控温材料(TCM)对被动式太阳能采暖环境调控作用的研究

分析了控温材料(TCM)在不同采暖方式及不同布置形式下对室内温度的影响;利用吸热系数B分析了TCM对房屋热稳定的影响;比较了各布置工况的平均辐射温度及布置前后的不均匀辐射变化;研究了对室内热舒适性的影响。研究结果显示:在太阳能采暖系统停止工作的夜间,TCM可以抑制室温的波动;太阳能空气采暖系统白天工作时,增大北墙和顶棚的TCM布置量,夜间非采暖阶段增大东西墙的TCM布置量,更有利于提高房屋的热稳定性;东西北墙和顶棚布置TCM,比无TCM布置时的辐射不均匀度降低了20%左右。     

被动式太阳能温室-采暖房中对流传热的数值分析

针对一种被动式太阳能温室-采暖房，分析采暖房北墙采用或不采用隔热保温措施时，温室-采暖房内的温度和气流分布情况，模拟具有蓄热层的太阳能温室-采暖房中的对流传热，研究温室-采暖房中采用岩石床吸收和贮存太阳能的传输特性。     

Integration of solar air collector with phase change material wall for a heating system

可再生能源的高效利用是降低建筑能耗的有效方法。将相变储能墙与太阳能热风相结合,可改善太阳能热风采暖的不稳定性,从而提高太阳能的利用效率。通过试验和ANSYS模拟软件对复合系统的分析,确定相变储能墙体的储热特性和合理用量,研究复合采暖系统的室温变化和传热规律,分析相变储能墙对采暖系统的贡献率。结果表明：与未采暖房间相比,复合采暖系统可以使室内平均温度提高7~15℃,该复合采暖系统具有一定的应用前景;当太阳能空气集热器的送风口温度在37~77℃时,相变材料能够充分利用,相变墙整体的相变比例约为40%,从线性回归比例看,复合采暖效果要比太阳能热风采暖效果好。     

建筑形式对太阳能热利用的影响研究

以上海地区的住宅建筑为研究对象,通过模拟分析的方法,采用DeST软件计算确定建筑逐时的采暖、空调能耗,研究分析窗墙比对建筑全年采暖能耗、全年空调能耗以及全年采暖、空调总能耗的影响规律,研究分析太阳辐射热增加所导致采暖能耗的降低幅度与外围护结构保温性能两者之间的定量关系。计算结果表示在夏季外窗遮阳和夜间通风的条件下,加大南向窗墙比可增强太阳能的热利用效率,降低建筑全年的采暖、空调总能耗;而外围护结构保温性能的增强则可降低室内向室外散热的程度,相应提高对冬季太阳辐射的热利用程度,从而达到降低采暖能耗的目的。     

太阳能空气集热器和相变储能墙复合采暖系统分析

可再生能源的高效利用是降低建筑能耗的有效方法。将相变储能墙与太阳能热风相结合,可改善太阳能热风采暖的不稳定性,从而提高太阳能的利用效率。通过试验和ANSYS模拟软件对复合系统的分析,确定相变储能墙体的储热特性和合理用量,研究复合采暖系统的室温变化和传热规律,分析相变储能墙对采暖系统的贡献率。结果表明:与未采暖房间相比,复合采暖系统可以使室内平均温度提高7~15℃,该复合采暖系统具有一定的应用前景;当太阳能空气集热器的送风口温度在37~77℃时,相变材料能够充分利用,相变墙整体的相变比例约为40%,从线性回归比例看,复合采暖效果要比太阳能热风采暖效果好。     

基于形体要素的建筑太阳能采暖效率计算方法

为构建简便有效的基于建筑形体要素的太阳能采暖潜力评价方法,以额济纳旗、西安为例,开展西部太阳能采暖效率计算方法研究。将建筑高宽比、高长比、南向窗墙面积比作为太阳能采暖热利用关联紧密的形体要素,经过正交试验、动态能耗模拟、数理统计分析等方法得到基于建筑形体要素的建筑太阳能采暖潜力函数。将该函数图形化表达发现增大建筑高宽比、南向窗墙面积比均能优化建筑太阳能采暖效率。给出在额济纳旗和西安提升建筑太阳能采暖效率的有效措施。该研究并非旨在取代动态模拟工具,而是为建筑设计初期构建一种简便的太阳能采暖设计的热性能分析方法。     

太阳能直供毛细管末端辐射供暖系统的实验研究

描述太阳能直供毛细管末端辐射供暖系统,并通过实验对室内热环境进行分析,结果表明晴天工况时,毛细管壁面温度响应较快,全天实验房间平均温度比非采暖房间平均温度高4.5℃左右,关闭太阳能集热循环泵3h后,单位面积毛细管供热功率仍能基本满足实验房间的平均采暖热负荷.全天室内热舒适性较好,温度基本达到设计计算要求.实验结果为天津地区低能耗建筑应用此套系统的可行性提供了参考.     

