云贵高原干季室内热环境参数关系研究

基于我国住宅建筑室内热环境研究的不足,以曲靖师范学院一自然通风房间为对象,对其室内温度、湿度、风速、墙面温度、地板温度、天花板温度、室外环境温度进行了为期半年的实地测试,对室内空气平均温度、平均辐射温度、PMV(predicted mean vote)值和PPD(predicted percentage of dissatisfaction)值进行了计算.为便于快捷预测和调控云贵高原干季室内热环境,利用线性回归分析法对室内外主要参数间的关系进行了讨论,获得了一些相关性较好的回归方程,在相似气候下对热环境预测和设计可供参考.     

立面阳台式太阳能热水器的性能特性

以阳台平板太阳能热水器和全玻璃真空管太阳能热水器为对象,研究太阳能集热器南立面横排和竖排放置,自然循环和强制循环对系统热性能和水箱分层的影响。结果表明,对于立面阳台式全玻璃真空管太阳能热水器,集热器横排放置比竖排放置系统循环快,热效率提高12%。对于立面阳台式平板太阳能热水器,自然循环时无论是横排放置还是竖排放置,液体循环不流畅,系统热效率均小于30%;采用强制循环能有效改善循环状况,平均进出口温差稳定,系统热效率约为63%。     

磁制冷材料Ni-Mn-Ga合金的相变与奇异热膨胀特性

Ni-Mn-Ga合金是典型的磁制冷材料,其热膨胀系数是工程设计中最重要的参数之一。为深入研究Ni-Mn-Ga合金的热膨胀特性,该文利用SEM、XRD、DSC及PPMS系统分别对合金Ni_(54+x)Mn_(19–x)Ga_(27)(x=0、0.2、0.4、0.6)的组分、结构、相变温度、磁结构转变及热膨胀特性进行试验测试。结果表明,随着Ni含量的增加,Ni_(54+x)Mn_(19–x)Ga_(27)合金的马氏体相变温度逐渐升高。当x从0.0增至0.6时,正反马氏体相变峰温TM与TA分别从257、265 K增至292、299 K。零场热应变曲线表明,Ni-Mn-Ga合金具有各向同性的热膨胀特性。马氏体相与奥氏体相的热膨胀系数分别位于8.87~16.60×10–6/K与5.21~6.26×10–6/K之间。而在马氏体相变附近,合金出现了奇异的、明显的负热膨胀行为,且升、降温过程合金的负热膨胀系数分别位于–147.54~–17.60×10–6/K与–133.30~–88.72×10–6/K之间,分别约为马氏体相的1.47~16.63倍与6.63~12.89倍。这种奇异的负热膨胀行为很可能是由于马氏体变体的成核、重取向所引起的。研究结果对磁制冷材料Ni-Mn-Ga合金热膨胀系数的调控及其工程应用具有较好的指导意义。     

云贵高原干季室内热环境参数关系研究

基于我国住宅建筑室内熟环境研究的不足,以曲靖师范学院一自然通风房间为对象,对其室内温度、湿度、风速、墙面温度、地板温度、天花板温度、室外环境温度进行了为期半年的实地测试,对室内空气平均温度、平均辐射温度、PMV(preclicted mean vote)值和PPD(predictecl percentage of djssatisfaction)值进行了计算.为便于快捷预测和调控云贵高原干季室内热环境,利用线性回归分析法对室内外主要参数间的关系进行了讨论,获得了一些相关性较好的回归方程,在相似气候下对热环境预测和设计可供参考.     

南窗和地板辐射供热对室内热环境的影响

基于室内温度计算模型和改进平面肋片模型,以昆明住宅建筑单身房间为例,考虑内热源的影响,对透过南窗之太阳辐射和地板辐射供热对室内热环境的贡献进行了计算分析.结果表明,只考虑太阳辐射时夏半年室内最高温为25℃,室内无过热现象发生.但冬半年部分月份室内温度低于16℃,未能满足室内热环境要求.对受外界环境影响较小的房间进行温控处理,将地板辐射热视为辅助热源,同时考虑南窗和地板辐射供热时,冬季室内热环境明显优于南窗对房间热环境的影响;室内温度大于17℃,高于只考虑南窗采暖时2～3℃.     

