首页 > 88必威

新型变色幕墙太阳能空气集热器的热性能研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-19 00:29:15
热度:

新型变色幕墙太阳能空气集热器的热性能研究【摘要】:传统的太阳能集热蓄热墙(如Trombe墙体)由于施工简单、成本低、集热效果较好等特点而得到了较为广泛地应用,截至2004年底,中国

【摘要】:传统的太阳能集热蓄热墙(如Trombe墙体)由于施工简单、成本低、集热效果较好等特点而得到了较为广泛地应用,截至2004年底,中国北方农村地区被动式太阳房的建筑面积约达1.8x10~7m~2,每年节约折合标准煤36万吨。但是,夏季过热和难以进行维修等缺陷一直是制约这种被动式采暖方式推广应用的重要因素。为了探索解决这种问题的途径,提出一种实用新型专利产品—新型变色幕墙太阳能空气集热器(SCCF),具有冬季采暖和夏季降温的双重功能,在冬季夜间还可以加强门窗的保温作用。 本研究主要针对新型变色幕墙太阳能空气集热器在实际建筑应用中的热性能进行研究,从实测调查研究、理论模型计算与Fluent数值仿真三个角度展开,从实际到理论,从宏观到微观,循序渐进地评价了其在冬季白天对房间的采暖效果、夜晚对建筑和门窗的保温效果以及在夏季对墙体和室内环境的降温效果等;分析讨论其各个基本构件的结构尺寸、安装位置、运行状态和控制条件等因素对热性能的影响,并在此研究的基础上,提供主要设计参数值的选择依据。 经过两年多的实测调查和理论计算以及数值仿真模拟,对大量数据进行整理归类和分析讨论,主要得到的结论如下:(1)冬季SCCF进出风口空气温差最高达38℃;安装在建筑南外墙的SCCF的集热效果好于西外墙;(2)体型比(H/W)B=0.4的最大进出风口空气温差优于体型比(H/W)A=1.9,相差约13℃;增大体型比有助于提高集热器的热性能,但体型比不能过大,根据分析建议体型比为H/W=2;(3)集热板角度约80°时SCCF的进出风口空气温差比45°时高出4~7℃;百叶角度约为70°时集热器的集热效果最佳;实际设计中应保证百叶角度大于50°以获得长期高效的运行效果;(4)空气夹层厚度越小,越有助于集热;但是空气夹层厚度变化对所有热性能参数的影响很小。(5)进出风口均全开比进出风口均半开的进出风口温差低约8℃;风口尺寸大小对所有热性能参数的影响效果很明显,风口直径增大对集热效果有利;在实际工程施工或设计中,建议风口直径尺寸不应大于200mm;(6)夹层内空气体积流量是影响有效利用能或集热效率的关键因素,若为了在上述基础上强化集热效果,可以采用增大空气流量的方法,如在风口处安装风机等;(7)集热面积为5m~2的SCCF可使16m~2实验房的白天室内空气平均温度比对比房提高3℃~5℃左右;(8)SCCF在夜间可提高窗户外表面平均温度为2.1℃,起到良好的保温作用;(9)百叶集热板的变色功能有着明显的降温效果,可最大降低西墙外壁面温度4.61℃。 【关键词】:太阳能空气集热器 变色幕墙 采暖降温 热性能 集热效率
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TU832.17
【目录】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-9
  • 1 绪论9-30
  • 1.1 研究背景9-27
  • 1.1.1 太阳能空气集热器形式的发展10-15
  • 1.1.2 太阳能空气集热器的研究现状15-21
  • 1.1.3 太阳能空气集热器的建筑一体化应用21-27
  • 1.2 新型变色幕墙太阳能空气集热器(SCCF)研究课题的提出27-28
  • 1.3 本论文主要研究内容和方法28-30
  • 1.3.1 研究内容28-29
  • 1.3.2 研究方法29-30
  • 2 本研究的基础理论30-37
  • 2.1 太阳能空气集热器的热性能评价指标30-31
  • 2.2 太阳能空气集热器的宏观描述模型31-32
  • 2.3 太阳能空气集热器的微观描述模型及 CFD理论应用32-37
  • 2.3.1 微观描述模型32
  • 2.3.2 CFD方法在本研究中的理论应用32-37
  • 3 SCCF采暖降温原理37-46
  • 3.1 结构及特点37-39
  • 3.2 采暖降温模式39-44
  • 3.2.1 采暖模式39-41
  • 3.2.2 降温模式41-44
  • 3.3 热性能影响因素44-46
  • 4 SCCF采暖与降温热性能的实验研究46-69
  • 4.1 实验概述46-55
  • 4.1.1 实测民宅及实验装置46-49
  • 4.1.2 测量参数及仪器49-50
  • 4.1.3 测点布置及测试工况50-53
  • 4.1.4 光电风机运行状况实验台的搭建53-55
  • 4.2 实测结果的考察与分析55-67
  • 4.2.1 热性能影响因素55-61
  • 4.2.2 室内的采暖效果61-62
  • 4.2.3 窗户的保温作用62-63
  • 4.2.4 墙体的降温作用63-67
  • 4.2.5 光电风机转速与太阳辐射照度的关系67
  • 4.3 本章小结67-69
  • 5 SCCF传热与流动过程的理论计算与分析—冬季采暖工况69-81
  • 5.1 传热与流动宏观模型的建立69-73
  • 5.1.1 模型描述及简化69-70
  • 5.1.2 模型的建立70-73
  • 5.2 模型求解及有效性验证73-74
  • 5.3 采暖性能分析74-79
  • 5.3.1 计算参数及条件74-75
  • 5.3.2 计算结果分析75-79
  • 5.4 本章小结79-81
  • 6 SCCF夹层内空气温度场与速度场分布特性的数值仿真81-112
  • 6.1 物理模型描述81-82
  • 6.2 模拟计算及结果验证82-90
  • 6.2.1 模拟工况82-85
  • 6.2.2 模拟结果及验证85-90
  • 6.3 百叶布置方式对夹层内空气传热及流动状况的影响分析90-111
  • 6.3.1 倾斜角度90-98
  • 6.3.2 固定位置98-107
  • 6.3.3 叶片间距107-111
  • 6.4 本章小结111-112
  • 结论112-113
  • 参考文献113-117
  • 附录117-125
  • 1 降温实验工况拟定117-122
  • 2 宏观模型数学推导主要过程122-125
  • 攻读硕士学位期间发表学术论文情况125-126
  • 致谢126-127
  • 大连理工大学学位论文版权使用授权书127


