光电互补民用建筑采暖系统的理论与实验研究

【摘要】： 随着人民生活水平的提高,建筑能耗大幅度增加,尤其建筑采暖、生活热水用能急剧增加,我国能源供应在未来几十年将面临严峻挑战。同时石化能源的大量使用,也造成了严重的环境问题。因此,加强可再生的清洁能源―太阳能在建筑中的应用,降低建筑能耗,是解决能源和环境问题的一个重要途径;同时也可以有效地解决广大农牧区常规能源紧缺的问题。 本文在分析太阳能热水系统和太阳能集中供热系统的基础上,设计并制作了一套“光电互补民用建筑采暖系统”。该系统主要由太阳能集热器、蓄热水箱、房间散热设备、生活热水输配系统、管道循环泵以及控制系统组成。结合西北地区实际情况,对系统各个部件进行了优化匹配。并以某一示范建筑为例,详细叙述了系统参数设计计算与安装测试过程。 在蓄热水箱设计中,借鉴了蓄冷空调系统中分层型水蓄冷技术设计计算方法,并在蓄热水箱中铜管换热器、热水采水口等容易引起紊流扰动的地方增设了分层扩散器。实验结果表明:分层型蓄热水箱中扩散器的设置,可以有效维持温度分层,实现蓄热水箱经济、可靠地运行。 本文并对实验样机进行了测试,结果表明整个系统日平均热效率在45%以上,说明系统各个部件匹配合理。