厚重型被覆结构对被动式太阳房室内热环境的影响

由于利用实体模型研究被动式太阳房室内热环境的周期较长、费用较高,为了能够经济、快速地研究被动式太阳房室内热环境,本文采用Fluent软件分别对新疆石河子地区某厚重型被覆结构蓄热的集热蓄热墙式被动太阳房及对比房进行了室内热环境的模拟与分析。结果表明:厚重型被覆结构可以在冬季提高被动式太阳房室内温度5℃以上;提高外墙内壁面温度9℃;室内温度波动可以控制在3℃以内,从而提高了集热蓄热墙式被动太阳房的热舒适性。     

基于CFD的中庭式建筑冬季供暖研究

目的对公共建筑中庭冬季供暖空调系统导致的室内温度不均现状进行改造,以满足人体舒适性,提高经济性.方法对沈阳地区某高校图书馆中庭冬季采用传统空调供暖的气流组织分布情况进行研究,对实测结果与CFD模拟结果进行对比,分析是否符合《公共建筑节能设计标准》,提出采用太阳墙技术并分析其可行性.结果通过对图书馆中庭进行温度场模拟发现,中庭的垂直温差达到5℃左右,当前中庭内温度并不能达到设计温度.采用太阳墙新风系统+传统空调采暖耦合作用能很好地解决中庭内平均温度偏低的问题,且可以保证室内新风量的供给.结论从中庭实测数据及CFD模拟出发,使用太阳墙改造措施,有助于改进和优化采暖设计方案.     

太阳能辅助空气源热泵系统供热特性的实验分析

农村能源是我国能源体系的重要组成部分,但目前农村能源结构体系并不合理,为了解决新农村能源利用尤其是建筑建设及采暖问题,提出一种基于改造式房屋建筑的太阳能辅助空气源热泵系统并搭建了系统实验台,对系统的运行参数进行了监测和记录。本文通过对系统太阳能集热、空气源热泵及毛细管辐射等运行数据的分析,得出以下重要结论。结果表明,采用太阳能辅助空气源热泵系统的改造式住宅建筑室内温度在20℃以上,人的体感温度可以达到23℃左右;在一天的供热时间段内,太阳能集热系统的供暖时间占比为35.4%,空气源热泵供暖时间占比为64.6%,节能效果显著;该系统能够满足该类型建筑用户对住宅的采暖需求,对京津冀地区新农村能源体系的完善意义重大。     

复合式空气载能辐射空调供暖性能试验研究

提出了一种顶板与侧墙结合的复合式空气载能辐射末端新形式,以某办公建筑作为研究对象,通过试验方法研究了这种复合式空气载能辐射末端在冬冷高湿地区的冬季供暖性能.结果表明,该复合式空气载能辐射空调系统在开启后30 min内可达到稳定状态,相比于传统空调供暖速率更快,稳定性更强,且稳定后室内温度变化相对均匀.该系统在冬季供暖性能较好,在人体活动范围内（距地0.2 m至2.2 m处）室内空气温度为16. 5 °C ~ 18.2 °C,相对湿度为33% ~ 36%.当设定温度为16 °C时,可基本满足冬季供暖要求.同时,该系统可有效改善由于物体遮挡而引起的地板温度过低情况,从而有效避免局部不舒适感.这种顶板与侧墙结合的复合式空气载能辐射末端满足冬季供暖需求,同时具备节能舒适的特点.试验结果可为未来空气载能辐射空调系统在冬冷高湿地区的实践应用提供一定的指导作用.     

