遮阳翻板对厦门市建筑物太阳辐射得热的影响

利用翻板辐射传输计算模型和得热逐时计算模型,研究遮阳翻板对厦门市建筑物窗口及外墙得热的影响。结果表明:相对于无遮阳情形,梭形翻板和穿孔弧形翻板的隔热作用非常明显,其中梭形翻板又比穿孔弧形翻板效果更好;遮阳翻板有效降低了墙体和窗口的峰值得热量,降低的幅度随翻板倾角的增大而增大;但是,由于遮阳板的存在,使得建筑围护结构在夜间的散热能力降低;翻板表面反射率越大,进入窗口的太阳辐射得热量就越大。最后提出:从夏季遮阳节能角度出发,厦门夏季百叶倾角应尽可能大,以阻挡太阳辐射带来的得热,冬季应调整翻板倾角,使得翻板尽量面对太阳直射方向,尽可能使得太阳辐射进入室内。     

秦巴山地建筑外窗遮阳与自然通风耦合作用对夏季室内热环境影响分析

提高建筑室内热舒适度和降低建筑能耗是实现建筑可持续发展的主要途径。针对秦巴山区传统建筑夏季室内湿热现象,为改善室内热环境,提出对窗口加设遮阳构件,考虑遮阳与自然通风对室内热环境的耦合作用,对遮阳构件进行优化设计。首先利用Ecotect软件,模拟分析了常见遮阳构件、不同参数下的遮阳百叶对南向窗口太阳辐射的影响,得出百叶构件对综合辐射的遮挡效果最好。其次,利用三维有限元软件ANSYS CFX分析了不同叶宽及倾角下百叶构件对自然通风的影响,得出当采用叶片宽度为200 mm,倾角为30°的遮阳百叶时,建筑自然通风潜力最大。最后,综合考虑百叶构件与辐射得热量及自然通风的耦合关系,建议选用百叶宽度为200mm,倾角为30°的遮阳构件,遮阳系数达0.3,可有效遮挡南向窗口70%的太阳辐射得热量,同时通风潜力大幅提升。     

日光照明室内照度动态计算方法

为了减少人工照明的耗电量,预测房间日光照明潜力,介绍了一种日光照明室内照度动态计算简便方法.它利用修正的Tragenza的房间平均照度模型,根据房间尺寸,窗户朝向、尺度,遮阳设施、材料反射系数、相邻建筑间相对位置,以及逐时太阳辐射数据和光热转换系数等来预测房间动态照度,进而计算日光照明潜力.通过用Visual Basic语言将该计算方法编入计算程序,对北京地区日光照明进行了实例分析,预测出5种常用遮阳装置下的建筑室内日光照明节能潜力.结果表明,该方法可以用来计算不同遮阳设施类型的窗户系统的建筑室内逐时有用日光照度,对规划设计阶段的建筑进行照明节能潜力的预测.     

基于太阳辐射的水平外遮阳调控策略

建筑物的水平外遮阳设置由于受到建筑物朝向、不同时刻太阳高度角、不同时刻太阳方位角等因素的影响,不同大小的水平外遮阳对太阳辐射的遮挡也产生变化。为使水平外遮阳在各个时刻、各个朝向能充分地发挥遮阳效果,并能同时满足自然采光要求,水平外遮阳应该采用可调尺寸,并能根据时间和太阳高度角的变化进行调节。本文理论地分析影响水平外遮阳效果的各个因素,并根据相似理论建立3个尺寸可变的水平外遮阳实验模型,测试不同朝向、不同挑出长度的水平外遮阳,在不同时刻的室内、外太阳辐射强度以及照度值。基于测试结果,结合水平外遮阳对室内太阳辐射的遮挡,并适当考虑室内自然采光要求,得到南向、西南、东南向水平外遮阳不同时刻的调控策略。     

