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基本信息

項目名稱：
太陽能熱管室內(nèi)供暖機理及其強化研究
小類：
能源化工
簡介：
本技術(shù)主要介紹采用熱管技術(shù)，提高傳熱效率來提高對太陽能的利用率,同時利用熱管管殼內(nèi)呈負(fù)壓而降低工質(zhì)沸點的特性,使低沸點介質(zhì)能在太陽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能的目的。主要對熱管裝置進(jìn)行了設(shè)計及校核，并簡要介紹了熱管的原理及傳熱介質(zhì)的選擇。針對實驗的結(jié)果，進(jìn)行了分析及改進(jìn)，以期對太陽能的更高效利用，達(dá)到對室內(nèi)供熱的目的。
詳細(xì)介紹：
太陽能為一種長期的、巨大的、無盡的能量源泉。而真正被人類加以利用的太陽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能功率只有7×1012kw。相當(dāng)于太陽能總數(shù)量5%~6%，因此說太陽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能，就可以輕松解決當(dāng)今資源短缺的問題。 設(shè)計制造出一套以太陽能為能量供應(yīng)來源的熱管裝置，該裝置可實際應(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。太陽能直接搬到室內(nèi)，給冬天濕冷的室內(nèi)帶來溫暖。介質(zhì)在裝置內(nèi)循環(huán)使用，無需添加或更換。 利用低碳理念，節(jié)能、環(huán)保地實現(xiàn)家庭冬天利用低品位太陽能為室內(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。切實改善以秦淮以南的中國南方地區(qū)，冬天室內(nèi)溫度較低人們生活不適的問題。

作品圖片

  • 太陽能熱管室內(nèi)供暖機理及其強化研究
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作品專業(yè)信息

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

該項目利用低碳理念，節(jié)能、環(huán)保地實現(xiàn)家庭冬天利用低品位太陽能為室內(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可行性強的方案。 本項目創(chuàng)新點主要體現(xiàn)在兩個方面：1.在于利用太陽能為熱管內(nèi)部介質(zhì)加熱，介質(zhì)升溫達(dá)到沸點溫度，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)在此條件下沸點會有所降低，這樣介質(zhì)將能更容易在能量密度較低的太陽能照射下達(dá)該沸點溫度。 本項目技術(shù)關(guān)鍵包括熱管裝置的整體設(shè)計與改進(jìn)，介質(zhì)的比較與選取；太陽能的合理收集；集熱裝置的使用范圍；裝置的真空度的提高；裝置內(nèi)部流體流動的保障；散熱效果的保障；裝置循環(huán)動力的設(shè)計。 本項目可預(yù)期技術(shù)指標(biāo)：將設(shè)計制造出一套以太陽能為能量供應(yīng)來源的熱管裝置，該裝置可將太陽能轉(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簡單的太陽能供熱設(shè)備能將太陽能很好的吸收而達(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，將太陽能直接搬到室內(nèi)，給冬天濕冷的室內(nèi)帶來一絲溫暖。 本項目現(xiàn)實意義：在于利用低碳理念，節(jié)能、環(huán)保地實現(xiàn)家庭冬天利用低品位太陽能為室內(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。

獲獎情況及鑒定結(jié)果

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

作品所處階段

實驗室階段

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)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測

本課題的意義在于如下幾個方面體現(xiàn)：設(shè)計出的實物成品并進(jìn)行改進(jìn)，提高成品的效率，減少能耗；申請技術(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)。 本的課題實驗一旦成功，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，同時節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本，因此工程價值及經(jīng)濟(jì)價值都很高。

同類課題研究水平概述

現(xiàn)有的太陽能產(chǎn)品以太陽能集熱器最為主要的應(yīng)用形式。其工作原理是將太陽的輻射能吸收，再轉(zhuǎn)化成其他形式的能量并達(dá)到傳熱的效果。其特點是傳熱效果不夠明顯，傳熱比不高，效率不高。 太陽能熱水器現(xiàn)在已廣被社會所使用，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，世界上對其使用已有相當(dāng)多年的歷史。近幾年，我國的太陽能熱水器利用率也不斷提高，使用相當(dāng)普及。 太陽能建筑又可分為主動式空間供暖建筑、主動式太陽能制冷建筑、被動式供暖制冷太陽能建筑。主動式空間供暖建筑是大規(guī)模地利用太陽能集熱器吸收太陽輻射，通過供暖系統(tǒng)循環(huán)換熱，做物質(zhì)和能量交換。往往一個主動式空間供暖建筑需要9~10平方米之多的集熱器，造價成本也較高。 現(xiàn)有的太陽能供熱成果主要有：太陽能集熱器、太陽能熱水器、太陽能供熱房等。其中，太陽能集熱器和太陽能熱水器的相關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)開發(fā)成熟，并被社會所大量使用。而太陽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)，其功能相對單一，即為集太陽能熱；太陽能熱水器基本都用在將太陽能的熱與熱水進(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)計系統(tǒng)相對比較復(fù)雜，成本并不低廉，所以暫不使用于一般家庭。 針對以上問題，我們總結(jié)出，市面上還沒有一種相對簡單的太陽能供熱設(shè)備能將太陽能很好的吸收而達(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)簡單。
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