利用太阳能屋面集热器供暖通风的 被动式太阳房

提出并设计了一种利用屋面太阳能集热器供暖通风的被动式太阳房,建立了太阳能屋面集热器的数学模型和该太阳房系统模型,进行了实例计算分析。结果表明,20m~2房间如果采用的太阳能集热面积为4m~2,通过太阳能集热器供热保证率为52%,能使过渡季延长40天。     

高大空间风口位置高度对供暖效果的影响

分层气流组织可以改善高大空间热风供暖的节能性和热舒适效果.为估计这种气流方式对室内热环境的改善效果,在利用实验验证数值计算方法的基础上,通过数值模拟探讨了大空间送、回风口高度对室内热环境的影响.研究结果表明:送风口位置位于较低的位置时,热风供暖的能量在这种房间下部区域的利用率较高;当送风口位置增加到8.5m且上回风时,即使以高能耗为代价,室内热环境也难以满足人体热舒适要求.此外,根据模拟结果对不同情况下的供暖能量利用系数做了分析,并对改善大空间冬季热风供暖的节能和热舒适性给出了一些建议.     

西北农宅太阳能联合燃煤锅炉供暖的室内热环境

为探究中国西北地区新农村住宅冬季室内热环境状况,以甘肃省民勤县一户新农村住宅为研究对象,对农宅冬季太阳能联合燃煤锅炉供地暖房间室内热环境和室内空气质量进行了现场测试.研究得出:两日环境平均气温为-14.8℃,最低温度为-24.9℃的情况下,两日共烧煤28.8kg,折合标煤16.5kg,太阳能集热器向室内供热量399.71 MJ,折合标煤13.6kg,地板采暖房间平均温度均维持在11.0℃以上.地暖房间室内温度变化比较平稳,最大波幅仅4.5℃,采暖房间具有良好的室内风环境和室内湿环境.地板采暖没有明显的温度分层现象,竖直方向上头和脚踝之间最大温差仅为0.6℃,温度分布比较均匀,舒适性较高.联合供暖室内污染物PM2.5、PM10、SO2质量浓度均符合室内空气质量要求.     

基于FLUENT软件的太阳能墙系统热性能分析

本文基于FLUENT软件的基础上,结合中原某城市的气象参数,着重研究了太阳能集热板孔径尺寸及太阳辐射强度对太阳能墙系统的热性能影响,以优化太阳能墙系统,对于太阳能墙的使用具有指导意义。     

玻璃窗位置对高大空间供暖效果的影响

在实验验证数值计算方法的基础上,通过数值模拟探讨了玻璃窗位置不同时对供暖房间热环境的影响.研究结果表明:无论玻璃窗设在屋顶还是侧墙上,其附近气流速度值都明显大于无玻璃窗区域.当玻璃窗设在屋顶时,送风气流在整个房间混合流动,房间温度分布均匀,降低送风口高度对室内温度分布和能量利用系数无影响.玻璃窗在侧墙时,沿玻璃冷表面下沉的冷空气使室内温度分布出现明显的热力分层现象,送风口高度越高,上下部区域温差越大,适当降低送风口高度可以有效改善室内热环境,且热风供暖的能量在房间下部区域的利用率也增大.     

太阳能双效集热器流道结构优化数值模拟研究

双效集热器通过吸收太阳辐照能对低温的水和空气进行加热,实现太阳能的综合利用.为提高集热器的工作效率,提出一种翅片-挡板式换热流道,利用CFD技术模拟适用于空气/水双工质循环的高效换热结构,并通过温度分布云图对比分析换热结构在空气集热模式、水集热模式、空气-水复合集热模式下的传热特性.太阳辐照度800 W/m2,空气流量0.012 kg/s,水流量0.036 kg/s的模拟工况下,翅片-挡板式集热器的空气集热效率达到55.39％,相比单一的翅片式流道效率提升2.26％;增设的挡板式结构对水集热过程没有明显影响,但空气-水复合集热模式下翅片-挡板式流道空气出口温度更高,集热器的综合集热效率得到进一步提升.     

双玻光伏组件HP-PV/T一体化系统实验研究

提出一种双玻光伏结构的HP-PV/T(Heat pipe-photovoltaic/thermal)系统，通过搭建测试平台研究太阳辐照度和循环水流量对系统性能的影响，并结合能量损失计算数据分析系统的集热效果.实验期间，改变循环水流量(0.03、0.05 kg/s和0.08 kg/s),系统的电、热效率均得到有效提升，HP-PV/T系统在不同运行工况下电、热、综合效率的最大值分别为18.41%、28.83%和76.36%,对比发现随着流量的增大，综合效率提高10.52%,能量损失率降低9.47%.     

