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30平米太阳房能量系统理论与实验研究

作　者: 江猛
导　师: 舒水明
学　校: 华中科技大学
专　业: 制冷及低温工程
关键词: 太阳房光伏发电太阳能采暖聚氨酯保温
分类号: TU18
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

太阳能这种高清洁的能源在能源危机环境污染这样一个大背景下,越来越受到人们的重视,太阳能建筑更是成为近年来各国研究的新热点。太阳房是指利用建筑自身的结构特点和太阳能利用技术相结合,使用太阳能来减少或者解决建筑的能耗。目前国内关于太阳房的研究主要集中在被动式太阳房方面,对于太阳能的利用效率低,可调性差,因此研究一种能够充分太阳能的太阳能综合利用系统,实现太阳房的“零能耗”具有很大的研究价值和应用前景。本研究在充分研究了目前国内外太阳能利用的基础上,研究了太阳能综合利用系统的性能,并在理论研究的基础上搭建了30㎡的太阳能试验房,该试验房在屋顶安装了光伏发电系统,在装饰栏杆上安装了真空管热水集热系统,并在南墙设置了大面积的集热玻璃窗,经过实验测试,得出了以下结果:1.在无任何外界热源供给,室外日平均温度为11.2℃的情况下,南墙的太阳能集热玻璃窗可以使室内平均温度维持在21.4℃。2.太阳能光伏发电系统的输出电流随时间变化呈正态分布,在太阳辐射为660W/㎡的时候,发电瞬时功率可以达到802W,全天累积发电量4.74KWh,光伏转换效率为9%。3.太阳房的热水系统在全天平均辐射为358W/㎡时,能够实现450升热水水箱的8℃温升,热水集热效率为35.1%。4.通过对太阳房整体能量系统分析可得,太阳房在测试当天的气象条件下,太阳能的供给率ε=1.6,可以实现冬季“零能耗”采暖。本文对于太阳房的研究侧重于实验性研究,建立了实验性的太阳房,并提出了聚氨酯双层保温墙模型,取得了很好的保温效果,同时也对太阳能地板采暖做了探讨。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-17
  1.1 课题的研究背景  8-15
  1.2 本课题的提出及意义  15-16
  1.3 本课题的主要研究内容  16-17
2 太阳能技术与太阳房  17-25
  2.1 太阳能利用概况  17-21
  2.2 太阳能在建筑中的应用  21-24
  2.4 小结  24-25
3 太阳房的热物理模型  25-48
  3.1 太阳房的基本传热模型  25-27
  3.2 太阳房的冷热负荷模型  27-33
  3.3 太阳房的维护结构传热模型  33-40
  3.4 太阳能光伏发电系统模型  40-47
  3.5 小结  47-48
4 太阳房实验系统  48-71
  4.1 太阳房整体结构  48-52
  4.2 太阳能光伏发电系统及实验研究  52-57
  4.3 太阳能热水集热系统及实验研究  57-62
  4.4 直接受益式太阳能门窗试验研究  62-64
  4.5 相变地板采暖系统  64-66
  4.6 太阳房隔热保温系统  66-69
  4.7 小结  69-71
5 太阳房理论与实验研究结果分析  71-77
  5.1 光伏发电系统能量分析  71-72
  5.2 太阳能热水系统能量分析  72-73
  5.3 太阳能集热南窗得热分析  73-74
  5.4 太阳房能量平衡分析  74-76
  5.5 小结  76-77
6 总结及展望  77-79
  6.1 总结  77-78
  6.2 下一步工作展望  78-79
致谢  79-80
参考文献  80-83
附录作者在攻读硕士学位期间发表的论文  83

30平米太阳房能量系统理论与实验研究

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