实际气候条件下气凝胶玻璃光热特性实验研究

在实际气候条件下搭建气凝胶玻璃-中空玻璃对比实验平台,对比测试两者在相同气候条件下辐射、照度、温度等参数,分析气凝胶玻璃在实际气候条件下的采光效果和节能潜力.辐射分析表明,太阳辐射透过气凝胶玻璃进入室内后几乎全为散射辐射,且相比中空玻璃全天减少约45%的太阳辐射得热.照度分析表明,天气越晴朗,气凝胶玻璃的采光效果越好.温度分析表明,相比于中空玻璃,由于气凝胶对太阳辐射的吸收作用,气凝胶玻璃系统各层壁面温度较高,且室外太阳辐射越强,各层壁面温度越高.能耗分析表明,夏季晴天透过气凝胶玻璃的总得热量比中空玻璃减少37%.     

流场与温度场耦合作用下对传统蒙古包建筑外表面对流换热的影响

为了研究室外空气温度、风速风向和太阳辐射耦合作用对供暖期传统蒙古包建筑外表面对流换热的影响。通过采用风速仪以及遮阳与非遮阳两套系统分别对建筑外表面进行了测试。研究了室外空气温度、风速风向以及太阳辐射对建筑外表面对流换热的影响规律。实验结果表明:遮阳系统可以有效地降低太阳辐射,进而减小建筑外表面的对流换热量;同时可以看出,建筑外表面对流换热系数与当地风速呈现指数关系,对流换热系数随风速的增大而增大。研究可以为内蒙古地区传统蒙古包建筑的能耗分析,以及模拟地区风环境和热环境的边界条件提供依据。     

太阳能热风发电系统的空气集热器试验装置的研制

根据太阳能热风发电系统集热器的抽象试验研究模型,研制了该系统的空气集热器试验装置,设计了该装置的集热器箱体、太阳能辐射模拟装置、流量和温度测量系统、辐射强度测量系统以及数据采集系统.利用研究装置进行了变太阳辐射强度、变空气流量以及环境温度对空气集热器的热量影响实验,初步试验验证装置的可行性.     

风压通风办公建筑内温度预测方法的模拟与实验

采用天津地区典型年气象参数、季节主导风向和平均风速,综合考虑围护结构传热、日射得热和室内热源散热,数值模拟了天津地区一栋办公建筑过渡季节风压自然通风下的室内热环境,得出室内温度与房间单位面积稳态得热量之间的线性关系曲线.通过实验测试该建筑内、外环境,发现测试结果与理论计算结果相比在线性上有所偏离,最大线性偏离度为6.7%,对应于相同的室内温度,单位面积得热量值高于理论计算结果.最后分析了产生线性偏离和数值偏差的原因,论证了理论计算结果的可靠性.     

不同气候区遮阳控制策略的节能与舒适度优化

遮阳设计是影响建筑能耗及室内光热舒适度的重要原因之一,开启遮阳系统可以减少太阳辐射,降低夏季制冷能耗,减少眩光问题,但同时会导致更高的照明能耗及冬季的供暖能耗.为研究中国寒冷地区和夏热冬暖地区酒店建筑典型遮阳控制策略的节能潜力和环境舒适度,采用Comfen软件模拟量化不同气候区下3种遮阳形式及10种控制策略对能耗及舒适度的影响规律,通过制冷、供热、照明能耗和总能耗、光、热舒适度以及综合优化指数来评估其性能.模拟结果表明:遮阳控制策略会影响建筑能耗和室内舒适度,根据不同优化目标给出其对应的最优控制策略,两气候区对遮阳策略与设计的选择也有所不同,通过分析其差异,为遮阳系统设计提供参考建议.     