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.     

太阳能集热组合墙系统的耦合传热与流动分析

针对太阳能集热组合墙系统，分析了太阳辐射及环境温度变化时，组合墙内传热与流动变化。太阳能集热组合墙系统中，多孔介质起半透明隔热体和蓄热体的作用。多孔介质的空隙率、粒径大小对系统的采暖效果影响较大。     

多孔介质太阳能集热组合墙的耦合传热与流动分析

针对接触型和分隔型多孔介质太阳能集热组合墙系统,分析了太阳辐射及环境温度变化时,组合墙内传热与流动变化.多孔介质太阳能集热组合墙中,多孔介质起半透明隔热体和蓄热体的作用.多孔介质集热层的孔隙率、粒径、材料热导率和多孔介质集热层在组合墙中的位置对系统的采暖效果影响较大.     

House walls as passive solar collectors: An assessment

The gross solar energy falling on a typical house during the heating season is greater than the space heating requirement. Conventional solar collectors produce hot water, which is then used to meet the domestic hot water and space heating requirements of the house. Such collectors, however, are expensive, and it is only possible to use them to collect a small proportion of the available solar energy. This paper looks at an alternative approach of using the entire wall surface as a passive solar collector, by using an external layer of translucent insulation. Measurements and calculations are reported which show that a wall with a double-glazed outer layer would be expected to show a zero net heat loss over the heating season. This is not considered to be sufficient advantage to overcome the cost and other problems associated with the system.     

不同地区住宅能耗与太阳能吸收式空调系统匹配性分析与模拟研究

为了满足农村住宅清洁用能的需求,多种形式的能源系统逐渐开始应用于广大的农村地区。随着太阳能集热器集热效率的提高,热驱动机组各项性能不断改善,这样有利于太阳能吸收式空调系统在农村地区的应用。为了研究太阳能吸收式空调系统与农村住宅全年能耗的匹配问题,文章首先建立了DeST住宅模型,然后利用TRNSYS软件建立了太阳能吸收式空调系统模型,最后根据模拟结果对国内不同气候区内农村住宅供热季、供冷季的平均热负荷值,以及全年的能耗进行分析。此外,文章还分析了典型日太阳能吸收式空调系统的运行策略与效果。分析结果表明:在无辅助热源的条件下,太阳能集热器的集热温度会大于80℃,满足空调机组的热驱动温度,因此可以作为太阳能吸收式空调系统的的热源;当启动温度为85℃时,空调机组的制冷量可以达到8 kW,性能系数COP为0.733。     

简化CPC式全真空玻璃集热管太阳能高温空气集热器的传热模型研究

对一种新型简化CPC(非追踪式复合抛物线聚光板)式全真空玻璃集热管太阳能高温空气集热系统的传热过程进行了理论分析和数值模拟计算,通过实验数据对该传热模型进行了验证分析。该系统由多个集热单元组成,每个集热单元包括一个简化CPC集热板,一根全真空玻璃集热管,在玻璃集热管内安装一个U形铜管。流动空气在各级U形铜管内被逐级加热。计算研究表明:系统空气最大出口温度可达到200℃,系统平均集热效率达到0.3以上,整个系统表现了良好的高温集热特性。同时,计算也表明当系统工质流量增加时,只要系统增加更多的集热管以增加系统总功率即可满足工质温度达到200℃的设计要求。研究提出的新型简化CPC式全真空玻璃集热管太阳能高温空气集热系统是一种有工业实用前途的太阳能集热器;研究提出的传热模型模拟效果也可以满足一般性工程计算需求。     

温控下被动式太阳房辅助热源量的动态分析

减少对辅助热源的依赖是太阳能建筑设计的一个重要目标,利用建筑自身的集热蓄热能力,可以减少辅助热源量.研究了根据一维热网络模型、温控下辅助热源量的计算公式及热平衡方程,计算不同辅助热源的控制常数以及设定温度下室内温度和辅助热源量的变化;分析了不同的热源控制常数取值和设定温度对室内温度和辅助热源量的影响;讨论了设定温度对墙体蓄热利用的影响.     

