零消耗被动式太阳能房系统设计与研究

【摘要】：本文在综合分析太阳能热利用的基础上，根据被动式太阳房的特点，设计了一种附加阳光间式被动式太阳能房，该太阳能房主要包括采暖供热系统、通风制冷系统和太阳能热发电系统等三个子系统。 除了依靠建筑自身的供暖外，还利用太阳能季节性地下储热系统储存的太阳热能加热太阳房内地板，以辐射散热的形式提高室内温度。同时，利用Fluent软件对辅助热源系统的作用下室内热环境的变化情况进行模拟分析并得出，以地板辐射供热的形式作为辅助加热形式，可使人体在正常活动的区域里，室内的温度保持相对舒适，而且室内空气流速较低，不会出现尘土飞扬的现象。由于传统资源的有限而使得常规发电形式存在不足，因此，在节能的基础上，利用太阳能热发电系统作为太阳房的供电系统。 本文采用以太阳能烟囱热压强化自然通风的形式为主导，并辅以太阳能吸附式制冷系统，改善夏季室内过热的问题，从而可保证夏季室内的热舒适性。利用CFD软件对“烟囱效应”下室内热环境的变化情况进行模拟分析得，在太阳能烟囱的作用下，室内的温度略有升高，但是却加速了室内外空气的交换次数使得室内的湿热环境得以改善，且与无太阳能烟囱时相比，有太阳能烟囱作用时更有利于室内湿热空气的排出。因此，在太阳能烟囱作用下夏季室内的闷热环境可得到较为明显的改善，提高室内人体的舒适性。 本文对所设计的被动式太阳房内各个系统能耗及运行经济性进行理论分析，并得出在各个季节的能耗指标均可达到建筑能耗指标，且可满足太阳房在采暖期的供暖需求，可达到节能的目的，同时具有一定的运行经济性和可行性。 【关键词】：被动式太阳房 能量衡算 运行性能 太阳能烟囱 自然通风 储能系统
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TU832.17
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 太阳房类型10-12
• 1.3 国内外研究现状12-16
• 1.3.1 国内研究现状12-13
• 1.3.2 国外研究现状13-15
• 1.3.3 存在问题15
• 1.3.4 研究意义15-16
• 1.4 主要研究内容16-17
• 2 太阳房结构设计17-29
• 2.1 太阳房房体结构及材料选择17-19
• 2.1.1 太阳房房体结构17-18
• 2.1.2 太阳房房体材料18-19
• 2.2 被动式太阳房结构构成19-28
• 2.2.1 太阳能烟囱强化自然通风19-21
• 2.2.2 制冷系统21-23
• 2.2.3 辅助热源系统23-26
• 2.2.4 太阳能热发电系统类型及应用26-28
• 2.3 本章小结28-29
• 3 太阳房能耗及性能分析29-49
• 3.1 太阳房内能耗分析29-33
• 3.1.1 太阳房内耗电量29-30
• 3.1.2 太阳房内耗热量30-33
• 3.1.3 太阳房内能耗分析33
• 3.2 太阳房南窗得热量33-38
• 3.2.1 通过玻璃日射得热量的一般算法及公式34-36
• 3.2.2 南窗辐射得热量36-38
• 3.3 太阳能集热器选型及相关计算38-45
• 3.3.1 太阳能集热器38-39
• 3.3.2 平板型集热器39
• 3.3.3 集热器的基本能量方程39-41
• 3.3.4 集热器效率计算公式41-43
• 3.3.5 平板型集热器面积43-45
• 3.4 辅助热源供能分析45-47
• 3.5 太阳房的性能分析47-48
• 3.5.1 太阳房的热性能评价47
• 3.5.2 太阳房经济性评价47-48
• 3.6 本章小结48-49
• 4 太阳能烟囱强化自然通风对室内热环境的影响49-69
• 4.1 太阳能烟囱强化通风的研究现状49-51
• 4.1.1 国内研究现状49-50
• 4.1.2 国外研究现状50
• 4.1.3 存在问题50-51
• 4.2 自然通风原理分析51-55
• 4.2.1 热压作用下的自然通风52-53
• 4.2.2 风压作用下的自然通风53-54
• 4.2.3 风压与热压作用下的自然通风54-55
• 4.3 模型建立及边界条件的确定55-59
• 4.3.1 流体流动控制方程56-57
• 4.3.2 物理模型的建立57
• 4.3.3 数学模型及边界条件的确立57-59
• 4.4 数值模拟及结果分析59-67
• 4.4.1 太阳能烟囱作用下对室内热环境的模拟59-62
• 4.4.2 太阳能烟囱热压对室内热环境影响的结果分析62-65
• 4.4.3 有无太阳能烟囱时室内热环境的对比分析65-67
• 4.5 本章小结67-69
• 5 储热系统及制冷系统性能研究69-82
• 5.1 储热系统对室内热环境的影响69-77
• 5.1.1 辐射热传递过程69-70
• 5.1.2 辐射换热模型的确定70-71
• 5.1.3 数学计算模型的确定71-73
• 5.1.4 模拟结果及分析73-77
• 5.2 太阳能吸附式制冷系统的热力分析77-81
• 5.2.1 吸附式制冷循环78-79
• 5.2.2 吸附式制冷系统在热力循环过程中的热力计算79-81
• 5.3 本章小结81-82
• 6 总结与展望82-86
• 6.1 主要结论与创新点82-85
• 6.1.1 主要结论82-84
• 6.1.2 创新点84-85
• 6.2 展望85-86
• 参考文献86-91
• 致谢91-92
• 攻读硕士期间发表的论文92-93