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

太阳能空气集热模块热输运方式的研究    田浩

太阳能通风墙的性能研究    杨卫波,施明恒

居住建筑自然通风房间热环境模拟方法分析    王怡,刘加平

Ⅰ型太阳能空气集热器传热性能分析    夏国泉,魏琪

太阳能集热材料的光热特性研究    欧阳德来,左孝青,潘小亮,廖明顺,崔霞

圆柱阵列太阳能空气集热器的实验研究    颜军,刘晓娟,吕坤

太阳能空气集热器(Ⅰ型)的数学模型研究    林金清

交叉波形吸热板-波形底板空气集热器的盖板与波形吸热板间换热的数值模拟和分析    高文峰,林文贤,吕恩荣

寒冷地区居住建筑夏季室内热环境研究    王怡

太阳能烟囱提高室内热压通风效果的数值模拟    王丽萍

太阳能墙体在我国的应用研究初探    方轶

百叶窗式叶片形成的端部开口倾斜通道自然对流换热的数值模拟预测    范向国

湿式除尘脱硫装置内分散相运动轨迹的数值模拟    王晓瑾;

高速电弧喷枪流场模拟研究    项建海,索双富

人体热舒适研究进展    丁秀娟;胡钦华;李奎山;郑庆红;

方形卧式分离器两相流场的数值模拟    周强,程乐鸣,骆仲泱,岑可法

浊流形成条件的水动力学模拟及其在储层预测方面的作用    姜涛,解习农,汤苏林

太阳能空气集热器Ⅱ型的数学模型和数值计算    林金清,苏亚欣

危险性气体泄漏扩散数学模拟研究    王文娟;刘剑锋;

FLUENT软件的应用及其污染物生成模型分析    方海鑫,曾令可,王慧,程小苏,刘平安

CFD技术在化工机械设计中的应用    张亚军;

SMV静态混合器的数值模拟    赵建华,黄次浩

PIV技术在大尺度空间的应用研究    周艳蕊;邵长波;

太阳能空气集热器的蜂窝结构试验研究    段清彬;左然;张立平;

