太陽能自動控溫屋設(shè)計與實驗【摘要】21世紀(jì)是能源的世紀(jì)，在經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)的農(nóng)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(fèi)的，太陽能熱水器利用陽光照射產(chǎn)生熱量并將其貯存在水里，我們能否也利用光照產(chǎn)生的熱量來實現(xiàn)室內(nèi)的冬暖夏涼呢由此經(jīng)反復(fù)研究我設(shè)計出了太陽能自動控溫屋的原理圖?！娟P(guān)鍵詞】太陽能，冬暖夏涼實驗設(shè)計原理及構(gòu)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(chǎn)生熱量，加熱產(chǎn)熱室內(nèi)空氣，產(chǎn)熱室內(nèi)空氣受熱密度變小上升，通過通氣孔進(jìn)入主房屋內(nèi)并將住房屋內(nèi)的冷空氣排出，室外的空氣又會進(jìn)入產(chǎn)熱室內(nèi)，實現(xiàn)不斷循環(huán)，并保持熱空氣始終由產(chǎn)熱室進(jìn)入主房屋，既保持主房屋內(nèi)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(chǎn)生熱量，加熱產(chǎn)熱室內(nèi)空氣，產(chǎn)熱室內(nèi)空氣受熱密度變小上升，通過通氣孔排出產(chǎn)熱室并利用虹吸作用將主房屋內(nèi)的空氣吸到產(chǎn)熱室內(nèi)，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(nèi)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(zhǔn)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(shè)計及操作（一）用模型模擬冬季控溫屋升溫過程（此時本地正值冬季，在室外進(jìn)行）1將模型按圖示放置測得模型內(nèi)溫度T0，模型外溫度T0。215分鐘后測得模型內(nèi)溫度T1，模型外溫度T1。345分鐘后測得模型內(nèi)溫度T2，模型外溫度T2。4兩小時后測得模型內(nèi)溫度T3，模型外溫度T3。（2）用模型模擬夏季控溫屋降溫過程（在室外進(jìn)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(nèi)溫度T0，模型外溫度T0。215分鐘后測得模型內(nèi)溫度T1，模型外溫度T1。345分鐘后測得模型內(nèi)溫度T2，模型外溫度T2。4兩小時后測得模型內(nèi)溫度T3，模型外溫度T3。實驗數(shù)據(jù)采集匯總實驗結(jié)論太陽能自動控溫屋能對室內(nèi)溫度起一定的調(diào)節(jié)作用，而且對室內(nèi)溫度調(diào)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(qiáng)調(diào)節(jié)作用越強(qiáng)（在模擬夏季實驗中由于冰水混合物受時間影響T0T0T0T1T1T1T2T2T2T3T3T3平均溫差模擬冬季550855258628531875模擬夏季16160121641116514162275而升溫導(dǎo)致T3的數(shù)值較?。?，若配合其他相應(yīng)控溫裝置（如空調(diào)，電暖氣等）效果更好。反思此控溫屋還可以通過以下方式進(jìn)行改進(jìn)以增進(jìn)其控溫程度1在集熱室前鋪設(shè)反光裝置（要適量防止引發(fā)火災(zāi)），增高集熱室內(nèi)溫度。2將集熱體做成百葉窗式（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(jìn)入主房屋內(nèi)的溫度。參考文獻(xiàn)董國華孟憲起中學(xué)生課