双层皮幕墙内置遮阳百叶倾角评价方法

为了更加科学合理地动态调整双层皮幕墙(DSF)内置遮阳百叶的角度,满足自然采光和节能的双重需求,建立了受遮阳百叶倾角影响的室内综合得热量与平均采光系数的数学模型,通过对模拟结果的标准化处理和线性加权求和方法,建立了DSF内置遮阳百叶倾角评价模型.以长沙地区某建筑南向DSF为例,详细介绍了自然通风工况下,8:00至18:00时间段内,晴天及阴天典型日该双层皮幕墙百叶倾角评价模型的构建过程.通过模拟分析发现,长沙夏季晴天DSF遮阳百叶最佳倾角为82°,最佳倾角范围为73°~90°;长沙夏季阴天DSF系统遮阳百叶最佳倾角为0°,最佳倾角范围为0°~36°.     

多孔介质墙体热湿耦合迁移实验方法

多孔介质墙体热湿耦合迁移对建筑热工性能、建筑能耗及室内环境有着重要影响,实验是研究该过程的重要方法．分析了多孔介质墙体热湿耦合迁移实验研究中的两个关键问题．首先,概述了多孔介质材料内瞬态湿度测量方法,提出了一种造价低、使用便捷并准确可靠的方法．然后,分析了国内外研究者常用的三种实验方案,设计了一种新方案,并根据新方案搭建了一个足尺寸实验台,为多孔介质墙体实验研究及数学模型验证打下基础．     

Chimney Effect Assessment of the Double-skin Facade

The mathematic model of heat transfer through ventihted double glazing was verified with themeasured data,which were from a test chamber equipped with glass face temperature,solar radiation,ambient temperature,and wind speed measurement facility.Mter the model validation,the double-skin facade assess-ment was carried out through simulation with ESP-r software integrating thermal simulation and air low net work module.The air flow situation in the air gap was analyzed on the basis of the hourly air velocity simulation data within typical winter week,summer week,spring week and autumn week.The differences of chimney ef-fect in different seasons were discussed,and the thermal loads resulted from the ventilated and unventihted dou-ble skin facade were presented.     

超临界压力流体在多孔介质内对流换热研究进展

超临界压力流体在多孔介质内的流动换热问题在动力工程、化学工程、航天航空等领域的应用非常广泛,它是超临界CO_2气冷堆、太阳能热发电系统、超临界压力流体对高温壁面的发汗冷却等工程设计优化的理论基础。分别从实验研究和数值模拟两个方面,详细阐述了多孔介质内超临界压力流体流动换热的研究进展,指出了准临界温度附近强烈物性变化、多孔结构迂曲流动通道、浮升力等因素对换热通道局部对流换热性能的影响规律是深入研究的关键问题。另外由于高温高压实验难度大、数据处理方法较复杂,多孔介质内超临界压力流体与固体骨架之间的内部对流换热系数实验研究非常少,致使局部非热平衡模型在多孔介质内超临界压力流体流动换热数值模拟的应用受到限制,因此同时加强超临界压力流体在多孔介质内流动传热的局部对流换热性能和内部对流换热性能研究,对于多孔介质结构传热性能评价和工业应用关键设备的设计优化具有指导意义。     

基于试验数据反馈的稳态考验回路换热系统传热性能再评价

准确衡量稳态考验回路换热系统的换热能力以及评估该能力与燃料组件辐照参数的匹配性,是保障稳态辐照考验安全有效实施的前提。本文主要针对燃料组件稳态辐照考验,结合高温高压辐照试验回路历史运行数据,建立一种面向再生式换热器传热性能的再评价方法,以准确预测试验回路应用于不同辐照考验参数的有效性。研究表明,消除运行换热器试验数据中的散热影响以及在计算中将再生段以及冷却段的换热面积裕量计算接近于0是有效开展稳态考验回路换热系统传热特性再评价的前置条件。采用同时对再生式换热器的再生段及冷却段的传热系数进行修正并开展换热能力再评价对换热器的换热功率预测准确有效,通过再评价方法在整体上获得的再评价功率相较于试验功率的平均偏差约为1.8%,远优于传统方法计算中20.7%~26.0%的偏差。传统计算功率普遍高于再评价功率,且高出的幅度与一次水流量密切相关,而受一次水的入口温度影响较弱。     

