被動式太陽房重質(zhì)儲熱系統(tǒng)熱性能實驗研究.pdf

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

2、效率較低。高效的熱存儲技術(shù)是克服太陽能熱利用間斷性和不穩(wěn)定性的重要手段。本文針對目前我國太陽能建筑儲熱技術(shù)領(lǐng)域中亟需解決的儲熱系統(tǒng)形式、儲熱設(shè)計負荷計算、儲熱系統(tǒng)能量輸配、儲熱對建筑環(huán)境及熱負荷的影響預測問題進行研究。
　　本研究首先構(gòu)建了太陽能建筑重質(zhì)儲熱實驗系統(tǒng)，即利用經(jīng)濟實用的重質(zhì)材料構(gòu)成具有一定儲熱能力的天花板、墻體等建筑構(gòu)件，結(jié)合太陽能空氣集熱器、熱能輸送管道、風機及自控裝置等形成太陽能儲熱供暖系統(tǒng)。該太陽能建筑重質(zhì)儲熱

3、實驗系統(tǒng)可以實現(xiàn)直接供暖、儲熱、供暖-儲熱三種能量輸配工況，并在大連地區(qū)供暖季進行了實測。
　　其次，根據(jù)太陽能建筑重質(zhì)儲熱系統(tǒng)的實測結(jié)果，分析了儲熱體波動性耦合熱邊界條件的變化規(guī)律。包括熱對流邊界條件的變化規(guī)律、熱輻射邊界條件的變化規(guī)律、波動性熱對流-輻射耦合熱邊界條件對儲熱體的作用、空氣流態(tài)對室內(nèi)空間熱環(huán)境的影響。
　　再次，分析了重質(zhì)儲熱體傳熱過程。包括外掛空氣集熱器重質(zhì)南墻的儲熱性能及存在的問題、天花板的溫度衰減深度

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

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