北方村镇太阳能采暖和热水供应一体化实验探究

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1、北方村镇太阳能采暖和热水供应一体化实验探究　　摘要：通过太阳能采暖与热水供应一体化系统在北方寒冷地区的实验,测试了一体化系统采暖及热水供应时,太阳能集热系统、采暖系统、辅助热源（炉灶，实验中用电加热器模拟）等部分的相关数据,并在实验中分别模拟村镇在早、中、晚使用炉灶时候对采暖系统的影响；在晴好天气太阳能对系统提供的热量；且对采暖房间与非采暖房间的室内温度进行了测试。通过实验数据分析了太阳能采暖与热水供应系统在北方寒冷地区使用应考虑的问题,并给出系统设计及运行过程中提高系统性能的有关建议,为有关设计提供依据。关键词：太阳能

2、;热水;炉灶；一体化Abstract:Throughtheexperimentinthenortherncoldregionsofthesolarheatingandhotwatersupplysystem,heatingandhotwatersupplyintegrationsystemtesting,solarheatingsystem,heatingsystem,auxiliaryheatsource(stove,experimentwithelectricheatersimulation)relateddatas

3、uchaspartoftheexperiment,andinthevillages,weresimulatedintheearlyintheeveningwhen,userangeofheating8system;solarsystemingoodweathertoprovideheat;andtheroomandnon-experimentroomindoortemperaturesweretested.Throughtheanalysisoftheexperimentaldataofthesolarheatingan

4、dhotwatersupplysystemusingtheproblemsshouldbeconsideredinthenortherncoldareas,relevantsuggestionstoimprovesystemperformanceandgivesthesystemdesignandoperationprocess,providethebasisforthedesignof.Keywords:solarenergy;hotwaterstove;integration;中图分类号：TK511文献标识码：A0绪

5、在我国北方寒冷地区的一些村镇室内温度很低，白天在保暖效果好的情况下基本维持在14左右℃[1]，而这个温度是通过火炕散热来满足的，火炕[2]的热量来源于一日三次生火做饭的余热，散热量多少与使用炉灶的时间长短而变化，因此室内温度极不稳定。室内环境得不到改善，随着村镇对太阳能的需求日益增加，除了提供生活热水外，在冬季可以作为采暖的热源之一向室内提供热量，进而改善或提高室内环境质量，是绿色环保能源的作用拓展和延伸。8目前在我国，对太阳能采暖研究较多，均以较大的集中供热为研究对象，而国内近几年也有对太阳能采暖技术进行研究的，大部分

6、都是从太阳能获得热量后储存在热水箱蓄热再向室内供热的（属于间接换热），而本文是以北方村镇住宅的小型采暖系统（土暖气）和太阳能热水系统为研究对象，以太阳能直接供热和提供生活热水的一体化系统来进行技术研究。一、实验研究系统实验地点为长春，选择一栋6层新建楼房正南朝向的顶层，面积约为60m2，如图1所示，墙体属于节能建筑，窗墙比例为1:1。用此房间模拟北方村镇住宅，测试时间为最冷的12月份。太阳能热水器为1台200L的清华紫光热水器，集热面积为2m2。生活使用的炉灶采用电加热器模拟，电加热器的加热功率为2.5kW。微动力循环泵

7、1台，功率为290W，实验原理图如图2。主要进行的实验内容是：模拟北方村镇住宅一日三餐生火做饭炉灶使用的时间向一体化系统提供的热量，炉灶使用模拟使用时间分别是早晨7:00-8:00；中午12:30-13:30；晚上6:00-7:00；连续测试22天。这期间室外温度、天气变化较大，期中晴好、阴雪天气、大雾天气分别在三个时间段占到监测天气的比例如下：同时还实验的内容有：8被监测房间的起始温度变化以及相邻房间温度比较（图3）；模拟炉灶后散热器出入口温度变化；太阳能热水器出入口温度变化以及室外温度变化（图4）。图3被测房间始、终

8、温度与邻室温度变化二、太阳能采暖与热水供应一体化的实验数据分析实验测试了在模拟北方村镇住宅使用炉灶时候，一体化系统运行前、后对室内温度对比；太阳能在晴好天气时一体化系统运行对室内温度影响程度；并在实验中分别对采暖房间与非采暖房间的室内温度进行了测试。在早晨使用炉灶时间为1小时（测试时间为7:00-8:00），在这个1