太陽能自動控溫屋設計與實驗

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1、太陽能自動控溫屋設計與實驗【摘要】21世紀是能源的世紀，在經濟不發(fā)達的農村人們因為貧困不得不忍受夏天的炎熱和冬天的寒冷。太陽對每個人來說是都是免費的，太陽能熱水器利用陽光照射產生熱量并將其貯存在水里，我們能否也利用光照產生的熱量來實現(xiàn)室內的冬暖夏涼呢？由此經反復研究我設計出了太陽能自動控溫屋的原理圖?！娟P鍵詞】太陽能，冬暖夏涼實驗設計原理及構想：原理圖如圖所示（一）冬季升溫理論過程：通過開閉通氣孔如圖所示，陽光照射集熱體產生熱量，加熱產熱室內空氣，產熱室內空氣受熱密度變小上升，通過通氣孔進入主房屋內并將住房屋內的冷空氣排出，室外的空氣又會進入產熱室內，實現(xiàn)不斷循環(huán)，并保持熱空

2、氣始終由產熱室進入主房屋，既保持主房屋內溫度高于室外由保證了空氣的流通。（二）夏季降溫理論過程：通過開閉通氣孔如圖所示，陽光照射集熱體產生熱量，加熱產熱室內空氣，產熱室內空氣受熱密度變小上升，通過通氣孔排出產熱室并利用虹吸作用將主房屋內的空氣吸到產熱室內，此時房屋背陰處的冷空氣又被吸到主房屋，由此實現(xiàn)循環(huán)，既保持主房屋內溫度低于室外由保證了空氣的流通。實驗過程及操作：實驗準備：用廢紙箱，白紙（在箱體上糊白紙，以減小陽光直射對箱體溫度造成影響），透明膠，雙面膠，塑料膜等做成太陽能自動控溫屋模型（如圖）。實驗儀器有溫度計（兩支），鐘表等。實驗設計及操作：（一）用模型模擬冬季控溫屋

3、升溫過程（此時本地正值冬季，在室外進行）1.將模型按圖示放置測得模型內溫度T0，模型外溫度t0。2.15分鐘后測得模型內溫度T1，模型外溫度t1。3.45分鐘后測得模型內溫度T2，模型外溫度t2。4.兩小時后測得模型內溫度T3，模型外溫度t3。（二）用模型模擬夏季控溫屋降溫過程（在室外進行）1.將模型按圖示放置并在模型后通氣孔周圍用塑料袋放置冰水混合物（模擬夏天房屋背陰處相對低溫環(huán)境），測得模型內溫度T0，模型外溫度t0。2.15分鐘后測得模型內溫度T1，模型外溫度t1。3.45分鐘后測得模型內溫度T2，模型外溫度t2。4.兩小時后測得模型內溫度T3，模型外溫度t3。實驗數(shù)據(jù)

4、采集匯總：T0t0△t0T1t1△t1T2t2△t2T3t3△t3平均溫差模擬冬季55085.52.58628531.875模擬夏季161601216411165141622.75實驗結論:太陽能自動控溫屋能對室內溫度起一定的調節(jié)作用，而且對室內溫度調節(jié)程度不隨時間的變化而變化，而是受光照的影響較大，光照越強調節(jié)作用越強（在模擬夏季實驗中由于冰水混合物受時間影響而升溫導致△t3的數(shù)值較?。?，若配合其他相應控溫裝置（如空調，電暖氣等）效果更好。反思：此控溫屋還可以通過以下方式進行改進以增進其控溫程度：1.在集熱室前鋪設反光裝置（要適量防止引發(fā)火災），增高集熱室內溫度。2.將集熱

5、體做成百葉窗式（如圖），通過改變角度加大陽光利用率。3.在冬季可以只開如圖的通氣孔，實現(xiàn)空氣的持續(xù)加熱。在夏季可以在屋后種樹（植物的蒸騰作用可以降溫），降低進入主房屋內的溫度。參考文獻：董國華孟憲起《中學生課外讀物寶典：物理百科》中國經濟出版社2009.07.01太陽能自動控溫屋設計與實驗山東省淄博市沂源縣燕崖中學四年級一班程磊東指導教師翟乃超