遮阳式光伏新风系统性能模拟与优化

对一种新型遮阳式光伏新风系统进行研究,该系统在夏季利用光伏板发电的同时为建筑遮阳,在冬季则可以利用光伏板余热加热新风.采用类区域方法建立了遮阳式光伏新风系统的光电光热转换模型,并采用实验数据对系统模型进行验证,在此基础上对遮阳式光伏新风系统进行优化.研究表明:随着新风量增大,光伏板发电效率、新风得热量与集热效率增大,新风温升与送风温度减小;系统发电效率和集热效率随太阳辐照强度的增大而增大.本文研究的遮阳式光伏新风系统能够有效实现太阳能发电、建筑遮阳和新风加热功能,为建筑节能提供一种新方法.     

空气源热泵换热器与岗亭壁体一体化供暖性能

设计一种由太阳能供电、空气源热泵换热器与亭壁一体化的供暖岗亭.首先,建立一体化岗亭设备模型,并采用Matlab语言编制仿真程序,对岗亭进行性能模拟;然后,选取太原某日工况,对岗亭模型进行实验验证,并对其供暖季性能进行分析.结果表明:亭壁蒸发器吸收室内外两侧空气热量、得热量比相同条件下,常规风冷蒸发器高31.41%;供暖季系统性能系数(COP)为3.22~4.96,平均COP值为4.18,高于常规风冷热泵,节能效果良好;供暖季太阳能发电量可满足岗亭热泵压缩机耗电量需求,证明岗亭可实现供暖零能耗.     

基于微热管的太阳电池HCPV模组新型散热研究

高倍聚光光伏(HCPV)模组凭着其特有的优势,近些年得到了广泛的应用。HCPV模组采用的是III-V族多结太阳电池,尽管如今III-V族多结太阳电池的实验室最高光电转换效率已高达46.0%,而采用三结电池的HCPV模组,其最高转化效率只有35%左右。造成HCPV模组效率下降的主要原因之一就是模组的散热和工作温度均匀性问题。因此,如何对HCPV模组进行有效地均匀散热对提高模组转化效率具有重要的意义。热管作为一种高效相变传热技术,具有当量导热系数很高,且恒温传热的特点。本文针对典型HCPV模组的热流分布特点和结构特点,采用扁平微热管阵列作为新型散热器,实验研究了基于微热管阵列散热的HCPV系统的光电特性和散热特性。研究结果表明,优化工况下,采用微热管阵列作为散热装置的HCPV模组必常规HCPV模组其输出功率大约提高22%,表明该散热结构具有很好的应用前景。     

平板微热管的研究进展回顾与展望

热管是一种具有高热导率的多尺度传热材料,被广泛应用于换热器的余热回收再利用、太阳能集热器和数据中心冷却等领域。从循环动力和性能表现两方面入手探讨微热管传热影响因素的研究实验。针对平板微热管的结构组成和工作机理,综述了平板微热管微槽结构、充装工质及其充液率、工作状态的性能研究进展,剖析了蒸发段和冷凝段的状态对流动状态与传热特性之间的关系,如曲率半径、循环工质流量和有效导热系数等参数的表现,总结了平板微热管的模型结构设计与理论预测研究进展,并结合强化换热和沸腾传热,对微热管微通道的发展方向进行了展望。     

一种新型太阳能集热器动态测试方法及实验验证

把太阳能集热器固体部分和流体部分分别列出动态能量平衡方程,经过合并和化简,得到了太阳能集热器整体动态能量平衡方程。该方程中含有物理意义清晰的各个模型参数,可以对太阳能集热器进行评价比较。针对真空管型太阳能集热器入射角影响因子的特殊性,给出了具体的解决方案。然后对真空管型太阳能集热器进行了实验验证。该新型动态测试方法可以在宽松的天气和实验条件下进行测试;相比于稳态测试,大大节省了测试时间,降低了设备与人工成本。实验结果表明,应用该方法可以得到合理稳定的测试结果。