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基本信息

項(xiàng)目名稱：
太陽(yáng)能熱管室內(nèi)供暖機(jī)理及其強(qiáng)化研究
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
本技術(shù)主要介紹采用熱管技術(shù)，提高傳熱效率來(lái)提高對(duì)太陽(yáng)能的利用率,同時(shí)利用熱管管殼內(nèi)呈負(fù)壓而降低工質(zhì)沸點(diǎn)的特性,使低沸點(diǎn)介質(zhì)能在太陽(yáng)光的直接照射下即可蒸發(fā),從而達(dá)到利用工質(zhì)的汽化潛熱高效利用太陽(yáng)能的目的。主要對(duì)熱管裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)及校核，并簡(jiǎn)要介紹了熱管的原理及傳熱介質(zhì)的選擇。針對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，進(jìn)行了分析及改進(jìn)，以期對(duì)太陽(yáng)能的更高效利用，達(dá)到對(duì)室內(nèi)供熱的目的。
詳細(xì)介紹：
太陽(yáng)能為一種長(zhǎng)期的、巨大的、無(wú)盡的能量源泉。而真正被人類加以利用的太陽(yáng)輻射在通過大氣層后的功率為8.1×1013kw，而真正被人類所加以利用的太陽(yáng)能功率只有7×1012kw。相當(dāng)于太陽(yáng)能總數(shù)量5%~6%，因此說太陽(yáng)能是最適合人類利用的、取之不盡用之不竭的可再生資源。如果我們可以合理利用太陽(yáng)能，就可以輕松解決當(dāng)今資源短缺的問題。 設(shè)計(jì)制造出一套以太陽(yáng)能為能量供應(yīng)來(lái)源的熱管裝置，該裝置可實(shí)際應(yīng)用在于該裝置可以將其應(yīng)用于現(xiàn)代建筑工程中，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能。裝置吸熱端安裝與室外，放熱端安裝于室內(nèi)。放熱端提供的熱量可將周圍室溫提高10℃左右。太陽(yáng)能直接搬到室內(nèi)，給冬天濕冷的室內(nèi)帶來(lái)溫暖。介質(zhì)在裝置內(nèi)循環(huán)使用，無(wú)需添加或更換。 利用低碳理念，節(jié)能、環(huán)保地實(shí)現(xiàn)家庭冬天利用低品位太陽(yáng)能為室內(nèi)供熱的效果。它不僅改善了現(xiàn)有供熱暖氣大量消耗天然氣及煤氣的缺陷，并且擴(kuò)大了太陽(yáng)能利用的范圍，使之不僅局限于熱水的單一問題，又大大降低了太陽(yáng)能建筑用于整體建筑的復(fù)雜性和高額的材料與裝修成本。切實(shí)改善以秦淮以南的中國(guó)南方地區(qū)，冬天室內(nèi)溫度較低人們生活不適的問題。

作品圖片

  • 太陽(yáng)能熱管室內(nèi)供暖機(jī)理及其強(qiáng)化研究
  • 太陽(yáng)能熱管室內(nèi)供暖機(jī)理及其強(qiáng)化研究
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作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

該項(xiàng)目利用低碳理念，節(jié)能、環(huán)保地實(shí)現(xiàn)家庭冬天利用低品位太陽(yáng)能為室內(nèi)供熱的效果。有效地在節(jié)能的基礎(chǔ)上又為家庭的舒適提供一個(gè)可行性強(qiáng)的方案。 本項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：1.在于利用太陽(yáng)能為熱管內(nèi)部介質(zhì)加熱，介質(zhì)升溫達(dá)到沸點(diǎn)溫度，沸騰氣化放出的汽化潛熱供室內(nèi)利用。2.熱管內(nèi)部為真空承受負(fù)壓狀態(tài)，介質(zhì)在此條件下沸點(diǎn)會(huì)有所降低，這樣介質(zhì)將能更容易在能量密度較低的太陽(yáng)能照射下達(dá)該沸點(diǎn)溫度。 本項(xiàng)目技術(shù)關(guān)鍵包括熱管裝置的整體設(shè)計(jì)與改進(jìn)，介質(zhì)的比較與選?。惶?yáng)能的合理收集；集熱裝置的使用范圍；裝置的真空度的提高；裝置內(nèi)部流體流動(dòng)的保障；散熱效果的保障；裝置循環(huán)動(dòng)力的設(shè)計(jì)。 本項(xiàng)目可預(yù)期技術(shù)指標(biāo)：將設(shè)計(jì)制造出一套以太陽(yáng)能為能量供應(yīng)來(lái)源的熱管裝置，該裝置可將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能，一端吸收熱量，一端放熱，放熱端可將周圍室溫提高10℃左右。介質(zhì)在裝置內(nèi)循環(huán)使用，無(wú)需添加或更換。

