太阳能空气集热模块的热过程优化分析
发布时间：2020-08-17 19:19
【摘要】： 太阳能空气集热器是一种经济、有效地利用太阳能进行采暖的太阳能利用设备,与建筑集成的太阳能空气集热器通常称之为太阳能空气集热建筑模块(以下简称集热模块)。 目前太阳能空气集热模块存在热效率偏低、夏季过热、与建筑的集成度不高等问题,影响了安装集热器的建筑在冬、夏季的室内热舒适性及其建筑立面效果,制约了其在实际工程中的应用。通过文献调查发现,国内外大多数学者都将研究重点集中在单体集热器的热性能优化方面,而对集热器在全年工况下的运行效果及集热器与建筑集成技术的研究开发方面的研究甚少。 本研究源于“十一五”国家科技支撑计划重点项目:可再生能源与建筑集成技术的研究与示范”课题4—太阳能集热建筑模块的研究与开发,针对集热模块的热效率、间层内空气循环特性、集成模式等问题进行了深入的研究,经过近1年多的实验研究和理论分析,得到的创新性研究成果如下: 1)基于空气集热模块的基本形式,从兼顾提高冬季采暖性能和降低夏季过热的思路出发,开发出了适用于全年工况下带空气间层分隔板的开孔平板型(孔径5mm,孔间距15mm)集热模块。这种优化的集热模块是通过比较分析实心平板、不同孔径的开孔平板以及不同流通路径对集热模块热效率影响而得到的,较传统的实心平板型集热模块,优化模块形式,集热效率提高了50%。夏季降温方式为:通过玻璃盖板上端的风机将室外空气经边框下端开口引入间层,带走集热模块内热量,并将高温空气排至室外,降低集热模块的过热度。通过本研究开发的集热模块热效率可达75%以上,夏季安装集热模块区域南墙冷负荷为闷晒工况的12.5%。 2)在热性能优化实验的基础上,对开孔平板型集热模块形式建立了理论计算模型,对集热模块的材料及间层厚度等进一步进行了优化方案的分析并对冬季采暖效果进行了预测。计算结果表明,当优化集热模块长宽比为6、内外侧空气间层厚度比为3、太阳辐射照度＞230W/m~2时,其供热量可以满足节能65%南向房间的建筑热负荷需求,相当于在大连地区的室外气候条件下一栋6层4单元、每户带有2间南向房间的住宅建筑一个采暖期可以节约标准煤3032.64kg。 本研究为太阳能空气集热模块的研究和设计提供参考依据,对推动太阳能热利用技术具有重要的意义与应用价值。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TK513
【图文】：
气集热器的发展和研究现状明，集热器结构、集热板表面的对流换热状况、质量大影响。结构arsli[v]选用75。角翅片集热器、70。角翅片集热器、热器进行了实验研究得到:两款在集热板附加翅片的集热强化了气流与集热板的对流换热，热性能好于其他两款的作用更为显著，因此其效率高于70。角翅片集热器。集热器、加装翅片的平板型空气集热器及加装翅片和导1.3)进行了热性能对比实验，分析了长宽比对每种集集热板长为1.8m，宽为0.3m，即长宽比为6时，各集
的持续发展，必须走城市土地集约化发展道路[34]，城市土地的集约化使用就是在既定的城市范围内，对城市土地追加投资，集中高效使用[35〕。因此，住宅高层化就成为社会性质都市化的一个重要特征(见图2.1)。20世纪70年代，在我国北京、上海等核心城市出现了第一批高层住宅，90年代中期，制约高层住宅发展的经济瓶颈有所缓解，高层住宅依靠其节地的优势迅速发展起来[36]。进入21世纪以后，人们为高层住宅提出了新的要求:应具备与时代相接轨的设计理念和目标，并且在智能和人性化等方面有具体的体现[371。熬熬麟薰…热澎髓翼 翼摆器戮等我系系撰 撰撰减粉娜姚 姚溉溉溉溉溉溉溉溉嚷嚷嚷嚷嚷嚷嚷嚷嚷嚷嚷 嚷颧颧鹅鹅蚕理 }}}飞飞 飞 飞料料 料汤汤 汤 汤乏乏乏乏乏乏乏乏乏乏乏乏乏乏乏乏乏乏乏乏 乏 乏用用百公器翻、盆.一 一 司护一蟹少少 少 少 少塑塑丝彭荞共 ;;;沁定.硕 硕笋笋、瀚瀚 瀚咖咖瓤葬 葬月殆翱 翱任翻 翻涎涎jjj珊踢粼二 二凋言舞雀 雀跪戴 戴攀攀篡篡 篡曝 曝 曝翼翼黔 黔 黔乏 乏蘸 蘸粼 粼翰鹅撇藐黝 黝 薰薰 薰黝翼 翼瓣 ;;;;;{{{}}}黝 黝翼 翼…矍耀 耀 络 络 络络络络 络络络{，
