傳統(tǒng)能源的大量消耗和日趨枯竭,已嚴重影響了人類社會的可持續(xù)發(fā)展。太陽能建筑作為開發(fā)和利用新能源的重要內容,有著巨大的社會效益和經濟效益。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,有著廣闊的市場應用前景。 本課題針對太陽能建筑中的主要問題,即集熱和儲熱系統(tǒng),進行以下四方面的研究。 (1)設計了一種太陽能平板集熱/儲熱系統(tǒng),將集熱器與儲熱單元結合在一起,達到了既能有效地將太陽能儲存、又能減少集熱器熱損失并提高熱效率的目的。通過對集熱/儲熱系統(tǒng)和普通集熱器傳熱過程的分析,建立了熱網絡圖,計算出了兩者的理論熱效率,對比顯示前者遠遠高于后者。 (2)設計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,用管道和軸流風機將熱空氣引入室內,為太陽能建筑供暖。經熱工計算,求得實驗用太陽能建筑耗熱量和所需集熱器的面積。將設計的集熱器應用于屋頂太陽能供暖系統(tǒng),通過實際測試驗證系統(tǒng)的供暖效果。結果顯示,在冬季晴朗的白天(江蘇鎮(zhèn)江),屋頂集熱式實驗太陽能建筑的室內溫度最高可達20℃,平均溫度約為18℃,比對照房間溫度高約6℃。進入房間的平均熱流量(持續(xù)5小時)可達2276W(134W/m~2),而房間熱負荷為2038W(120W/m~2),前者比后者高約10%。而對于一般保溫較好的建筑物,單位面積的熱負荷為30 W/m~2。因此,如果加強房屋保溫,并增加儲熱系統(tǒng),白天的富余熱能完全可以滿足夜間供暖的需要,從而實現(xiàn)冬季24小時為建筑物有效供熱。 (3)設計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機直接接入室內,將熱空氣導入太陽能建筑中為其供暖。對于壁掛集熱式實驗太陽能建筑,室內溫度最高可達24℃,平均溫度約為21℃,比對照房間溫度高約6℃,比環(huán)境溫度高約11℃。進入房間的平均熱流量(持續(xù)6小時)可達779W(27W/m~2),而房間熱負荷為493W(17W/m~2),前者比后者高約37%。因此,本壁掛集熱式太陽能建筑供暖系統(tǒng)在冬季可有效為房間供暖,多余的37%的熱量可以利用儲熱裝置儲存起來,從而實現(xiàn)夜間和陰雨天的供暖。 (4)最后,在分析了各種儲熱材料的基礎上,選擇石蠟作為太陽能建筑的相變儲熱材料(PCM),對其各種性能進行了實驗研究,對石蠟在儲熱過程中存在的問題提出了相應的解決方法,并針對本太陽能建筑設計了兩種儲熱方案,其可行性還有待進一步實驗驗證。
【學位單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2008
【中圖分類】：TK513
【部分圖文】：

第一章太陽能建筑與儲熱技術概述2我國的太陽能資源我國幅員廣大，有著豐富的太陽能資源。據(jù)估算，我國陸地表面每年接陽輻射能約為5x10’“u，全國各地太陽年輻射總量達335一837kJ/clnZ.a，為586u/cmZ.a。從全國太陽年輻射總量的分布來看，如圖1一3所示，西海、新疆、內蒙古南部、山西、陜西北部、河北、山東、遼寧、吉林西部、中部和西南部、廣東東南部、福建東南部、海南島東部和西部以及臺灣省部等廣大地區(qū)的太陽輻射總量很大。尤其是青藏高原地區(qū)最大，那里平均度在400Om以上，大氣層薄而清潔，透明度好，緯度低，日照時間長。四川和貴州兩省的太陽年輻射總量最小。其它地區(qū)的太陽年輻射總量居中

主動式太陽能建筑主動式太陽能建筑的一般結構，主要包括太陽能集熱器、儲熱水箱、減壓閥、循環(huán)水泵、水管、輔助加熱裝置、熱用戶和熱計一量設備等部分，如圖1一6所示。主動式太陽能采暖又可分為直接式和間接式。所謂直接式就是由太陽能集熱器加熱的熱水或空氣直接被用來供暖。所謂間接式就是集熱器加熱的熱水通過熱泵提高溫度后再供暖。由于集熱溫度越高，集熱器的效率就越低，}州此一般采用地板采暖或風機盤管。這兩種方式要求熱源的溫度比較低，50℃左右，集熱器具有較高的效率。

碩士學位論文:太陽能建筑集熱與儲熱系統(tǒng)的研究，法國、德國、澳大利亞、英國等發(fā)達國家也擁有相當先進的太陽術。著名的集熱儲熱墻采暖方式即是法國人菲利克斯·特ombe)的專利，法國的奧代洛太陽能建筑是該采暖理論轉化為實個樣板房。英國利物浦附近的沃拉西的圣喬治郡中學，則是直接受筑最大和最早的樣板房之一。盡管英國的太陽能資源并不豐富，該常規(guī)采暖系統(tǒng)卻從未使用過。
【引證文獻】

相關期刊論文 前1條

1 張姝;鄭茂余;;空氣源蓄熱式土壤源熱泵系統(tǒng)模擬研究[J];流體機械;2012年08期

相關碩士學位論文 前1條

1 汪軻;利用沙漠砂制備太陽能蓄熱材料的研究[D];武漢理工大學;2011年

本文編號：2889178