雙效陶瓷太陽能集熱器熱性能及建筑集成設(shè)計(jì)研究.pdf

1、近年來，在節(jié)能減排的政策引導(dǎo)和要求下，我國建筑中太陽能光熱技術(shù)的應(yīng)用顯著增加，對(duì)于太陽能建筑一體化的要求也越來越高。但是，玻璃真空管式太陽能集熱器與金屬平板式太陽能集熱器作為我國常規(guī)的太陽能集熱器，在廣大城鄉(xiāng)的推廣應(yīng)用中都存在以下顯著問題：適用范圍具有區(qū)域局限性；與建筑一體化程度有限，集熱元件耐候性、安全性差，使用年限難以做到與建筑同步；高造價(jià)制約了太陽能技術(shù)在量大面廣的農(nóng)村建筑中推廣應(yīng)用。
　　陶瓷太陽集熱板是以普通陶瓷為基體，

2、以工業(yè)廢棄物制造的釩鈦黑瓷為表面涂層的中空薄壁扁盒式太陽能集熱體，集熱性能好、耐老化、抗腐蝕、對(duì)水垢不敏感，陽光吸收比不隨使用時(shí)間衰減，原材料價(jià)格低。其造價(jià)低的特點(diǎn)有利于在廣大城鄉(xiāng)推廣，而且陶瓷材料與建筑完全匹配，在耐久性方面與建筑具有同期性，具備建筑一體化的條件。但是目前陶瓷集熱器與建筑的集成研究還處于初步探索階段。
　　本文將陶瓷太陽集熱板作為吸熱元件，提出了一種新的集熱形式——太陽能熱水和預(yù)熱新風(fēng)同步供給的雙效陶瓷太陽能集熱

3、原理，并設(shè)計(jì)出該類型集熱器和與之配套的集熱器系統(tǒng)；建立了雙效陶瓷太陽能集熱實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬的方法完善了集熱器參數(shù)設(shè)定，通過實(shí)測的方法確定了集熱器單獨(dú)熱水、單獨(dú)熱風(fēng)和熱水熱風(fēng)雙效的熱性能；建立了雙效陶瓷太陽能集熱器與建筑集成設(shè)計(jì)的方法，確定了符合該類型集熱器與建筑集成設(shè)計(jì)的原則，針對(duì)以高層住宅為代表的居住建筑和以幼兒園為代表的公共建筑，總結(jié)出一套集熱器的數(shù)值設(shè)計(jì)方法和構(gòu)造對(duì)接設(shè)計(jì)。
　　實(shí)驗(yàn)研究與計(jì)算結(jié)果表明，雙效陶瓷太

4、陽能集熱器具有可行性，不論在單獨(dú)加熱水或空氣，還是同時(shí)加熱水和空氣方面，都具有較高的集熱效率。根據(jù)生活熱水和預(yù)熱新風(fēng)不同的需求量，推算出分別適應(yīng)住宅和幼兒園的集熱面積的計(jì)算方法，證明該集熱器能夠與建筑有效集成。雙效集熱器同時(shí)提供熱水和熱風(fēng)，能夠充分考慮到住宅在采暖和生活熱水需求方面的季節(jié)性差異，滿足住宅、幼兒園或其它多種類型建筑的更高的健康衛(wèi)生要求，以及部分工業(yè)建筑和農(nóng)業(yè)建筑的生產(chǎn)需求。本文定量研究了集熱器在室內(nèi)空氣品質(zhì)、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)和環(huán)