基于流场和结构优化的搅拌桨设计/制造集成技术研究    薛兆鹏

热管生物反应器的传递过程研究    王煜

基于数码涡旋压缩机的空调系统的研究    伍光辉

分岔动脉血管介入治疗的数值模拟和实验研究    邱霖

基于差压原理的涡街质量流量测量方法研究    黄咏梅

非对称来流条件下超燃冲压发动机隔离段气动特性研究    王成鹏

滴头分形流道设计及其流动特性的试验研究与数值模拟    李云开

建筑空间解析及传统民居的再生研究    周伟

搅拌槽内宏观及微观混合的实验研究与数值模拟    闵健

液压变压器研究    欧阳小平

余热及太阳能制冷/热泵技术研究与开发    胡艳

卫星密封舱内流动的地面模拟实验及数值计算    杨桂春

闭式布雷登循环空间太阳能热动力电源的仿真研究    陈雨

振荡流混合反应器停留时间分布的数值模拟研究    王彦伟

太阳房及其组件的热性能研究    郝改红

肺支气管内气体分布与流动的研究    赖伟

小水线面双体船粘性流数值模拟    许辉

麦汁煮沸设备的传热与流动研究    刘飞鸣

潜油离心泵流场的数值分析    应光耀

石化工业管道典型部件冲蚀破坏预测的CFD模拟研究    何秋良

中国能源安全现状及其可持续发展    张波,陈晨,刘明利,陈藻

基于通风换气对被动式太阳能采暖改进    王崇杰;薛彩霞;薛一冰;

空调蓄冷材料研究现状及其新进展    方贵银,李辉

建筑节能新技术——相变储能建筑材料    周剑敏,张东,吴科如

温室及其蓄热层中传热与流动的研究    陈威,刘伟,黄素逸

被动式太阳能采暖房数学模型及模拟计算程序——Ⅰ.直接受益型和集热墙型PSHDC(上篇)    王德芳,午锁平,喜文华

太阳能空气集热器Ⅱ型的数学模型和数值计算    林金清,苏亚欣

被动式太阳房集热部件优化选型及集热面积简易计算方法探讨    孟长再,巴特尔,马广兴

Ⅰ型太阳能空气集热器传热性能分析    夏国泉,魏琪

新建被动式太阳房冬季热性能的实验研究    孙鹏,陈滨,刘毓伟

低温热水地板辐射采暖系统的节能性分析及系统的优化设计    刘成林

太阳房及其组件的热性能研究    郝改红

太阳能集热器辅助提高日光温室地温的应用研究    王奉钦

低温地板辐射采暖数值模拟及其性能分析    周兴红

被动式太阳房室内热环境分析    张红梅

带内置卷帘特朗贝墙的热性能研究    陈星

相变墙体在北京地区的应用研究    乐海林

墙体的蓄放热特性对室内热环境调节作用的研究    陈翠英

北方地区部分小城镇建筑节能状况与节能策略的研究    苑文乾

蜂窝平板式太阳能空气集热器及太阳墙的研究    张立平

蜂窝平板太阳能集热器研制及闷晒性能实验    袁卫星,袁修干,杨春信,梅志光

等温竖平板通道自然对流端部效应的实验研究    李志信,王菲,桂业伟,过增元

竖通道自然对流变物性影响和热阻力    过增元,李志信,桂业伟

非保守力与自然对流    杨立军,任建勋,宋耀祖,过增元

网格单元形状对数值计算的影响    修荣荣,徐明海,黄善波,陶文铨

太阳能空气集热器Ⅱ型的数学模型和数值计算    林金清,苏亚欣

被动除湿太阳能房    傅正惠,陈启高

多层建筑太阳能热水系统的设计    王宏宇

分区对接网格算法的应用研究    毛枚良,邓小刚,向大平

对流换热的物理机制及其控制:速度场与热流场的协同    过增元

室内气流模拟方法比较及一种新的模拟方法研究    张国强;邹媛;Lin;Y Haghighat;F.;

自然通风设计方法研究(一)理论与方法    李晓锋;谭刚;朱颖心;

自然通风设计方法研究(二)应用实例    李晓锋;谭刚;朱颖心;

寒冷地区居住建筑夏季室内热环境研究    王怡

圆柱阵列太阳能空气集热器的实验研究    颜军,刘晓娟,吕坤

太阳能空气集热器    顾琰

V型太阳能空气集热器热过程的数值模拟    袁旭东,田玫,黄素逸,王崇琦

太阳能干燥知识讲座 第五讲太阳能空气集热器(续)    梁溥森;

拼装式太阳能空气集热器的发展与应用    张铸;

PK1570系列拼装太阳能空气集热器    张铸;

太阳能辅助烤烟    柳玉;

繁花似锦的太阳能利用装置——上海市太阳能科技成果展览会部分展品介绍    朱成名;锦茂;

两种平板空气集热器性能的研究    张珂理,陈美英,葛新石

上棉一厂青工学用太阳能    

太阳能干燥牧草空气集热板涂层试验研究    贺刚;

太阳房及其组件的热性能研究    郝改红

蜂窝平板式太阳能空气集热器及太阳墙的研究    张立平

新型变色幕墙太阳能空气集热器的热性能研究    薛静

太阳能建筑集热与储热系统的研究    苏文佳

太阳能建筑供暖和储热系统的研究    王坤

主动式太阳能空气集热—土壤蓄热温室增温系统的研究    戴巧利

具有玻璃管蜂窝盖板的太阳能空气集热器的研究    张志强

Baidu
map