被動(dòng)式太陽(yáng)房重質(zhì)儲(chǔ)熱系統(tǒng)熱性能實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、在當(dāng)前全球能源和環(huán)境危機(jī)的背景下，太陽(yáng)能作為可再生能源中最重要的基本能源，將在我國(guó)能源發(fā)展戰(zhàn)略中起到舉足輕重的作用。我國(guó)嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)占國(guó)土面積的2/3以上，以燃煤為主的建筑供暖帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境污染及溫室氣體排放，因此，太陽(yáng)能供暖技術(shù)對(duì)實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
　　太陽(yáng)能資源具有來(lái)源廣、清潔、無(wú)污染等優(yōu)勢(shì)，但是太陽(yáng)能熱利用具有能量密度低、間斷性和不穩(wěn)定性的缺點(diǎn)，因此，導(dǎo)致太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性、用戶端舒適性和能源綜合利用

2、效率較低。高效的熱存儲(chǔ)技術(shù)是克服太陽(yáng)能熱利用間斷性和不穩(wěn)定性的重要手段。本文針對(duì)目前我國(guó)太陽(yáng)能建筑儲(chǔ)熱技術(shù)領(lǐng)域中亟需解決的儲(chǔ)熱系統(tǒng)形式、儲(chǔ)熱設(shè)計(jì)負(fù)荷計(jì)算、儲(chǔ)熱系統(tǒng)能量輸配、儲(chǔ)熱對(duì)建筑環(huán)境及熱負(fù)荷的影響預(yù)測(cè)問(wèn)題進(jìn)行研究。
　　本研究首先構(gòu)建了太陽(yáng)能建筑重質(zhì)儲(chǔ)熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，即利用經(jīng)濟(jì)實(shí)用的重質(zhì)材料構(gòu)成具有一定儲(chǔ)熱能力的天花板、墻體等建筑構(gòu)件，結(jié)合太陽(yáng)能空氣集熱器、熱能輸送管道、風(fēng)機(jī)及自控裝置等形成太陽(yáng)能儲(chǔ)熱供暖系統(tǒng)。該太陽(yáng)能建筑重質(zhì)儲(chǔ)熱

3、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)直接供暖、儲(chǔ)熱、供暖-儲(chǔ)熱三種能量輸配工況，并在大連地區(qū)供暖季進(jìn)行了實(shí)測(cè)。
　　其次，根據(jù)太陽(yáng)能建筑重質(zhì)儲(chǔ)熱系統(tǒng)的實(shí)測(cè)結(jié)果，分析了儲(chǔ)熱體波動(dòng)性耦合熱邊界條件的變化規(guī)律。包括熱對(duì)流邊界條件的變化規(guī)律、熱輻射邊界條件的變化規(guī)律、波動(dòng)性熱對(duì)流-輻射耦合熱邊界條件對(duì)儲(chǔ)熱體的作用、空氣流態(tài)對(duì)室內(nèi)空間熱環(huán)境的影響。
　　再次，分析了重質(zhì)儲(chǔ)熱體傳熱過(guò)程。包括外掛空氣集熱器重質(zhì)南墻的儲(chǔ)熱性能及存在的問(wèn)題、天花板的溫度衰減深度

4、及溫度延遲時(shí)間、熱流強(qiáng)度及時(shí)間轉(zhuǎn)移的匹配性。
　　然后，分析了儲(chǔ)熱對(duì)室內(nèi)環(huán)境的熱作用機(jī)制。包括儲(chǔ)熱體對(duì)室內(nèi)環(huán)境的正負(fù)熱作用、儲(chǔ)熱對(duì)室內(nèi)環(huán)境熱穩(wěn)定性的影響、室內(nèi)空氣與其他圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間的熱作用、熱空氣風(fēng)速與其他構(gòu)件間溫度變化、基于回歸分析方法分析儲(chǔ)熱作用下室內(nèi)溫度的顯著影響因素。
　　最后，建立了儲(chǔ)熱天花板溫波方程、分析了重質(zhì)儲(chǔ)熱對(duì)建筑負(fù)荷平均化的影響、重質(zhì)儲(chǔ)熱對(duì)太陽(yáng)能保證率的影響、繪制了太陽(yáng)能建筑重質(zhì)儲(chǔ)熱系統(tǒng)能流分布圖。

5、>　　本研究的主要結(jié)論包括:(1)儲(chǔ)熱天花板的能量傳遞方式主要以對(duì)流方式進(jìn)行吸熱，以輻射方式進(jìn)行放熱。對(duì)流和輻射熱量傳遞比例大致為7∶3;(2)重質(zhì)儲(chǔ)熱體溫度在儲(chǔ)熱及供暖-儲(chǔ)熱工況下沿厚度方向衰減為38℃/m，沿長(zhǎng)度方向衰減僅為0.9℃/m;(3)影響重質(zhì)儲(chǔ)熱系統(tǒng)作用下室內(nèi)環(huán)境溫度的三個(gè)顯著因素分別為太陽(yáng)輻射照度、室外溫度和天花板下壁面溫度;(4)三種工況下太陽(yáng)能供暖保證率都能符合規(guī)范10～30％的要求，儲(chǔ)熱工況在10:00-17:00