南方地区局部地面供暖舒适性及节能性研究

采用环境测试、主观问卷和能耗模拟相结合的方式,研究冬季局部地面供暖方式下人体舒适性以及能耗情况.在14、16、18℃背景温度下的人工环境实验室内,测试了20位受试者的热感觉、热舒适、热可接受以及相应的局部地面供暖能耗.实验结果表明:在14℃时,使用局部地面供暖后受试者的舒适性显著提高,在16、18℃时,使用局部地面供暖能满足90%以上受试者舒适性要求且所需能耗很低.模拟结果表明:相比设定温度为20℃的空调系统能耗,采用局部地面供暖对西南、华东与华中地区节能效果明显,在华南地区节能率最高.因此,局部地面供暖可以作为一种适用于南方地区的提高舒适性和节能性的采暖方法.     

新型太阳能空气集热器性能研究及供暖测试

太阳能作为清洁可再生能源在供暖领域得到越来越多的应用,集热器作为太阳能热利用的核心部件在供暖方面发挥了重要作用。为了获得新型双通真空管太阳能空气集热器热性能,通过搭建测试平台对其进行试验研究。试验结果表明：新型双通真空管太阳能空气集热器,热性能较优,集热器平均瞬时集热效率为66.7%,与普通空气集热器相比,效率更高;集热器热损较小,最大为2.092 W/（m2·℃）。基于该集热器组成太阳能+电加热联合采暖系统,并对不同天气条件下单独采用该集热器的太阳能供暖系统的运行效果进行初步测试分析,结果表明:单独使用该集热器进行供暖的房间,当太阳辐照强度持续大于250 W/m2,集热器出风温度高于30 ℃,室内温度高于16 ℃的时长可达6～7小时,可满足白天大部分时间段供暖需求,供暖效果较优。研究结果可为太阳能空气集热器供暖系统在农村地区的应用及推广提供参考。     

大换气量房间不同供暖方式节能效果比较

通过对大换气量房间在不同供暖方式下的室内热环境进行实测和分析比较,指出降低通风热损失是提高该类房间供暖节能效果的有效途径.结合围护结构传热机理,在对3种方式的能耗状况进行理论分析的基础上,提出了换气次数的节能临界值,依据该值可判定房间应采用的具有最佳节能效果的供暖方式.     

内蒙古西部超低能耗草原民居多能互补供暖系统集成配制

内蒙古西部草原民居冬季取暖以传统火炕和土暖气为主,由于供暖效果较差,无法满足居民热舒适需求。为改善供暖效果,充分利用太阳能、风能等可再生能源,通过实地调研,统计得出内蒙古西部典型草原民居最冷月室内外温度,利用数值模拟方法建立太阳能、风能等多能互补的内蒙古西部草原民居供热模型,并进行模拟验证。结果表明:多能互补供暖方式下客厅和主次卧的最冷月日平均温度均值分别提高7. 0℃、6. 2℃和7. 5℃,室内温度和热稳定性显著提高,热舒适性较好。研究结果为草原民居设计建造中充分利用太阳能、风能资源,构建多能互补供暖方式,提高室内温度和热舒适性提供了理论依据。     

被动式太阳能结合相变墙在苏北自然通风环境下的应用研究

通过建立实体的模型房间,选择寒冷的冬季和炎热的夏季两种环境,对被动式太阳能建筑结合相变墙体的综合应用状态进行了模拟研究,获得了太阳能集热墙、相变墙体等结构的表面温度及室内温度参数,利用动态热网络分析法,建立综合考虑建筑内部舒适度的4种运行工况,通过对比分析的方法,验证了由被动式太阳能建筑结合相变墙体的实验房具有冬暖夏凉的功能。在炎热的夏季,相变墙发挥了蓄冷作用,同时太阳能集热墙的被动通风,使得实验房内白天温度较普通房有所下降;在寒冷的冬季,白天太阳能集热墙的吸热与相变材料的蓄热,使得实验房内夜晚温度较普通房有所上升,从而实现实验房冬暖夏凉的功能。     

