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新疆太陽能是一種分布廣泛、清潔可再生的綠色新能源。但太陽能是一種間歇式能源,其輻射受到晝夜、季節以及雨雪天氣等因素的影響。因此,將太陽能集熱和儲熱相結合是應用太陽能建筑的合理選擇。 本論文主要包括以下五方面的工作: (1)設計并制造了一種壁掛式太陽能集熱-供暖-儲熱系統。對該系統進行了結構設計、試驗測試,并對整個系統的供暖效率、儲熱效率和熱損失進行了估算。根據實驗結果計算得出:裝置的儲熱效率為20.7%,熱效率為36.3%。裝有該系統的房間與對照房間相比,白天溫度平均提高了4℃,夜間溫度平均提高了2.5℃。 (2)設計并建造了一種裝有選擇性吸熱板的太陽墻。對其進行了結構設計、試驗測試,并對太陽墻的供暖效率和儲熱效率進行了估算。計算結果顯示:在冬季晴朗的白天(江蘇鎮江),進入房間的平均熱流量可達923W,高于房間的熱負荷(910W)。試驗房間的平均溫度約為18℃,比對照房間溫度高約4℃。 (3)利用FLUENT軟件,對太陽墻和儲熱箱進行了模擬。模擬結果顯示,太陽墻和儲熱箱內都有空氣流速過慢或者靜止不動的區域,嚴重阻礙了熱量的正常輸送及儲存。 (4)設計了一種新型儲熱箱,彌補了壁掛式太陽能集熱-供暖-儲熱系統中儲熱箱的缺陷。設計了一種百葉窗式太陽墻,解決了傳統太陽墻存在的一些問題。 (5)對芒硝進行了熱性能測試試驗,并對試驗結果進行了理論分析。試驗結果顯示:芒硝具有良好的導熱性能、合適的相變溫度和很大的熱容量,但在相變過程中會出現過冷與相分離現象。通過在試驗中混入一定量的成核劑和增稠劑,有效地避免了過冷和相分離現象的發生。
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