基於太陽能炕的主被動複合採暖的建築熱環境研究

《基於太陽能炕的主被動複合採暖的建築熱環境研究》是依託中國科學技術大學，由季傑擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於太陽能炕的主被動複合採暖的建築熱環境研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：季傑
• 依託單位：中國科學技術大學

中文摘要

針對傳統火炕常規能源消耗大、炕面溫度分布不均勻、空氣污染嚴重、安全性差、室內溫度偏低的問題，本項目將太陽能作為熱源，通過主動式熱水循環為炕提供熱量，並進一步與新型被動採暖模組結合，創新性地提出一種基於太陽能炕的主被動採暖複合系統。新型複合系統不僅降低常規能源消耗，還可提高室內整體熱環境舒適度，開拓我國北方地區太陽能光熱與建築一體化套用的新途徑，具有良好的套用前景。本項目採用數值模擬和實驗研究相結合的方法，對太陽能炕蓄熱/傳熱機理、太陽能炕面均勻溫度場的構建、被動採暖模組換熱特性、太陽能炕與被動採暖複合系統結構和運行方式最佳化，太陽能炕與被動採暖複合系統對建築熱環境的影響以及綜合性能評價方法等方面開展研究，以期為太陽能炕與被動採暖複合系統在北方農村建築的套用提供理論依據和實驗支撐。

結題摘要

本項目針對現有傳統火炕採暖中存在的能源消耗大、炕面溫度分布不均勻、空氣污染嚴重、安全性差等問題，結合太陽能採暖的優點，提出了一種空氣被動集熱與太陽能炕結合的採暖系統，旨在尋求一種節能、環保、經濟、舒適的太陽能採暖途徑。項目在合肥地區建立的熱箱實驗平台，對系統的不同運行情況進行了測試，並對不同運行模式下系統的運行效果進行了測試，以尋求最佳的運行效果；分析的系統各部分對整體採暖的影響，驗證了炕面溫度分布的均勻性。在青海實地進行了該種太陽能主被動複合採暖系統的安裝和測試，結果表明，太陽能炕夜間表面溫度可保持在27-38℃之間，空氣集熱系統可有效提高室內溫度。根據青海省互助縣的示範建築的測試情況，建立了一套理論數學模型，對整個實驗的情形進行了模擬，並與實際的運行結果進行了對比分析，驗證了模型的正確性。項目中進行的測試結果顯示，系統有著良好的集熱效率和太陽能保證率，有著較好的節能效果和經濟效益。項目完成至今，共發表了學術論文18篇，其中SCI論文12篇；授權專利5項；培養了博士生6名，碩士生2名。項目研究不僅為太陽能炕與被動採暖複合系統在北方地區的推廣套用提供理論和實驗支持，更將太陽能利用與保護和傳承我國特色的民族文化結合，有重要的研究和套用價值。