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 新疆太阳能是一种分布广泛、清洁可再生的绿色新能源。但太阳能是一种间歇式能源,其辐射受到昼夜、季节以及雨雪天气等因素的影响。因此,将太阳能集热和储热相结合是应用太阳能建筑的合理选择。 本论文主要包括以下五方面的工作: (1)设计并制造了一种壁挂式太阳能集热-供暖-储热系统。对该系统进行了结构设计、试验测试,并对整个系统的供暖效率、储热效率和热损失进行了估算。根据实验结果计算得出:装置的储热效率为20.7%,热效率为36.3%。装有该系统的房间与对照房间相比,白天温度平均提高了4℃,夜间温度平均提高了2.5℃。 (2)设计并建造了一种装有选择性吸热板的太阳墙。对其进行了结构设计、试验测试,并对太阳墙的供暖效率和储热效率进行了估算。计算结果显示:在冬季晴朗的白天(江苏镇江),进入房间的平均热流量可达923W,高于房间的热负荷(910W)。试验房间的平均温度约为18℃,比对照房间温度高约4℃。 (3)利用FLUENT软件,对太阳墙和储热箱进行了模拟。模拟结果显示,太阳墙和储热箱内都有空气流速过慢或者静止不动的区域,严重阻碍了热量的正常输送及储存。 (4)设计了一种新型储热箱,弥补了壁挂式太阳能集热-供暖-储热系统中储热箱的缺陷。设计了一种百叶窗式太阳墙,解决了传统太阳墙存在的一些问题。 (5)对芒硝进行了热性能测试试验,并对试验结果进行了理论分析。试验结果显示:芒硝具有良好的导热性能、合适的相变温度和很大的热容量,但在相变过程中会出现过冷与相分离现象。通过在试验中混入一定量的成核剂和增稠剂,有效地避免了过冷和相分离现象的发生。
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