科學(xué)性、先進(jìn)性

目前市面上還沒有一種相對(duì)簡(jiǎn)單的太陽(yáng)能供熱設(shè)備能將太陽(yáng)能很好的吸收而達(dá)到使室內(nèi)溫度升高，以滿足冬天室內(nèi)溫度適宜的效果，并且其成本低廉，結(jié)構(gòu)輕巧。 本作品的前景為可以將其應(yīng)用于現(xiàn)代建筑工程中，將太陽(yáng)能直接搬到室內(nèi)，給冬天濕冷的室內(nèi)帶來(lái)一絲溫暖。 本項(xiàng)目現(xiàn)實(shí)意義：在于利用低碳理念，節(jié)能、環(huán)保地實(shí)現(xiàn)家庭冬天利用低品位太陽(yáng)能為室內(nèi)供熱的效果。以上海為例,上海冬天的溫度大約在5 ℃到10 ℃之間,比較寒冷,如果我們能通過合理利用太陽(yáng)能將室內(nèi)溫度提高到20 ℃左右,就完全可以解決供暖問題。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

2009年度 《太陽(yáng)能熱管技術(shù)與室內(nèi)供熱》校優(yōu)秀USRP項(xiàng)目； 2010年度 《太陽(yáng)能熱管技術(shù)與室內(nèi)供熱》第三屆全國(guó)大學(xué)生過程裝備實(shí)踐與創(chuàng)新大賽 一等獎(jiǎng)； 2011 年度 華東理工大學(xué)“奮進(jìn)杯”三等獎(jiǎng)。

作品所處階段

實(shí)驗(yàn)室階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

尚未技術(shù)轉(zhuǎn)讓

作品可展示的形式

模型 圖紙 圖片

使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

本課題的意義在于如下幾個(gè)方面體現(xiàn)：設(shè)計(jì)出的實(shí)物成品并進(jìn)行改進(jìn)，提高成品的效率，減少能耗；申請(qǐng)技術(shù)研發(fā)專利；學(xué)術(shù)論文在專業(yè)核心期刊上發(fā)表；積極參加全國(guó)大賽；成品大型化，并與相關(guān)生產(chǎn)廠家合作推廣應(yīng)用于家庭供熱系統(tǒng)。 本的課題實(shí)驗(yàn)一旦成功，將可以應(yīng)用于所有需要進(jìn)行室內(nèi)供熱的建筑中，主要用于為室內(nèi)提供能量使冬天寒冷的室內(nèi)能夠保持在舒適的居住溫度。 本課題的前景十分可觀，由于課題倡導(dǎo)節(jié)能減排，低碳生活，同時(shí)節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本，因此工程價(jià)值及經(jīng)濟(jì)價(jià)值都很高。

同類課題研究水平概述

現(xiàn)有的太陽(yáng)能產(chǎn)品以太陽(yáng)能集熱器最為主要的應(yīng)用形式。其工作原理是將太陽(yáng)的輻射能吸收，再轉(zhuǎn)化成其他形式的能量并達(dá)到傳熱的效果。其特點(diǎn)是傳熱效果不夠明顯，傳熱比不高，效率不高。 太陽(yáng)能熱水器現(xiàn)在已廣被社會(huì)所使用，它是將太能輻射通過集熱器加以吸收，再將其熱量傳遞給水，使水加熱成熱水供人類使用。太陽(yáng)能熱水器的研發(fā)已趨于完備，發(fā)展也比較成熟，世界上對(duì)其使用已有相當(dāng)多年的歷史。近幾年，我國(guó)的太陽(yáng)能熱水器利用率也不斷提高，使用相當(dāng)普及。 太陽(yáng)能建筑又可分為主動(dòng)式空間供暖建筑、主動(dòng)式太陽(yáng)能制冷建筑、被動(dòng)式供暖制冷太陽(yáng)能建筑。主動(dòng)式空間供暖建筑是大規(guī)模地利用太陽(yáng)能集熱器吸收太陽(yáng)輻射，通過供暖系統(tǒng)循環(huán)換熱，做物質(zhì)和能量交換。往往一個(gè)主動(dòng)式空間供暖建筑需要9~10平方米之多的集熱器，造價(jià)成本也較高。 現(xiàn)有的太陽(yáng)能供熱成果主要有：太陽(yáng)能集熱器、太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)能供熱房等。其中，太陽(yáng)能集熱器和太陽(yáng)能熱水器的相關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)開發(fā)成熟，并被社會(huì)所大量使用。而太陽(yáng)能房由于其成本和條件限制等原因，仍未大量投入使用。太陽(yáng)能集熱器大多用于相關(guān)設(shè)備的中間環(huán)節(jié)，其功能相對(duì)單一，即為集太陽(yáng)能熱；太陽(yáng)能熱水器基本都用在將太陽(yáng)能的熱與熱水進(jìn)行熱交換，即將水加熱供家庭日常生活使用；而太陽(yáng)能供熱房需要大量的集熱系統(tǒng)或大量的建筑材料，其設(shè)計(jì)系統(tǒng)相對(duì)比較復(fù)雜，成本并不低廉，所以暫不使用于一般家庭。 針對(duì)以上問題，我們總結(jié)出，市面上還沒有一種相對(duì)簡(jiǎn)單的太陽(yáng)能供熱設(shè)備能將太陽(yáng)能很好的吸收而達(dá)到使室內(nèi)溫度升高，以滿足冬天室內(nèi)溫度適宜的效果，并且其成本低廉，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
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