基于供能需求的集熱蓄熱墻熱工優(yōu)化分析研究.pdf

1、太陽(yáng)能建筑以節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，越來(lái)越受到學(xué)術(shù)界與社會(huì)的重視。集熱蓄熱墻作為被動(dòng)式太陽(yáng)房主要形式之一，具集熱、蓄熱、保溫等功能為一體，并以其構(gòu)造簡(jiǎn)單、熱穩(wěn)定性佳等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)有的研究，針對(duì)于集熱蓄熱墻本身熱性能的較多，但是對(duì)于集熱蓄熱墻體構(gòu)造中是否應(yīng)使用保溫層、保溫層的位置，以及其對(duì)墻體熱特性的影響研究較少。不同的保溫構(gòu)造及墻體材料將使墻體的集蓄熱特性產(chǎn)生明顯變化，進(jìn)而導(dǎo)致導(dǎo)熱供熱與對(duì)流供熱效果的差異。且針對(duì)不同保溫構(gòu)造形式下集熱蓄

2、熱墻與不同典型氣象區(qū)、不同供能需求房間等的適應(yīng)性分析更是鮮見(jiàn)研究。
　　通過(guò)對(duì)集熱蓄熱墻集熱蓄熱特性的理論分析，將集熱蓄熱墻物理模型簡(jiǎn)化，采用數(shù)值模擬和實(shí)測(cè)驗(yàn)證相結(jié)合的方法研究了四個(gè)典型氣象地區(qū)不同保溫構(gòu)造形式、不同墻體材料下集熱蓄熱墻的動(dòng)態(tài)集熱供熱特性。而后通過(guò)對(duì)集熱蓄熱墻式太陽(yáng)房室內(nèi)熱環(huán)境的模擬計(jì)算分析，將集熱蓄熱墻構(gòu)件熱特性與太陽(yáng)房熱環(huán)境展開(kāi)耦合關(guān)聯(lián)研究，獲得不同保溫構(gòu)造形式對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境的影響關(guān)系。研究結(jié)果表明：
　　

3、（1）外保溫構(gòu)造形式的集熱蓄熱墻，對(duì)流供熱量受太陽(yáng)輻射變化敏感，晝間瞬時(shí)對(duì)流供熱量大，但持續(xù)時(shí)間短。采用無(wú)保溫、內(nèi)保溫形式集熱蓄熱墻時(shí)，二者的對(duì)流供熱規(guī)律相似，墻體蓄熱能力強(qiáng)，對(duì)流供熱量在時(shí)間上分布更為均勻，持續(xù)時(shí)間也長(zhǎng)于外保溫構(gòu)造形式。
　?。?）外保溫形式集熱蓄熱墻的對(duì)流供熱量在一個(gè)周期內(nèi)大于導(dǎo)熱供熱量，其他兩種保溫構(gòu)造形式則相反。外保溫形式集熱蓄熱墻供熱效率顯著高于其他兩種形式。提高集熱蓄熱墻熱效率的關(guān)鍵在于增強(qiáng)夾層空氣的對(duì)

4、流換熱效果。
　?。?）無(wú)保溫、內(nèi)保溫構(gòu)造形式集熱蓄熱墻，集蓄熱特性受墻體材料的熱物性參數(shù)影響很大，而外保溫形式基本不受墻體材料的影響。材料的導(dǎo)熱系數(shù)較高，有利于墻體蓄熱向室內(nèi)的熱傳導(dǎo)，較大的熱容量，有利于墻體的蓄熱作用。但同時(shí)，大的導(dǎo)熱系數(shù)將導(dǎo)致墻體的保溫性能下降，這也使得對(duì)流供熱效果相應(yīng)的降低。
　　（4）典型地區(qū)如拉薩，各種保溫構(gòu)造形式集熱蓄熱墻均能滿足熱舒適下限，而外保溫構(gòu)造集熱蓄熱墻在白天時(shí)易導(dǎo)致室內(nèi)過(guò)熱，因此不應(yīng)