阳台壁挂式平板型太阳能热水器水量配比优化

基于温和地区9城市的典型气象数据,利用所建数学模型对阳台壁挂式平板型太阳能热水器的水量配比和太阳能保证率进行了计算,并讨论了方位角对水量配比的影响。结果显示,南向阳台壁挂式太阳能热水器春、夏、秋、冬4季和全年水量配比的取值范围分别为28～51、21～41、31～53、37～57和31～47 kg/m2。为便于应用,给出了南向阳台壁挂式太阳能热水器季均和年均水量配比与倾角间相关系数大于0.99的线性回归关系式。对于非南向阳台壁挂式太阳能热水器,季均和年均水量配比的方位角因子随方位角的增大而逐渐减小。倾角为60°～90°、方位角为10°～90°时,季均和年均水量配比的方位角因子分别位于0.57～1.00和0.72～1.00之间。方位角分别小于20°和30°时,方位角对冬季水量配比和春、夏、秋3季及年均水量配比的影响约为5%;方位角分别小于30°和40°时,方位角对上述水量配比的影响约为10%。进一步讨论发现,温和地区南向阳台壁挂式太阳能热水器的年均太阳能保证率位于0.55～0.70之间,推广应用潜力较大。     

太阳能平板集热器件纵横比与板间距优化

为减小平板集热器件边框对吸热板的遮光损失,该文应用几何光学基本原理建立了平板型集热器件平均有效吸热面积系数的数学模型。利用此模型对年均有效面积系数随集热器件纵横比、板间距、倾角、纬度的变化进行了详细分析。结果表明,年均有效面积系数随板间距的增大而减小,纵横比越大越明显;倾角小于15°或大于75°对集热器件平均有效面积系数都是不利的。为便于应用,文中给出了年均有效面积系数不小于0.90的临界板间距。鉴于对流热损失较小的合理板间距为4～6 cm,该文拟推荐合理纵横比≤2/1,北纬20°、30°、40°、50°     

阳台壁挂式太阳能集热器件遮挡因子的研究

针对太阳能集热器件与中高层建筑阳台大角度(≥60°)集成后,夏半年上层集热器件对下层集热器件的遮挡问题,该文建立了日均遮挡因子的计算模型。利用此模型对夏半年各月代表日日均遮挡因子进行了计算,并对日均遮挡因子与纬度、倾角、方位角的关系进行了深入的讨论。结果显示,夏半年各月日均遮挡因子以正南方向为最大,向东西方向呈对称分布。方位角在±20°内,日均和夏半年平均遮挡因子变化较小。随着纬度和倾角的增大,各月日均遮挡因子逐渐减小。集热器件60°与阳台集成时,北纬20°日均遮挡因子最大约为0.34;北纬35°时,日均遮挡因子≤0.087。夏半年的平均遮挡因子均小于0.173。方位角太大不利于太阳能的接收,集热器件的方位角应控制在±20°以内。为便于应用,该文给出了夏半年平均遮挡因子与方位角高相关性(R2≥0.99)的关系式。     

云南南向平板太阳能热水系统水量配比特性研究

基于平板型集热器日均能量输出模型,建立了太阳能热水系统水箱水量与集热器面积的配比模型.以云南省10个城市的典型气象数据为例,利用所建模型对太阳能热水系统的水量配比进行了计算.为便于实际应用,给出了水箱终温为60℃时各城市各季节和全年使用太阳能热水系统水量配比与倾角间相关系数大于0.999的数学关系式.进一步研究发现,这10个城市春季、夏季、秋季、冬季和全年使用太阳能热水系统集热器的最佳倾角及其对应的水量配比分别在5~15°,0~0°,29~38°,43~50°,20~30°和50~62,44~60,43~56,44~58,46~56kg/m2之间.依据供热目的的不同,可利用该研究结果对太阳能热水系统进行优化设计.     

夏热冬暖地区阳台壁挂式平板型太阳能热水器水量配比优化

基于中国夏热冬暖地区13城市的典型气象数据,利用所建数学模型对阳台壁挂式平板型太阳能热水器的水量配比、方位角因子和太阳能保证率进行了计算。结果显示,南向阳台壁挂式太阳能热水器春、夏、秋、冬4季和全年水量配比分别位于21.1~50.3、22.9~55.7、33.8~57.9、25.0~54.6和28.3~49.3 kg/m~2之间。为便于应用,该文分别给出了南向阳台壁挂式太阳能热水器水量配比与水平面日均总太阳辐射量、温升-辐射量比值、倾角间的线性关系式。对于非南向阳台壁挂式太阳能热水器,季均和年均方位角因子随方位角的增大而逐渐减小。倾角为60°~90°、方位角为10°~90°时,季均和年均方位角因子分别位于0.67~0.99和0.74~0.99之间。当方位角小于20°、30°、40°、50°时,方位角对水量配比的影响分别约为3%、7%、10%和15%。方位角位于60°~90°时,方位角对水量配比存在20%~33%左右的影响。进一步分析发现,夏热冬暖地区南向阳台壁挂式太阳能热水器的年均太阳能保证率位于0.41~0.56之间,推广应用潜力较大。