上海地区不同建筑布局形式教室冬季室内空气环境的实测研究

对上海地区围合式与非围合式建筑形式的教室冬季室内热环境和CO_2浓度进行了实测,给出了不供暖教室的空气环境特征,分析了建筑布局形式对教室冬季室内热环境和空气品质的影响.结果表明,在上海地区,不论建筑形式如何,不供暖关窗教室热环境67.8%的时间均能满足基本热舒适要求,但空气品质恶劣,53.7%的时间CO_2浓度超过国家标准限值.在相同条件下,围合式建筑教室的较大冬季冷风渗透量使得其冬季室内温度低于非围合式建筑.     

内蒙古西部草原民居热环境分析及供暖模式

为了改善内蒙古西部草原民居冬季室内热环境和热舒适性,对内蒙古西部地区271户草原民居进行调研,分析具有代表性的典型民居在现有土暖气与落地炕供暖模式下的室内热环境状况,在典型草原民居的基础上提出南向附加阳光间、节能型吊炕及风能供热系统,利用Design-Builder软件分析内蒙古西部现有典型草原民居住宅与优化后的住宅模型2种居住模式在额济纳旗、鄂托克旗、阿拉善左旗吉兰泰镇及巴音毛道农场等地的气象参数条件下卧室和客厅的室内热环境状况。结果表明:在现有土暖气与落地炕的供暖模式下,测得该民居冬季最冷月室内平均温度为14.55℃,热舒适度平均值为-2.56;优化后的民居模型室内热环境及舒适度较典型民居均有显著的改善,4个地区最冷月平均室内温度为19.17℃,热舒适度模拟值为0.1。     

送风速度对夏热冬冷地区办公室供暖效果的影响

夏热冬冷地区在空调系统设计中一般以夏季工况为主,故可能造成冬季供暖能耗浪费且室内温度无法满足人体热舒适要求.针对上海一实际办公室在不同送风速度下对冬季室内热环境进行了实测.实测结果表明:夏热冬冷地区建筑窗墙面积比过大和送风参数的不当设置,使送风热量难以到达人员所在空间,导致室内上部与下部空间温差过大和加热过程中存在能源浪费.尽管提高送风速度不能彻底解决人体头-足温差过大的问题,但可以减小因温度分布不均匀造成的热负荷增加量,改善人体热舒适和实现节能效应.     

不同供水工况毛细管网地板辐射供暖实验研究

针对夏热冬冷地区冬季供暖问题,以空气源热泵+毛细管网地板辐射供暖系统为对象建立实验系统.实验测试并分析了供水温度分别为40℃,37℃,35℃,33℃和30℃时,不同供水工况毛细管网地板辐射供暖房间的室内空气温度、各内壁面温度的变化特性以及室内环境的舒适性.实验结果表明:在重庆地区,当毛细管网辐射面积占地面的50%,毛细管网间距为20mm,填充层厚度为50mm的豆石混凝土,面层为12mm的木质地板时,40℃,37℃,35℃,33℃和30℃供水工况稳定时的室内温度分别为18.73℃,18.06℃,17.03℃,16.09℃和15.28℃;室内热感觉(PMV)分别为-0.65,-0.82,-1.09,-1.31和-1.44;不满意百分率(PPD)分别为14%,19.08%,30.18%,40.71%和47.39%;各工况室内竖直方向和水平方向上最大温差分别为0.39℃和1.12℃.该地区供水温度≥33℃时,室内温度可满足舒适要求;供水温度≥37℃时,室内PMV和PPD满足我国热舒适评价标准,各工况毛细管网地板辐射供暖系统室内温度分布非常均匀.