱能完全可以滿足夜間供暖的需要，從而實(shí)現(xiàn)冬季24小時(shí)為建筑物有效

4、供熱。 （3）設(shè)計(jì)安裝了壁掛集熱式太陽能供暖系統(tǒng)，該系統(tǒng)將太陽能空氣集熱器安裝于建筑南外墻上，集熱器出口安裝一小型風(fēng)機(jī)直接接入室內(nèi)，將熱空氣導(dǎo)入太陽能建筑中為其供暖。對(duì)于壁掛集熱式實(shí)驗(yàn)太陽能建筑，室內(nèi)溫度最高可達(dá)24℃，平均溫度約為21℃，比對(duì)照房間溫度高約6℃，比環(huán)境溫度高約11℃。進(jìn)入房間的平均熱流量（持續(xù)6小時(shí)）可達(dá)779W（27W/㎡），而房間熱負(fù)荷為493W（17W/㎡），前者比后者高約37％。因此，本壁掛集熱式太陽能