文档介绍：华中科技大学硕士学位论文
摘要
我国有着丰富的太阳能资源,将太阳作为热源来实现建筑物的供暖是我国“节能
减排”的大势所趋。本文首先介绍了多孔太阳墙采暖房的工作原理与特点,并论述了
国内外的相关研究情况,而后在欧阳莉设计的新型多孔介质太阳墙的基础之上建造了
一种多孔太阳墙采暖房系统。在环境温度不高于 12 ℃的冬季,通过实验验证了该系
统有着良好的供暖能力:在太阳辐射为 400W/m2 的条件下系统有至少 8℃的温升。多
孔太阳墙采暖房不仅有着良好的持续供热能力,同时房间内的温差小、空气流速低,
系统有着良好的舒适度;直通孔的陶瓷砖和大量使用玻璃的结构都有助于房间的采
光;全新风的存在使得房间内空气质量有保证。
在成功验证了多孔太阳墙采暖房良好的供暖性能后,本文提出了进一步优化设计
的两个方向:(1)加载太阳能烟囱的优化设计;(2)双层楼房的多孔太阳墙采暖系统。
多孔太阳墙采暖房的依靠利用风机引室外新风进入系统,为减少电能的损耗本文
在多孔太阳墙采暖房屋顶的北端安装了太阳能烟囱以取代风机,太阳透过烟囱南侧的
玻璃加热其内部的空气,烟囱东西北侧的墙体采用具有蓄热能力的材料且外部包有绝
热层,以实现对烟囱内气体持续的加热。在“浮升力”的作用下,太阳能烟囱内部的空
气被加热后温度升高、密度降低,故而热空气上升形成了一种向上的抽力,帮助采暖
房系统引进新风。综合考虑了优化后新系统的供暖能力、房间内的温差情况和空气流
动情况后,本文认为烟囱的横截面为 5×200 cm2 时,系统的性能最佳。
为提高多孔太阳墙采暖房系统的空间利用率,本文分析了双层楼房的多孔太阳墙
采暖系统在不同入口风速条件下的性能,包括有房间温升情况、房间内部的温差以及
空气流动情况。本文认为在一定限度内入口风速越低,系统的供暖能力越强;同一条
件下,一楼房间的供暖效果要明显优于二楼;系统房间的内部温差较小,房间内空气
流速较低,舒适度较好。最优的入口风速是 m/ s 。
关键词:多孔太阳墙采暖房、太阳能烟囱、双层、供暖、舒适
I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
China has big potential in the exploitation and utilization of solar energy. Using solar
energy as heat source of building heating is the trend of energy saving and emission
reduction. This paper gives a detailed introduction to the working principle and
characteristic of porous solar wall heating room, discusses relevant research advances in
home and aboard, then originates a new porous solar wall heating room system based on
the design of Ouyang Li’s porous solar wall heating room. The system has outstanding
heating capability demonstrated by a series of experiments in winter where the ambient
temperature is lower than 12 ℃: room temperature raises at least 8 ℃ under solar radiation
equals to 400 W/m2. Porous solar wall heating room supplies not only heating capability,
but also provides low temperature different, slow flow speed as well as fort
performance in the room; Large amount of using porous ceramics and glass structure is
beneficial for receiving the solar radiation. The existence of fresh wind assures the air
quality in the room