多孔太阳墙采暖房地性能测试与优化设计

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1、AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringPerforrmancetestandoptimizationdesignforporoussolarwallheatingroomCandidate:JiangWenMajor:EngineeringThermalphysicsSupervisor:Prof.LiuWeiHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.

2、R.ChinaJanuary,2012独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已标明引用的内容外，本论文不包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容

3、编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在______年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要我国有着丰富的太阳能资源，将太阳作为热源来实现建筑物的供暖是我国“节能减排”的大势所趋。本文首先介绍了多孔太阳墙采暖房的工作原理与特点，并论述了国内外的相关研究情况，而后在欧阳莉设计的新型多孔介质太阳墙的基础之上建造了一种多孔太阳墙采暖房系统。在环境温度不高于12℃的冬季，通过实验验证了该系2统有着良好的供暖能

4、力：在太阳辐射为400W/m的条件下系统有至少8℃的温升。多孔太阳墙采暖房不仅有着良好的持续供热能力，同时房间内的温差小、空气流速低，系统有着良好的舒适度；直通孔的陶瓷砖和大量使用玻璃的结构都有助于房间的采光；全新风的存在使得房间内空气质量有保证。在成功验证了多孔太阳墙采暖房良好的供暖性能后，本文提出了进一步优化设计的两个方向：（1）加载太阳能烟囱的优化设计；（2）双层楼房的多孔太阳墙采暖系统。多孔太阳墙采暖房的依靠利用风机引室外新风进入系统，为减少电能的损耗本文在多孔太阳墙采暖房屋顶的北端安装了太阳能烟囱以取代风机，太阳透过烟囱南侧的玻璃加热其内部的空气，烟

5、囱东西北侧的墙体采用具有蓄热能力的材料且外部包有绝热层，以实现对烟囱内气体持续的加热。在“浮升力”的作用下，太阳能烟囱内部的空气被加热后温度升高、密度降低，故而热空气上升形成了一种向上的抽力，帮助采暖房系统引进新风。综合考虑了优化后新系统的供暖能力、房间内的温差情况和空气流2动情况后，本文认为烟囱的横截面为5×200cm时，系统的性能最佳。为提高多孔太阳墙采暖房系统的空间利用率，本文分析了双层楼房的多孔太阳墙采暖系统在不同入口风速条件下的性能，包括有房间温升情况、房间内部的温差以及空气流动情况。本文认为在一定限度内入口风速越低，系统的供暖能力越强；同一条件下，

6、一楼房间的供暖效果要明显优于二楼；系统房间的内部温差较小，房间内空气流速较低，舒适度较好。最优的入口风速是0.9m/s。关键词：多孔太阳墙采暖房、太阳能烟囱、双层、供暖、舒适I华中科技大学硕士学位论文AbstractChinahasbigpotentialintheexploitationandutilizationofsolarenergy.Usingsolarenergyasheatsourceofbuildingheatingisthetrendofenergysavingandemissionreduction.Thispapergivesadetai

7、ledintroductiontotheworkingprincipleandcharacteristicofporoussolarwallheatingroom,discussesrelevantresearchadvancesinhomeandaboard,thenoriginatesanewporoussolarwallheatingroomsystembasedonthedesignofOuyangLi’sporoussolarwallheatingroom.Thesystemhasoutstandingheatingcapabilitydemonst

8、ratedbyaseriesofexp