基本信息
- 项目名称：
- 太阳能热管室内供暖机理及其强化研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本技术主要介绍采用热管技术，提高传热效率来提高对太阳能的利用率,同时利用热管管壳内呈负压而降低工质沸点的特性,使低沸点介质能在太阳光的直接照射下即可蒸发,从而达到利用工质的汽化潜热高效利用太阳能的目的。主要对热管装置进行了设计及校核，并简要介绍了热管的原理及传热介质的选择。针对实验的结果，进行了分析及改进，以期对太阳能的更高效利用，达到对室内供热的目的。
- 详细介绍：
- 太阳能为一种长期的、巨大的、无尽的能量源泉。而真正被人类加以利用的太阳辐射在通过大气层后的功率为8.1×1013kw，而真正被人类所加以利用的太阳能功率只有7×1012kw。相当于太阳能总数量5%~6%，因此说太阳能是最适合人类利用的、取之不尽用之不竭的可再生资源。如果我们可以合理利用太阳能，就可以轻松解决当今资源短缺的问题。 设计制造出一套以太阳能为能量供应来源的热管装置，该装置可实际应用在于该装置可以将其应用于现代建筑工程中，将太阳能转化为热能。装置吸热端安装与室外，放热端安装于室内。放热端提供的热量可将周围室温提高10℃左右。太阳能直接搬到室内，给冬天湿冷的室内带来温暖。介质在装置内循环使用，无需添加或更换。 利用低碳理念，节能、环保地实现家庭冬天利用低品位太阳能为室内供热的效果。它不仅改善了现有供热暖气大量消耗天然气及煤气的缺陷，并且扩大了太阳能利用的范围，使之不仅局限于热水的单一问题，又大大降低了太阳能建筑用于整体建筑的复杂性和高额的材料与装修成本。切实改善以秦淮以南的中国南方地区，冬天室内温度较低人们生活不适的问题。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 该项目利用低碳理念，节能、环保地实现家庭冬天利用低品位太阳能为室内供热的效果。有效地在节能的基础上又为家庭的舒适提供一个可行性强的方案。 本项目创新点主要体现在两个方面：1.在于利用太阳能为热管内部介质加热，介质升温达到沸点温度，沸腾气化放出的汽化潜热供室内利用。2.热管内部为真空承受负压状态，介质在此条件下沸点会有所降低，这样介质将能更容易在能量密度较低的太阳能照射下达该沸点温度。 本项目技术关键包括热管装置的整体设计与改进，介质的比较与选取；太阳能的合理收集；集热装置的使用范围；装置的真空度的提高；装置内部流体流动的保障；散热效果的保障；装置循环动力的设计。 本项目可预期技术指标：将设计制造出一套以太阳能为能量供应来源的热管装置，该装置可将太阳能转化为热能，一端吸收热量，一端放热，放热端可将周围室温提高10℃左右。介质在装置内循环使用，无需添加或更换。
科学性、先进性
- 目前市面上还没有一种相对简单的太阳能供热设备能将太阳能很好的吸收而达到使室内温度升高，以满足冬天室内温度适宜的效果，并且其成本低廉，结构轻巧。 本作品的前景为可以将其应用于现代建筑工程中，将太阳能直接搬到室内，给冬天湿冷的室内带来一丝温暖。 本项目现实意义：在于利用低碳理念，节能、环保地实现家庭冬天利用低品位太阳能为室内供热的效果。以上海为例,上海冬天的温度大约在5 ℃到10 ℃之间,比较寒冷,如果我们能通过合理利用太阳能将室内温度提高到20 ℃左右,就完全可以解决供暖问题。
获奖情况及鉴定结果
- 2009年度 《太阳能热管技术与室内供热》校优秀USRP项目； 2010年度 《太阳能热管技术与室内供热》第三届全国大学生过程装备实践与创新大赛 一等奖； 2011 年度 华东理工大学“奋进杯”三等奖。
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 尚未技术转让
作品可展示的形式
- 模型 图纸 图片
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本课题的意义在于如下几个方面体现：设计出的实物成品并进行改进，提高成品的效率，减少能耗；申请技术研发专利；学术论文在专业核心期刊上发表；积极参加全国大赛；成品大型化，并与相关生产厂家合作推广应用于家庭供热系统。 本的课题实验一旦成功，将可以应用于所有需要进行室内供热的建筑中，主要用于为室内提供能量使冬天寒冷的室内能够保持在舒适的居住温度。 本课题的前景十分可观，由于课题倡导节能减排，低碳生活，同时节约经济成本，因此工程价值及经济价值都很高。
同类课题研究水平概述
- 现有的太阳能产品以太阳能集热器最为主要的应用形式。其工作原理是将太阳的辐射能吸收，再转化成其他形式的能量并达到传热的效果。其特点是传热效果不够明显，传热比不高，效率不高。 太阳能热水器现在已广被社会所使用，它是将太能辐射通过集热器加以吸收，再将其热量传递给水，使水加热成热水供人类使用。太阳能热水器的研发已趋于完备，发展也比较成熟，世界上对其使用已有相当多年的历史。近几年，我国的太阳能热水器利用率也不断提高，使用相当普及。 太阳能建筑又可分为主动式空间供暖建筑、主动式太阳能制冷建筑、被动式供暖制冷太阳能建筑。主动式空间供暖建筑是大规模地利用太阳能集热器吸收太阳辐射，通过供暖系统循环换热，做物质和能量交换。往往一个主动式空间供暖建筑需要9~10平方米之多的集热器，造价成本也较高。 现有的太阳能供热成果主要有：太阳能集热器、太阳能热水器、太阳能供热房等。其中，太阳能集热器和太阳能热水器的相关产品已经开发成熟，并被社会所大量使用。而太阳能房由于其成本和条件限制等原因，仍未大量投入使用。太阳能集热器大多用于相关设备的中间环节，其功能相对单一，即为集太阳能热；太阳能热水器基本都用在将太阳能的热与热水进行热交换，即将水加热供家庭日常生活使用；而太阳能供热房需要大量的集热系统或大量的建筑材料，其设计系统相对比较复杂，成本并不低廉，所以暂不使用于一般家庭。 针对以上问题，我们总结出，市面上还没有一种相对简单的太阳能供热设备能将太阳能很好的吸收而达到使室内温度升高，以满足冬天室内温度适宜的效果，并且其成本低廉，结构简单。
