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。     

民用建筑主动式太阳能采暖技术研究

结合青海西宁地区的气象资料及当地的气候变化特征,分析民用建筑采暖需求与供热量的关系,提出民用建筑主动式太阳能采暖技术的设计方案.分别从室内空气热平衡和热量传递两个方面,构建民用热过程数学模型.根据该模型下,安装集热器和蓄热器等太阳能采暖所需的设备,确定累计太阳辐照量和建筑供热负荷,计算建筑主动式太阳能的热量.最终通过强...     

泰安地区太阳能采暖可行性

从泰安地区气候条件、可采用的采暖系统形式、集热器选择及面积计算、蓄热水箱容量计算等几个方面来论述了在泰安地区利用太阳能采暖是切实可行的,为泰安地区今后在建筑中推广利用太阳能采暖工程提供理论依据。     

热泵型太阳能集热采暖系统

介绍了一种热泵型太阳能集热采暖系统,为城市高层住宅楼在冬季利用太阳能采暖提供一种新的解决方案。其方法是利用每家每户的向阳墙壁,包括阳台的围墙外壁、窗户下部及左右两边墙壁,安装铝合金复合板式集热器,并结合热泵技术,将太阳能转化为适用于房间采暖的热源。经分析计算,该采暖系统可在白天阳光照射时段,利用太阳能解决单户独立采暖的问题。     

主动太阳能采暖供水管流量规律研究

通过对集热器有效集热量、建筑热负荷、蓄热系统蓄热量、蓄热水箱损失以及蓄热水箱温度的理论分析,建立了太阳能采暖供水管流量数学模型,且分别在不同太阳辐射强度与不同建筑热负荷波动规律下进行模拟分析,得出蓄热水箱温度变化规律以及各种情况下采暖供水管流量变化规律.结果表明:蓄热水箱温度受太阳辐射强度波动规律影响较大,受建筑热负荷波动规律影响较小,其中蓄热水箱温度基本在30～70℃之间;太阳辐射强度相同,建筑热负荷越大所需采暖管流量也越大,流量最大、最小值分别可达到0.810、0.008kg/s;随着太阳辐射强度波动规律的增大,采暖管流量波动规律亦相应增大.     

泰安地区利用太阳能采暖的技术经济分析

从泰安地区气候条件、可采用的采暖系统形式、集热器选择及面积计算、蓄热水箱容量计算等几个方面对太阳能采暖系统的技术性分析,又通过对几种方案的年计算费用的比较对系统的经济性分析,论证了太阳能采暖在泰安地区是切实可行的。为泰安地区今后在建筑中推广利用太阳能采暖工作提供参考。     

清华阳光发力太阳能采暖技术

<正>太阳能采暖技术被视为太阳能热利用产业升级的一个重要方向。太阳能被动采暖技术早已在太阳能建筑上得到广泛应用,但可从根本上提升室内采暖温度的主动式太阳能采暖技术却由于技术、政策、市场等方面滞后的原因,一直没有实现规模化推广应用。时移世易、技术进步、环境变迁、产业升级等     

西北新农村建筑太阳能主动供暖试验研究

为了降低西北新农村建筑采暖的能耗,改善室内生活环境,通过试验研究了太阳能主动供暖和传统小型燃煤锅炉供暖的西北新农村建筑的室内热环境、空气质量和采暖能耗的差异。研究结果表明:在室外环境最低温度为-16.2℃条件下,太阳能主动供暖建筑室内平均温度和平均辐射温度分别高出对比建筑5.4℃和3.3℃;在天气晴朗情况下,当室外环境的平均温度高于4.2℃且室外环境的最低温度高于-1.6℃时,仅利用太阳能进行供暖即可满足西北新农村建筑的供暖需求;太阳能主动供暖建筑室内CO,NO2,SO2,CO2及可吸入颗粒物PM10的浓度分别是对比建筑的0.45倍、0.48倍、0.56倍、0.59倍和0.5倍;经过分析得到太阳能主动供暖时室内环境温度与散热片内热水温度以及室外环境温度的二元线性关系;太阳能主动供暖的节能率为86.6%。     

济南太阳能热利用率分析

收集整理了济南太阳能辐射数据,分析计算得到了包括采暖季每日太阳能逐时辐射强度、日辐射量及阶段辐射量等系列参数,计算得到的太阳能逐时辐射可利用率及保证率,为太阳能建筑热利用提供了基础数据。     

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.     

屋顶集热式太阳房供暖系统研究

研制了一种屋顶集热式太阳房供暖系统,对该系统进行了结构设计优化和试验测试,结果表明,在冬季晴朗的白天,对于保温较差的试验平房（热负荷约为120W／m^2）,利用1／2的屋顶面积集热,室内温度最高达到20℃,平均温度约18℃,比对照房温度高约6℃;对于保温较好的建筑物（采暖期热负荷约为20W／m^2）,太阳能供暖系统在冬季白天可有效地为房间供热,多余的热量利用储热装置储存以满足夜间供暖的需要,从而实现冬季24小时为建筑物供热的目标。     

分布式太阳能集中供暖用户热盈亏特性研究

分布式太阳能集中供暖系统中的用户既用热又产热,其热量平衡具有动态热盈亏的特点。该文针对分布式太阳能集中供暖用户提出动态热盈亏计算方法,并给出用于盈亏状态评价的平均热盈亏及盈亏比等指标。通过理论分析和数值模拟研究地区气候差异、建筑类型以及层数对用户热盈亏的影响。结果表明：太阳能Ⅰ区-寒冷地区（拉萨）的用户平均热盈余及盈亏比最大,太阳能Ⅰ区-严寒地区（格尔木）次之,太阳能Ⅱ区-严寒地区（西宁）较小,太阳能Ⅱ区-寒冷地区（喀什）最小;相比于住宅和宾馆这种连续供暖建筑而言,办公和商场建筑平均热盈余较大、盈亏比较高;用户采暖期平均热盈余与盈亏比均随层数的增加而减小。     

