太陽能建筑集熱與儲熱系統的研究.pdf

1、傳統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發展。太陽能建筑作為開發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，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，將集熱器與儲熱單元結合在一起，達到了既能有效地

2、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，該系統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，通過實際測試驗證系統的供暖效

3、果。結果顯示，在冬季晴朗的白天（江蘇鎮江），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5小時）可達2276W（134W/㎡），而房間熱負荷為2038W（120W/㎡），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30W/㎡。因此，如果加強房屋保溫，并增加儲熱系統，白天的富余熱能完全可以滿足夜間供暖的需要，從而實現冬季24小時為建筑物有效

4、供熱。 （3）設計安裝了壁掛集熱式太陽能供暖系統，該系統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℃，比環境溫度高約11℃。進入房間的平均熱流量（持續6小時）可達779W（27W/㎡），而房間熱負荷為493W（17W/㎡），前者比后者高約37％。因此，本壁掛集熱式太陽能