【摘要】：在中國北方農(nóng)村,冬季寒冷漫長,居民對建筑的采暖的需求十分巨大�；鹂蛔鳛槎緜鹘y(tǒng)的采暖方式得到了北方居民的廣泛應(yīng)用并且擁有非常悠久的歷史�；鹂坏慕Y(jié)構(gòu)有利于能源的高效利用,對于節(jié)省冬季采暖的燃料消耗有著重大意義。但火炕的使用仍然有著熱舒適性差,空氣污染嚴重,使用不便,安全性差等缺點。因此,如何為北方居民提供一個節(jié)能環(huán)保的冬季住宅供暖方案對降低我國的能源消耗與空氣污染有著重要意義。太陽能由于其可再生以及清潔環(huán)保的優(yōu)點,是重要的化石能源替代能源。本文中研究了一種新型的太陽能主被動復合采暖民居設(shè)計。系統(tǒng)中使用的太陽能炕系統(tǒng)將太陽能光熱利用與傳統(tǒng)的炕結(jié)構(gòu)結(jié)合起來。系統(tǒng)同時結(jié)合太陽能被動式空氣集熱器以及太陽能炕系統(tǒng),形成主被動復合的采暖系統(tǒng)。太陽能炕將太陽能的應(yīng)用與炕床高效的能量利用率相結(jié)合,替代火炕提供舒適的夜間睡眠環(huán)境。太陽能空氣集熱系統(tǒng)對日間的室內(nèi)環(huán)境進行加熱,改善室內(nèi)熱環(huán)境。系統(tǒng)安裝完成后運行成本低,無污染并且使用方便舒適性高,在實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的同時提高了用戶住宅的熱舒適度。論文針對太陽能主被動復合采暖系統(tǒng)進行了實驗研究和理論分析,其主要研究工作如下：首先,設(shè)計并搭建了太陽能主被動復合采暖系統(tǒng)的實驗平臺。實驗工作在我國青海省實地展開,對系統(tǒng)3種不同工作模式進行了測試,對不同模式下系統(tǒng)與房間的熱工性能進行了實驗研究。依據(jù)實驗結(jié)果深入分析了太陽能主被動采暖系統(tǒng)的熱工性能,驗證了系統(tǒng)的可行性與實用性。實驗分析為理論模型提供了支持與依據(jù)。其次,對太陽能主被動采暖實驗系統(tǒng)建立了完整的數(shù)學模型并編寫了相應(yīng)的數(shù)值模擬程序。將數(shù)值模擬的計算結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)進行了比較,驗證了所建立的數(shù)學模型的準確性。程序可模擬系統(tǒng)的整個運行過程,計算系統(tǒng)各個部件以及房間各部分在系統(tǒng)運行中的溫度變化,為太陽能炕的性能評估與優(yōu)化設(shè)計提供了有效的依據(jù)。綜上,本論文的工作為太陽能炕主被動復合采暖系統(tǒng)的熱性能研究及其在北方寒冷地區(qū)的應(yīng)用與推廣提供了實驗依據(jù)與科學基礎(chǔ),并為系統(tǒng)的進一步優(yōu)化與改進提供了理論與實驗基礎(chǔ)。
【學位授予單位】：中國科學技術(shù)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU832;TK519

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