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

平板集热器与建筑一体化的应用展望    杨庆;丁昀;马东华;关宏迅;班云霄;陈海;

被动式太阳房的应用与分析    王刚;曹经;

节能技术在德国太阳能示范小区的应用    李开春;

石蜡熔化蓄热的实验研究    谢望平;朱冬生;汪南;剧霏;

被动式太阳房——绿色节能与建筑艺术的完美结合    杨扬;

的计算及应用    仵浩;华贲;

严寒地区被动式太阳房玻璃窗的节能设计    翁思娟;郑茂余;白天;

设有季节性储热系统太阳房的经济性分析    王金萍;唐汝宁;

被动式太阳房的降温研究    张志强;张耀华;苏文佳;李平;

平板型集热器性能实验及改进措施    万翼;陈宁;张伟;肖东;

西藏太阳能与水源热泵联合供暖应用研究    程建国

供暖育雏舍与育雏箱耦合系统热特性与节能技术研究    黄勇

太阳能烟囱自然通风效果实验与设计方法研究    郝彩侠

太阳能吸附式制冷吸附床的设计及数值模拟    李秋英

新型乡村节能住宅研究及能耗分析    吕秀焱

建筑相变材料保温性能试验研究    王京平

长江流域城市住宅阳光利用方式及策略研究    张棘

地下建筑热工环境的数值分析研究    赵敬源;邱永亮;

夏热冬暖地区中庭的天窗型式与耗能    彭小云;

陶粒湿屋面传热过程的有限元解法    杨红霞;戴天兴;崔保龙;吴小强;

四川省被动式太阳房气候分区探讨    祁清华;冯雅;谷晋川;

夏热冬暖地区中庭玻璃能耗分析    彭小云;

厚板坯连铸结晶器流场数值模拟    郭大勇;关勇;贾洪明;张晓光;齐兵;

连铸坯凝固过程中传输现象基础知识系列讲座 第十三讲 连铸结晶器中钢液流动的研究    张富强,王久彬

日光温室采光与下挖深度优化设计    李霞;于贤昌;艾希珍;李清明;

户用PV系统设计    牟志平;

太阳能地板辐射采暖系统的应用研究    贺立三;刘振波;高林朝;高艳军;

内置转子套管换热器的实验及数值模拟研究    张震;杨卫民;阎华;丁玉梅;

集热蓄热墙式太阳房的室内环境模拟分析    沈娇;李德英;

太阳能空气集热器传热性能实验研究    魏琪;赵俊;

三种侧送风方式下室内气流组织的数值模拟与分析    高峰;李玉海;

太阳能保温猪舍的结构设计与效益分析    高殿义;王树仁;于飞;袁玉明;姜兆鸿;夏平彦;

二次回风空调系统的分析    王翠华;寇丽萍;战洪仁;张先珍;王立鹏;孙国永;

直流变频分体式空调简易设计    张其明;高亚南;张风琴;郑枫;

蒸发冷却与机械制冷复合高温冷水机组分析    白延斌;黄翔;孙铁柱;文力;

水蒸汽再压缩热泵系统的性能分析    赵博;马国远;许树学;

旋转磁场下纳米磁流体强化氨水鼓泡吸收的实验研究    李增扬;武卫东;刘四美;陈盛祥;丁澎;

燃气轮机双燃料燃烧室流场及污染排放数值研究    穆勇

有壁面质量注入通道流体动力学典型问题分析    王革

近地/海运动过程中的空气动力学分析    顾璇

甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究    高晓阳

光伏跟踪系统智能控制方法的研究    徐晓冰

注射成型过程中多相聚合物相形态演变的建模与模拟    刘芬

重载组合列车牵引及制动系统的试验与仿真研究    张波

湿热地区通信基站建筑节能设计策略与技术    陈沂

基于场协同原理的车用冷却系统流动传热耦合分析与结构优化    黄钰期

选择性非催化还原与先进再燃技术的实验及机理研究    吕洪坤

局部通风掘进工作面换热系数计算方法研究    张艳利

热电厂能量利用与节能技术改造研究    李华

煤化工气液固多相流管道磨蚀机理及仿真预测研究    包金哲

蜂窝板传热元件的性能研究    姜逢章

河南太阳能热水器与住宅一体化设计研究    刘磊

基于ANSYS的离心压缩机主要零件建模和受力分析    谷骁勇

多级压气机三维流场数值模拟研究    魏国亮

基于HLA船舶仿真系统设计和时间管理技术研究    董广宇

多功能燃烧弹的研究    田文凯

喷水推进泵流场数值模拟分析    舒春英

稻草砌块砖建造草砖房的结构工艺探讨    吴朗;况青梅;