严寒地区单体建筑太阳能-相变墙系统蓄热特性研究

利用太阳能对水加热并通入相变墙进行蓄热，对减少严寒地区单体建筑供热能耗有重要意义。以大庆市某单体建筑为例，结合该地区太阳能分布特点及建筑热负荷大小，对适用于该地区的太阳能-相变墙系统进行集热与储热能力计算，并采用CFD方法研究单一工况下该系统的热工变化规律及不同热水参数、换热管规格对相变墙蓄热特性的影响。结果表明：该相变墙热稳定性良好，但受自然对流影响，底部相变材料熔化较慢；管径DN25、入口流速0.3m/s、供水温度310.15K、回水温度309.15K、管间距107mm可使相变材料在4小时内完成蓄热，平均节能率为31.8%。研究结果可望为降低严寒地区建筑供热能耗提供新思路。     

Simulation of a localized heating system for broiler brooding to improve energy performance

The aim of this work is to evaluate the performance of an innovative localized solar‐assisted pen heating system for brooding using a 3D computational simulation model of the heated space. The warm air‐curtained pen ensures acceptable temperature, air velocity, relative humidity, and air quality that meet the ventilation and heat requirements for a typical pen of 100 chicks as recommended by the American Society of Heating Refrigeration and Air Conditioning Engineers and American Society of Agricultural and Biological Engineers. The supply flow characteristics and the simulated velocity and temperature field of the curtained region were determined such that they meet the ventilation requirements and comfort criteria. Results show that air supplied at 40°C is capable of delivering the desired microenvironment at bird level while the heat input to the unit is 685 W when outdoor temperature is ?5°C. The system's energy performance was then analyzed using a prototype of 16 pens. The energy consumption of the new heating scheme consumed one third of the energy required by conventional non‐localized system. Moreover, integrating the new design with a solar system utilizing parabolic concentrators provided 72% of the power load from solar energy during a winter flock operation and 100% during other seasons. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

太阳能炕和Trombe墙相结合的新型太阳能采暖系统的数值研究

提出了Trombe墙与太阳能炕相结合的新型太阳能采暖系统,建立了新型太阳能采暖系统的理论模型。采用大连1月份的气象数据对该系统的室内温度、炕表面温度等进行数值模拟,讨论运行方式、有无辅助热源等对室内热环境的影响,并与单独采用太阳能炕或Trombe墙的采暖系统进行对比。计算结果显示,在Trombe墙和新型太阳能炕耦合运行模式,室内温度和炕面温度高于炕单独运行模式或Trombe墙单独运行模式;有辅助加热工况下室内热环境的稳定性优于没有辅助热源工况。     

光伏/光热-地源热泵联合供热系统运行性能研究

为解决太阳电池的发电效率随温度升高而下降以及地源热泵系统供热引起的土壤热失衡问题,以典型居住建筑的光伏/光热-地源热泵（PV/T-GSHP）联合供热系统为研究对象,基于TRNSYS软件,采用土壤温度、地源热泵机组季节能效比、光伏发电效率和太阳能保证率为评价指标,对该联合供热系统进行运行性能分析。研究结果表明：夏热冬冷地区（以长沙为例）太阳能保证率相对较高,PV/T组件面积为满屋顶最大化安装（900 m²）时,第20年末土壤温度相比初始地温仅升高0.8 ℃,热泵机组季节能效比约为5.1,太阳能保证率为97.0%~98.7%;不同气候地区的太阳能保证率与PV/T组件面积和建筑全年累计供热量有关,通过定义单位建筑全年累计供热量PV/T组件面积指标,得到中国不同气候地区的太阳能保证率与该指标的耦合关系,回归方程的决定系数R²为0.983,得出在已知建筑全年累计供热量和太阳保证率设计目标值的条件下所需PV/T组件面积的计算方法。PV/T-GSHP联合供热系统的全年运行能耗显著小于平板太阳能集热器-地源热泵联合系统（最小降幅为沈阳,49.7%）,远小于空气源热泵（最小降幅为石家庄,79.8%）和燃气壁挂炉（最小降幅为沈阳,65.1%）。     

封闭阳台温差修正系数取值及其对供暖设计的影响

封闭式阳台作为居住建筑延伸空间,是被动式附加阳光间的一种形式。该文通过分析封闭阳台型式、围护结构热工性能、太阳辐射强度、外遮阳等因素对阳台温差修正系数α的影响,推荐给出严寒、寒冷、夏热冬冷地区代表城市居住建筑不同型式封闭阳台适用于工程应用的温差修正系数简便计算公式,为准确评估封闭阳台这类附加阳光间对供暖房间增益效果提供依据。分别采用该文推荐公式计算α值、现行规范建议值0.7,计算代表城市居住建筑封闭阳台的温度、分隔封闭阳台与供暖房间的围护结构耗热量（该文中简称“内围护结构”）以及建筑供暖设计负荷,并发现满足现行节能规范的居住建筑封闭阳台温度均高于α取0.7对应的设计计算温度,阳台温度不都能达到现行热工规范要求的12 ℃,指出不同现行规范对应条款衔接还存在不足;同时,内围护结构耗热量差异率高达42%~81%,建筑供暖设计负荷差异率也达到12%~22%,按规范建议的0.7计算会增大供暖房间末端设备与建筑供暖系统热源容量,会导致房间过热,热源设备低负荷运行时间延长,投资与能耗增加。