管式多风道集热墙内流特征的数值研究

【目的】集热墙作为太阳能建筑采暖的核心集热部件,其内流特征与热工性能直接影响着建筑在采暖季的能耗水平。【方法】本研究提出一种新型管式多风道太阳能集热墙结构,通过数值模拟的方法对其间层换热、多管换热、耦合换热三种模式下的内流特征进行研究。【结果】研究表明,当换热模式由间层换热切换到耦合换热时,出风口日平均温度可提升22.6℃;从耦合换热切换到多管换热时,出风口日平均温度可提升15.5℃。【结论】多风道的设置在增大流动阻力、减小出口流量的同时,均衡了整个流场区域的空气流动特性,集热管束的植入可有效提升集热墙出风口的温度,改善室内采暖效果。

浅层地热联合太阳能集热墙系统冬季室内供暖试验

该文提出一种浅层地热联合太阳能集热墙系统,并在石河子地区对采用该系统的被动式太阳房进行了供暖测试研究,对比分析了试验房在不同供暖模式(C1对比房无任何采暖措施的模式、C2试验房未开地下室顶板通风口的供暖模式、C3试验房采用浅层地热联合太阳能集热墙系统的供暖模式)、不同天气状况(晴天、阴天)下的室内热环境。试验结果显示:试验房C3模式下室内平均温度比对照房室内平均温度高6.45℃,日较差为3.5℃;晴天时,试验房白天室内温度有5 h超过了12℃;阴天时,试验房室内外温差仍然达到9.52℃;当室外天气状况为晴天且空气质量指数(air quality index,AQI)符合二级标准限值情况下,试验房在采暖期内10月、11月、及次年的3月、4月,可仅依靠浅层地热联合太阳能集热墙系统满足室内温度的要求,节能效果显著。

太阳能集热墙与地下室复合系统冬季供暖试验研究

提出一种适用于被动式太阳能空气供暖的地下室蓄热系统,并对西北严寒地区采用该系统的农村住宅进行供暖试验研究。通过试验,分析太阳能集热墙与地下室复合系统对室内热环境的影响。试验结果表明:有太阳能集热墙与地下室复合系统的房间内平均空气温度比对比房的室内空气平均温度高7.5℃,最高温差达13.6℃,最低温差为2.5℃。通过对太阳房供暖节能率的分析计算得出其节能率为62.3%,验证在该地区建立太阳能集热墙与地下室复合系统建筑的可行性和经济性。

被动式太阳能集热墙和新型节能灶炕耦合运行模式下农村住宅室内热环境的研究

以大连地区农村住宅为对象,采用现场实测和问卷调查方式,研究了半吊炕及被动式太阳能集热墙对室内热环境的调节作用,从室内温湿度、炕表面温度及运行方式、人为因素影响等方面对热环境进行了评价。被动式太阳能集热墙与新型节能灶炕耦合运行模式明显好于炕单独作用,虽然前者初投资增加了10%,但每个冬季可节省供暖用煤50%左右。

百叶型集热墙不同百叶倾角对室内温度影响研究

提出在现有的被动式太阳能集热墙的空气夹层中悬挂涂有选择性吸收涂层的百叶窗帘,组成新型结构的百叶型集热墙。利用可对比热箱实验平台,测试研究百叶型集热墙的集热性能,分析对比不同角度叶片对室内温度的影响。实验结果显示,在室内无热源情况下,叶片角度设置在45°时的集热效果最好,装有百叶型集热墙的房间的平均温度最高比普通房间高出12.6℃,能显著提高室内环境温度,改善室内热环境,降低室内热负荷。

特朗伯集热墙在学校建筑中的节能特性测试与评价

对兰州地区一所中学实验楼的特朗伯集热墙系统的热工与节能性能进行测试与调查分析评价。结果发现,在建筑建成10 a后的冬季正常运行期间,单组通风口的日对流供热量为6.89 kW,集热墙日平均热效率为18.4%,夜间稳定传热时段的传热系数为1.06 W/(m^2·K),综合热工节能性能良好。特朗伯集热墙式公共建筑在使用管理中应注意通风道内的清洁卫生、保持流道顺畅,定期维护检修以保证风口启闭装置功能良好,避免建筑后期改造装修中堵塞通风口、破坏集热墙的通风供热机理。

太阳能集热墙与地下室复合系统夏季通风效果试验研究

针对目前被动式太阳房普遍存在的夏季室内过热现象,提出一种太阳能集热墙与地下室复合系统。对石河子地区带有该系统的被动式太阳房进行测试,分析了4种模式的降温效果和室内空气温度分布。结果表明有太阳能集热墙与地下室复合系统平均温度和温度波动情况均明显优于其他模式,平均温度降低了2.1℃,该系统利用室内、太阳能集热墙和地下室之间进行气流循环,有助于降低室内温度,是一种节能环保的自然通风降温技术。

浅层地热能联合太阳能集热墙系统夏季降温试验研究

针对目前被动式太阳房普遍存在的夏季室内过热现象,提出一种浅层地热能联合太阳能集热墙系统。并在石河子地区对采用该系统的被动式太阳房进行试验测试,对比分析3种通风模式和3种通风时间的降温效果。试验结果表明:采用浅层地热能联合太阳能集热墙系统的通风模式C3的室内平均温湿度明显优于其他模式,平均温度降低了2.64℃;通风时间为12 h的C5模式,其被动降温效果优于其他两种模式,且随着通风时间的延长,被动降温效果出现下降的趋势。