严寒地区节能型村镇能源规划    王婧;张旭;燕乃英;

地源热泵—供热空调特性及技术经济分析    许淑惠,邢云绯

太阳能热水供应的现状与发展    韩晶,石久胜,高云峰

上海中心城区住宅日照间距等规定刍议    李振宇

我国可持续发展中的能源问题    戴彦德

屋顶“平改坡”后节能问题分析    董海荣,闫增峰,刘加平

对北方农村建筑节能技术的一些探讨    赵月,吕迁

太阳能热水器与建筑一体化概述    焦青太;

提高建筑外窗节能效果的对策与措施    卢文英

相变贮能新风机组可行性分析    康艳兵;张寅平;江亿;

自然通风设计方法研究(一)理论与方法    李晓锋;谭刚;朱颖心;

畜禽场空气净化技术研究    何晴

中国南方地区夏季猪舍降温效果的实验研究    邵燕华

夏热冬暖地区居住建筑热工性能及能耗的模拟分析    邹源

设置开孔折流板通道内的换热及流动特性研究    郑慧凡

太阳能烟囱提高室内热压通风效果的数值模拟    王丽萍

有机蓄热相变材料的热化学研究    付江辉

太阳能烟囱自然通风效果实验研究    荆海薇

山东半岛地区乡村住宅居住环境设计研究    葛翠玉

陕南地区居住建筑围护结构适宜性节能构造技术研究    屈万英

居住建筑围护结构节能分析与工程实践    吴彻平

在这座小镇上——坊狮泉河镇太阳房    张捷

三进泉吉太阳房    郑敏樟;

试论太阳房在我国的发展前景    李英才,李苏兰,王玉生

太阳房平面设计初探（续）    汤先祥

教室改建太阳房实用技术    马志英，张新平

斩断冻土层——太阳房地下保温杂谈    益希卓玛

辅助热源式太阳房的热工计算分析    岳峰,高林朝,袁超,王方,朱金陵

太阳房实用技术讲座（5）    王恒一

太阳房的夏季防热措施    滕子静!河北

国内典型太阳房实例    王恒一

太阳房系统的研究进展    刘宇宁;

国内外太阳房应用比较    高智勇;石荣珺;李德英;

人类建筑史上的大革命    益希卓玛;

“南宁日本友好太阳房”设计和夏季热性能分析    郭兵;杜晖;王明真;胡东南;

太阳能综合试验房技术    江猛;舒水明;胡新华;丁国忠;吴一梅;

特郎勃墙式太阳房的室内环境模拟分析    沈娇;李德英;

太阳能建筑与生态楼    俞善庆;

高寒地区附加阳光间式太阳房的节能分析    芦潮;唐汝宁;

被动式太阳能集热蓄热墙对室内湿环境调节作用的研究    陈滨;孟世荣;陈会娟;陈星;孙鹏;丁颖慧;

黄河流域太阳能教学楼的研究与试验    李国胜;李淑兰;

珠峰脚下居民有望住上“太阳房”    陈萍

高原“太阳房”改善青海牧民居住条件    孝黎

珠峰脚下的藏族居民有望住上“太阳房”    记者任丽梅

我国首座“太阳房”在常州天合公司研制成功    安文

宁夏农民住进节能太阳房    记者 张唯

舒适的太阳能住宅    玉舟

农民盖房莫求高求大    崔京华

辽宁城乡居民开始享受“阳光”生活    本报记者 遆红

卫生部将投入27亿元推广被动式太阳房    张一萌

辽宁阜新农民刘兴山研制成功多功能组合式太阳房    何岩 和平

零能耗太阳能住宅原型设计与技术策略研究    杨向群

30平米太阳房能量系统理论与实验研究    江猛

25m~2太阳房地板采暖系统理论与实验研究    苗家将

零消耗被动式太阳能房系统设计与研究    井光娥

综合应用太阳能强化建筑自然通风供暖效果的设计和优化研究    张宁

西北高寒地区太阳能储热系统的研究    芦潮

太阳房墙窗传热特性优化研究    孔春辉

太阳房及其组件的热性能研究    郝改红

基于定时气象数据下的太阳房设计用气象参数研究    姜丝拉夫

关中乡村住宅太阳能利用适宜模式应用研究    胡艳丽

寒冷地区农村太阳能住宅研究    吴皓俊