【摘要】：根據(jù)太陽(yáng)能光熱技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中長(zhǎng)期存在的主要問(wèn)題,以及為適應(yīng)建筑節(jié)能改造中“平改坡”的技術(shù)趨勢(shì),在研究太陽(yáng)能光熱技術(shù)和坡屋頂特性的基礎(chǔ)上,提出了一套太陽(yáng)能光熱利用與坡屋頂結(jié)構(gòu)一體化的技術(shù)設(shè)計(jì)方案。該設(shè)計(jì)方案主要包括集熱器與坡屋頂?shù)囊惑w化和主被動(dòng)集熱一體化技術(shù)�，F(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外對(duì)于坡屋頂與集熱器的一體化以及主動(dòng)集熱、被動(dòng)集熱、輔助集熱的優(yōu)化組合技術(shù)的研究相對(duì)較少。因此,推廣該技術(shù)在中低層坡屋頂住宅的新建建筑或者“平改坡”建筑中的應(yīng)用,進(jìn)行這方面研究的重要性與緊迫性就不言而喻了。首先,介紹了太陽(yáng)能光熱利用技術(shù)的發(fā)展、既有建筑屋頂?shù)墓?jié)能改造以及太陽(yáng)能光熱技術(shù)與建筑一體化的應(yīng)用背景。并對(duì)太陽(yáng)能光熱利用技術(shù)的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述。結(jié)合國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析提出研究?jī)?nèi)容為：太陽(yáng)能集熱器與坡屋頂建筑外形,結(jié)構(gòu),功能一體化；主動(dòng)集熱、被動(dòng)集熱及輔熱系統(tǒng)與坡屋頂一體化。然后,進(jìn)行了冬至日工況條件下的太陽(yáng)能輻射量采集實(shí)驗(yàn)與太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明太陽(yáng)能光熱利用冬至日工況下存在太陽(yáng)輻射量少,供熱穩(wěn)定性差,不能保質(zhì)保量地提供生活所需熱水；并利用Transys軟件進(jìn)行太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)(無(wú)輔熱)全年的模擬,得到模擬結(jié)果,分析表明提高集熱器集熱效率與輔助熱源工作效率是改進(jìn)太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)的有限措施。其后,進(jìn)行了太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)的優(yōu)化研究,利用光學(xué)理論分析集熱器透明蓋板,繪制平板、弧形,透鏡三種形狀透明蓋板的折射光路圖,提出增強(qiáng)集熱器集光與集熱效率的方法：采用弧形透鏡透明蓋板；利用Equest能耗模擬軟件對(duì)空氣源熱泵進(jìn)行不同的溫度工況下的模擬,分析COP與溫度工況的關(guān)系,得出空氣源熱泵提高工作效率降低能耗的方法：提高空氣源熱泵工作環(huán)境溫度。最后,根據(jù)理論與模擬分析,設(shè)計(jì)一種坡屋頂建筑太陽(yáng)能一體化集熱模塊裝置與一種主被動(dòng)一體化的坡屋頂太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)。并利用光學(xué)理論與Equest軟件分析該設(shè)計(jì)方案的合理性及其具有的節(jié)能優(yōu)勢(shì)。本研究的特色在于提出了集熱模塊裝置設(shè)計(jì)方案,采用了透鏡集熱技術(shù),集光效果好,集熱效率高；采用了仿真瓦技術(shù),與坡屋頂建筑在結(jié)構(gòu)、外觀上、功能上更好地一體化；采用模塊化技術(shù),根據(jù)不同熱水負(fù)荷需求自由設(shè)計(jì)組裝。集熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案將集熱模塊裝置、被動(dòng)式太陽(yáng)房坡屋頂、空氣源熱泵進(jìn)行了技術(shù)融合。該方案最大限度地利用了太陽(yáng)能熱輻射,包括主動(dòng)集熱與被動(dòng)集熱,具有更好的集熱效果與節(jié)能效果,冬季更加明顯；最大限度地將太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)與坡屋頂結(jié)構(gòu)一體化。本研究的成果可以為太陽(yáng)能企業(yè)進(jìn)行集熱器產(chǎn)品設(shè)計(jì)及中低層坡屋頂住宅建筑的新建與“平改坡”建筑提供技術(shù)參考。
【圖文】：

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本節(jié)設(shè)計(jì)了兩個(gè)太陽(yáng)能實(shí)驗(yàn)：太陽(yáng)能福射量采集實(shí)驗(yàn)和太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，實(shí)逡逑驗(yàn)時(shí)間選擇為冬至的２０１３年１２月２２日－２０１３年１２月２６日，實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)為長(zhǎng)沙市某高逡逑校教學(xué)樓樓頂?shù)奶?yáng)能實(shí)驗(yàn)臺(tái)。實(shí)驗(yàn)臺(tái)如圖３－１所示。逡逑Ｉ…ｊ＇．．……逡逑圖３．１太陽(yáng)能實(shí)驗(yàn)臺(tái)逡逑３．１．１太陽(yáng)能福射量采集實(shí)驗(yàn)逡逑３．１．１．１實(shí)驗(yàn)?zāi)康腻义贤ㄟ^(guò)對(duì)長(zhǎng)沙冬至日太陽(yáng)福射量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，獲得太陽(yáng)福抽量的具體數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)逡逑的分析，進(jìn)而對(duì)冬季長(zhǎng)沙地區(qū)的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的供熱穩(wěn)定性進(jìn)行初步評(píng)估，從而提出逡逑相應(yīng)建議。逡逑３．１．１．２實(shí)驗(yàn)設(shè)備逡逑（１）太陽(yáng)福射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，型號(hào)為ＰＣ－２－１１，錦州陽(yáng)光科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)，系統(tǒng)逡逑２６逡逑
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)沙理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TU18


本文編號(hào)：2544204