新型太阳能集热墙冬季保温性能分析

建立新型结构的太阳能集热墙,给出新型太阳能集热墙的结构组成。利用CFD技术对新型太阳能集热墙系统采暖房间的温度场进行了模拟,给出室内温度场的分布规律,并分析了室内温度日变化情况;通过对比分析新型太阳能集热墙与传统太阳能集热墙的温度场分布,验证了新型太阳能集热墙具有良好的保温节能性能。

集热墙不稳定传热问题的反应系数解法

本文用反应系数法取代目前在特朗贝式集热墙不稳定传热计算中传统的差分解法,不仅可以节省计算机的内存和机时,方便地求得集热墙体的内外表面温度,而且更适用于计算由多种材料层构成的复合墙体,输入格式简便。另外,本文还对集热墙夹层空气流道的流量计算方法作了改进,给出了可用直接法求解的集热墙热平衡联立方程组。

被动式太阳能采暖房数学模型及模拟计算程序——Ⅰ.直接受益型和集热墙型PSHDC(下篇)

本文上篇提出了模型和程序概述及数学模型中的房间围护结构内表面热平衡和室内空气热平衡;本篇介绍数学模型中的集热墙数学模型,模拟计算框图,模型和程序的验证及程序使用简介。

百叶型太阳能集热墙集热效率实验研究

提出建立了在现有Trombe墙的空气夹层中悬挂百叶窗帘的百叶型太阳能集热墙,搭建了带有百叶型集热墙的可对比热箱实验平台,对百叶型集热墙的集热效率进行了测试和分析,实验结果显示,在冬季时,百叶型集热墙的瞬时集热效率最高能达41%,平均集热效率在30%左右,该研究表明新型百叶型集热墙能显著的提高室内环境温度,改善室内热环境,降低室内制热负荷。

集热墙式附加阳光间的冬季对流供热特性研究

将被动式太阳能建筑中的普通特朗伯集热墙系统的空气间层深度增大,形成附加阳光间。本文利用Design Builder软件的CFD模块对比分析了大空腔附加阳光间和小空腔空气间层的对流特性,并据此计算分析其冬季利用太阳能采暖供热量。结果表明:(1)附加阳光间的进深达到1.2 m可使出风口速度相对于空气间层0.1 m的集热墙提高12%,室内空间中心点温度提高约1.0℃,对流供热量提高30%以上;(2) 1.2 m进深附加阳光间情况下,集热墙大风口组合相比小风口组合对出风口速度和对流供热量影响不大,但室内空间中心点温度略有降低。

花格式集热墙的实验与模拟分析

本文介绍了花格墙式集热墙的结构特征,并对其热性能作了较详细的实验和模拟分析。可以看出,花格墙是一种热性能优于Trombe墙的集热墙。

新型太阳能集热墙空气间层温度场的模拟计算

建立新型结构的太阳能集热墙,它由单层高透型LOW-E玻璃、百叶形的太阳能吸收层、空气间层、聚苯板和实体墙构成。利用CFD技术,采用RNGk-ε两方程模型和太阳加载模型模拟了太阳能集热墙内部空气层的温度场;并建立了对比模型,其结构为双层普通玻璃、百叶形的太阳能吸收层、空气间层、聚苯板和实体墙。在相同模拟条件下对其空气间层的温度场进行了模拟计算。通过分析比较两种模型的模拟结果得出,新型结构的集热墙集热性能优于对比模型,节能效果显著。研究结果对太阳能集热墙的工程设计及进一步的研究有一定的参考价值。

黄山地区徽派建筑与百叶型集热墙研究

从分析黄山市的地域特性、气候特点和该地区的徽派建筑特色出发,从徽派建筑的传承和发展角度,结合新能源太阳能技术,建筑节能理念,利用徽派建筑大面积的南立墙面和遮雨(阳)檐的遮挡效果,将百叶型太阳能集热墙和遮雨(阳)檐相结合,在冬季和夏季时不同的工作模式下,能增加冬季时的采暖效果和夏季的通风效果,加强徽派建筑特色的保护和传承。

热管集热墙的实验研究

一、引言 被动式太阳房中大多数利用特朗勃墙作为集热蓄热墙。这种集热P件在有日照时外表面温度高,热损失大,夜间供热量小,供热品质不佳。在夜间增加保温盖板或保温帘可以减少热损失,但又带来了构造的复杂化及人工操作的麻烦。 为了克服上述缺点,设计了一种热管与水箱相结合的太阳能集热蓄热供暖装置,对其进行了实验研究。实验的目的是(1)与传统的特朗勃墙的热工性能进行对比;(2)利用实验数据回归出该种集热墙的热性能经验公式;(3)对其进行技术经济评价。

基于微通道板强化换热的多功能百叶集热墙模块实验研究

提出一种基于微通道板强化换热的多功能百叶集热墙,在集热墙的空气夹层中构建百叶型微通道板,利用水循环带走积蓄在集热腔内部的热量,缓解夏季集热墙过热问题的同时可满足家庭对热水的需求。对比测试表明,多功能集热墙的背板温度相比于传统集热墙最高降低24.4%,而水箱平均水温最高达到46.80℃。该研究证明百叶集热墙在减少室内夏季得热、提供生活热水等方面均具有良好的实践效果。

川西藏区民居建筑集热墙式太阳能利用设计优化研究

对川西藏区乡土民居建筑进行冬季现场调研与热环境测试,结果发现,当地民居建筑存在对太阳能辐射利用率低,冬季室内热环境较差,昼夜温度波动过大的问题。对川西甘孜县某民居进行集热墙式的被动式太阳能利用改造设计和优化,建立模型并利用Energyplus软件进行模拟,通过对改造的集热墙式房间及其相邻房间的温度进行研究分析,得出适宜于当地的太阳能利用形式与墙体的围护结构,同时给出定量化参数。