石河子农村地区被动式太阳能空调系统设计研究

【摘要】：新疆石河子属于典型的严寒地区,是国家节能政策的重要实施区域。本文以被动式太阳房为研究对象,结合地域特点,提出适合石河子农村地区的一种微调型被动式太阳能空调建筑设计方案。相对于传统的太阳房,本系统增设了地下室作为短期蓄热和热交换空间,以降低室内温度波动,提高热舒适度。为验证设计方案的可靠性,基于前期的设计思路,结合课题组前期在石河子农试场一连建立的1:1实验房模型,对其进行了热工测试等实验研究。继实验研究后,采用Fluent对实验房的冬季和夏季的热工工况进行软件模拟,以弥补实验测试数据的空间分布全面性不足的缺点。再对前期设计方案进行优化设计:在墙体内设计微调呼吸毛细管道系统,并利用新型太阳能空气集热器和活动的节能保温窗帘,达到理想的通风模式。主要取得的研究成果如下:(1)提出了一种适合于石河子农村地区的被动式太阳能空调系统与建筑一体化的设计方案。(2)实验房测试结果表明,夏季实验房室温低于对比房室温约2.9-5.3℃;冬季实验房室温高于对比房室温约2-3℃;实验房内主要房间室内室温日波动范围为2℃。(3)分析实验测试结果得出,普通房屋采暖期从每年10月中旬到次年4月中旬共6个月,该实验房可以缩短采暖期1.5-2个月,节能效果显著。(4)运用数值模拟的方法来研究被动式太阳能空调系统室内的热工环境,通过分析实验房室内温度场和速度场的详细分布情况,得出优化后的微调型被动式太阳能空调与建筑一体化应用系统。 【关键词】：被动式太阳能空调系统 方案设计 实验研究 数值模拟 可视化
【学位授予单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU831.74
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 前言8-9
• 1.2 研究现状9-12
• 1.3 国内外研究现状引发的思考12
• 1.4 研究内容及方法12-14
• 1.5 技术路线14-15
• 第二章 石河子农村地区民用建筑现状调研15-23
• 2.1 石河子农村地区的气候特征分析15-16
• 2.2 石河子农村地区民用建筑被动式太阳能空调系统适应性分析16
• 2.3 石河子农村地区居住建筑现状调研资料分析16-19
• 2.4 室内热环境分析19-22
• 2.5 小结22-23
• 第三章 被动式太阳能空调系统与建筑一体化设计23-32
• 3.1 被动式太阳能空调系统与建筑一体化设计思路23-24
• 3.2 石河子农村地区被动式太阳能空调系统设计24-27
• 3.3 被动式太阳能空调系统与建筑一体化设计方案27-31
• 3.4 小结31-32
• 第四章 被动式太阳能空调系统实验房测试32-46
• 4.1 实验房概况32-35
• 4.2 实验房夏季降温实验研究35-39
• 4.3 实验房冬季采暖实验研究39-45
• 4.4 小结45-46
• 第五章 软件模拟及可视化后处理研究46-67
• 5.1 软件简介46
• 5.2 仿真模型的建立及基本边界条件设置46-52
• 5.3 运用Fluent迭代计算52-54
• 5.4 可视化后处理54-59
• 5.5 通过可视化结果优化设计方案59-66
• 5.6 小结66-67
• 第六章 结语67-69
• 6.1 结论67
• 6.2 发展前景及展望67-69
• 参考文献69-72
• 作者简历72-73
• 致谢73-74
• 附录 1 既有民用居住建筑基本情况调查表74-75
• 附录 2 住户调查表75-77
• 附件77

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