2.3.1设计参数选取原则本研究中新建成的实验房窗间墙宽度为600nun，上下风口间距1650n卫n，风口尺寸为 240x120~(见图2.3)，基于对该集成对象的结构尺寸，并考虑最大限度的利用南墙集热面积，设计集热模块外形尺寸为1900x580nunX14onun，长宽比为3.276，风口尺寸为 240x120nun，风口面积与集热面积的比值为2.6%，接近设计手册的推荐值3一50，0[48]。薰薰薰灌灌灌翼翼蘸蘸图2.3未安装集热器的实验房外景照片Fig.2.3A恤 otoofatesteell为了使集热模块便于加工和制作以及在优化实验中对集热模块内部结构进行改造
本文编号：2795733
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TK513
【图文】：
气集热器的发展和研究现状明，集热器结构、集热板表面的对流换热状况、质量大影响。结构arsli[v]选用75。角翅片集热器、70。角翅片集热器、热器进行了实验研究得到:两款在集热板附加翅片的集热强化了气流与集热板的对流换热，热性能好于其他两款的作用更为显著，因此其效率高于70。角翅片集热器。集热器、加装翅片的平板型空气集热器及加装翅片和导1.3)进行了热性能对比实验，分析了长宽比对每种集集热板长为1.8m，宽为0.3m，即长宽比为6时，各集
的持续发展，必须走城市土地集约化发展道路[34]，城市土地的集约化使用就是在既定的城市范围内，对城市土地追加投资，集中高效使用[35〕。因此，住宅高层化就成为社会性质都市化的一个重要特征(见图2.1)。20世纪70年代，在我国北京、上海等核心城市出现了第一批高层住宅，90年代中期，制约高层住宅发展的经济瓶颈有所缓解，高层住宅依靠其节地的优势迅速发展起来[36]。进入21世纪以后，人们为高层住宅提出了新的要求:应具备与时代相接轨的设计理念和目标，并且在智能和人性化等方面有具体的体现[371。熬熬麟薰…热澎髓翼 翼摆器戮等我系系撰 撰撰减粉娜姚 姚溉溉溉溉溉溉溉溉嚷嚷嚷嚷嚷嚷嚷嚷嚷嚷嚷 嚷颧颧鹅鹅蚕理 }}}飞飞 飞 飞料料 料汤汤 汤 汤乏乏乏乏乏乏乏乏乏乏乏乏乏乏乏乏乏乏乏乏 乏 乏用用百公器翻、盆.一 一 司护一蟹少少 少 少 少塑塑丝彭荞共 ;;;沁定.硕 硕笋笋、瀚瀚 瀚咖咖瓤葬 葬月殆翱 翱任翻 翻涎涎jjj珊踢粼二 二凋言舞雀 雀跪戴 戴攀攀篡篡 篡曝 曝 曝翼翼黔 黔 黔乏 乏蘸 蘸粼 粼翰鹅撇藐黝 黝 薰薰 薰黝翼 翼瓣 ;;;;;{{{}}}黝 黝翼 翼…矍耀 耀 络 络 络络络络 络络络{，
2.3.1设计参数选取原则本研究中新建成的实验房窗间墙宽度为600nun，上下风口间距1650n卫n，风口尺寸为 240x120~(见图2.3)，基于对该集成对象的结构尺寸，并考虑最大限度的利用南墙集热面积，设计集热模块外形尺寸为1900x580nunX14onun，长宽比为3.276，风口尺寸为 240x120nun，风口面积与集热面积的比值为2.6%，接近设计手册的推荐值3一50，0[48]。薰薰薰灌灌灌翼翼蘸蘸图2.3未安装集热器的实验房外景照片Fig.2.3A恤 otoofatesteell为了使集热模块便于加工和制作以及在优化实验中对集热模块内部结构进行改造
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本文编号：2795733
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