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%）。     

热管太阳能集热器系统的研究

建筑物大面积集中供热已成为节能降耗的新,也是太阳能热利用发展的趋势。文章介绍了在原有铜铝复合板的基础上,试制的一种结合多层建筑的集中供热热管式太阳能供热系统,克服了原有的平板式和真空管式集热系统易炸管,易冻裂及结垢,单管损坏后整个系统失效等问题。     

Assessment of an integrated active solar and air-source heat pump water heating system operated within a passive house in a cold climate zone

In the pursuit of energy savings and emission reductions, solar energy heating systems have been promoted in China. However, there still exist many barriers to the operation of solar heating systems, in combination with other systems, under realistic conditions. In order to investigate this further, an integrated space heating system including passive sunspace, active solar water heating, and air-source heat pump (ASHP) was built. The detailed running performance of each subsystem was comparatively analyzed in a full-scale test house in a cold climate zone. This integrated system showed many encouraging results in terms of the maintenance of a stable and comfortable indoor thermal environment during the winter season. The study building consumed electricity as convectional energy, which only accounted for about one-third of the total energy supplied for heating. However, our study also found some shortcomings in the system design. Feasible suggestions regarding the running procedures aimed at a more optimal and effective design were proposed. The systems proposed in this study could be used as a promising future technology for energy savings and emission reductions in rural buildings. The study could also help achieve targets for energy savings and renewable energy utilization in China and other countries.     

建筑节能新方向:太阳能光伏-地源热泵系统

减少我国冬季采暖所造成的大气污染,降低供暖系统的能耗,节约能源一直是建筑节能追求的目标.目前太阳能光伏发电已经成为人类利用太阳能的最主要方式之一,地源热泵已被作为一项旨在解决建筑冷热源问题的新技术,日渐受到人们的重视.将光伏转换与热泵循环有机结合在一起,从而形成了太阳能光伏-地源热泵系统.该系统提高了光电转换和光热吸收效率,光电/光热综合利用,极大地提高了单位面积太阳辐照的利用效率,同时可提高热泵系统在寒冷地区运行的适用性;利用光电效应把太阳能中高能带区域的光能直接转化成电能,可大大提高太阳能的可用能效率;在增加能量储存装置和逆变器的条件下,可以使系统脱离公用电网运行,从而增加了系统的适用性和灵活性;与普通的空气源热泵相比,太阳能地源热泵具有较高的热性能,具有一机多用的功效;与建筑物相结合的太阳能热泵系统,可以增加建筑物的隔热效果,起到减少建筑物冷暖负荷的作用,同时可极大地减少环境污染.     

Performance evaluation of a passive solar building in Western Himalayas

Under the Passive Solar Building Programme, more than 100 buildings have been constructed in the high altitude region of the Indian State of Himachal Pradesh. A policy decision has been taken by the State that all government/semi-government buildings are to be designed and constructed as per passive solar housing technology. The evaluation studies of some of these buildings have been carried out by our group. In the present study, the thermal performance of a passive solar bank building at Shimla, has been evaluated. This solar building incorporates a heat-collecting wall and a roof-top solar air heater with an electric heating backup, sunspaces and double-glazed windows. The monitoring of the building shows that the solar passive features in the building results in comfortable living conditions. The study shows that the high cost central electric/gas/wood-fired heating systems can be replaced by a low cost solar heating system with backup heaters. This will result not only in reducing higher installation costs of these systems but also the annual running and maintenance costs. It is shown that the solar passive features save electricity required for space heating and reduce the heat losses in the building by about 35%. The strategy to be followed for the propagation of passive solar technology on large scale in this Himalayan State or in any other cold hilly region is also presented.     

光照资源富集区太阳能集中供热系统容量配置及热网管径协同设计优化研究

针对常规太阳能供热系统优化设计中太阳集热供热站设计与供热管网设计相互分离,供热管网热传输过程中热损失难以精准计算的问题,建立太阳能集中供热系统容量配置及热网管径协同优化模型,以系统全生命周期成本最小为优化目标,采用遗传算法求解,并通过具体算例与常规优化方法以及工程设计方法的计算结果进行对比分析。结果表明,利用协同优化模型进行太阳能集中供热系统设计,能够有效避免设计系统太阳能保证率偏小以及供热管网比摩阻不满足规范要求的现象。针对具体算例,当太阳能保证率由50%增至100%时,系统最优最低供水温度从60℃降至45℃;随着太阳能保证率的升高,系统单位太阳集热器面积所匹配的储热水箱体积增大,而系统供热管网管径保持不变。     

基于PVT集热/蒸发器的补气增焓热泵性能分析

传统直膨式太阳能辅助热泵系统在低温环境适应性欠佳,影响其在寒冷地区使用,通过采用补气增焓技术可以有效提高其低温条件下的供热能力。以所提出的采用PVT集热/蒸发器的补气增焓热泵系统为研究对象,计算分析环境条件、太阳辐射强度、注入蒸汽质量流量对该热泵系统性能的影响。研究结果表明： 当环境温度为-10℃,太阳照强度为500 W/m²时,性能系数（COP）可达4.3,比使用补气增焓（VI）循环的空气源热泵（ASHP）系统高63.6%。以当量热价（LCOH）作为指标与其他3种供热系统进行比较,所提出的系统经济性也具有一定的优势,可为补气增焓热泵系统在寒冷气候地区的应用提供新思路。