石河子地区太阳能热风采暖系统与建筑一体化设计研究

【摘要】：一、目的、意义 太阳能光热利用技术是太阳能利用的一个重要方式，合理的应用它可以有效地解决能源紧张问题。太阳能热风采暖系统以其独特的优势，可以克服太阳能热水采暖系统在严寒地区投资高、抗冻差、易泄漏、采暖启动速度慢等缺点，而且更易与建筑的一体化，在建筑中有非常大的发展前景。在此前提下，本文对新疆石河子地区太阳能热风采暖系统与建筑一体化进行了研究，重点研究适合石河子地区的太阳能热风采暖系统，在减少建筑的能耗与环境污染的同时，提高建筑室内的热舒适度。 二、研究内容 本文从太阳能热风采暖利用的角度出发，对几种常用的太阳能热风利用系统：特朗贝墙体、OM太阳能系统、太阳墙系统的技术现状进行了分析，并总结了相应的设计原则；分析了石河子地区气候特点以及太阳能利用现状与要求。从而设计了两种新型的太阳能热风采暖系统，它们分别能与新疆石河子地区农村、城市的特征建筑一体化。 1.分别研究了石河子地区农村与城市特征居住建筑，它们对太阳能热风采暖利用的规划设计要求、建筑单体设计要求、围护结构设计要求以及主要采暖方式要求等； 2.对两种太阳能热风采暖系统从材料、吸收涂层、系统控制以及运行方式进行了合理的选择和设计，并结合石河子地区特征居住建筑以及特殊气候，综合设计出合适的热风采暖系统； 3.总结出系统的太阳能供暖率、建筑节能率等建筑节能参数的公式及计算方法，石河子农村地区太阳能热风采暖系统较为复杂，因此本文采用李元哲主编的《被动式太阳房热工设计手册》内公式进行计算，石河子市区太阳能热风采暖系统本文采用RETScreen软件模拟分析； 4.分别以石河子地区农村住宅和市区一栋多层特征建筑为例，进行了太阳能热风采暖系统与建筑的一体化设计，并对新建成的农村住宅149团4连示范房，进行了现场实验，研究了热风采暖系统对住宅的冬季采暖与夏季通风隔热的影响。 三、结论 1.石河子农村地区太阳房采用太阳能热风采暖系统为辅助采暖部件，附加阳光间兼门斗的形式，尽可能最大限度地利用自然能源，其采暖期太阳房的节能量23298.5×103kJ，节能率66%； 2.石河子城市地区在不改变热水热负荷的情况下，利用热风采暖系统使住宅总的供热需求减少到3MW·h，相对于50%方案（基准方案）再节能32%。从而实现《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ26－2010）的节能65%目标； 总体而言，若设计合理，在石河子地区热风采暖系统的太阳能保证率是很高的，可以在初投资较小的情况下，实现提高人民生活水平的目的，同时对建筑的节能减排工作起到良好的促进作用。 【关键词】：太阳能热风采暖系统 太阳能建筑一体化 太阳能供暖率 节能率
【学位授予单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU832.17
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 研究背景10
• 1.2 研究目的和意义10-11
• 1.3 研究对象和内容11-13
• 1.3.1 研究对象11-13
• 1.3.2 研究内容13
• 1.4 研究方案和技术路线13-15
• 1.4.1 研究方案13-14
• 1.4.2 技术路线14-15
• 第二章 国内外太阳能热风采暖系统与建筑一体化研究现状15-24
• 2.1 国外太阳能热风采暖系统与建筑一体化研究现状15-18
• 2.1.1 特朗贝墙体15-17
• 2.1.2 OM 太阳能系统17-18
• 2.1.3 太阳墙系统18
• 2.2 我国太阳能热风采暖系统与建筑一体化研究现状18-19
• 2.3 新疆地区太阳能热风采暖系统与建筑一体化研究现状19-24
• 第三章 石河子地区农村住宅太阳能热风采暖系统与建筑一体化设计研究24-48
• 3.1 利用太阳能热风采暖对石河子地区农村住宅的设计要求24-33
• 3.1.1 石河子地区农村住宅现状24-25
• 3.1.2 建筑规划设计25-26
• 3.1.3 建筑单体设计26-33
• 3.2 农村住宅太阳能热风采暖系统设计要点33-37
• 3.2.1 系统设计目标的设定33
• 3.2.2 石河子农村地区太阳能热风采暖系统设计33-36
• 3.2.3 太阳能热风采暖系统的太阳能月供暖率计算法36-37
• 3.3 工程实例37-48
• 3.3.1 工程概括37-40
• 3.3.2 该工程太阳能热风采暖系统的月太阳能供暖率计算40-44
• 3.3.3 太阳能热风采暖系统夏季对该建筑的影响分析44-48
• 第四章 石河子城镇地区太阳能热风采暖系统与建筑一体化设计研究48-60
• 4.1 利用太阳能热风采暖对石河子地区城镇住宅的设计要求48-49
• 4.1.1 石河子地区城镇住宅现状48-49
• 4.1.2 建筑单体设计49
• 4.2 针对石河子市城镇地区建筑太阳能热风采暖系统设计49-52
• 4.2.1 太阳能空气集热器设计49-52
• 4.2.2 太阳能热风采暖系统设计52
• 4.3 太阳能热风采暖方案供暖模拟计算52-60
• 4.3.1 RETScreen 软件简介52-54
• 4.3.2 模拟建筑概况54-55
• 4.3.3 RETScreen 软件参数设置55-58
• 4.3.4 RETScreen 能耗结果分析58-60
• 结论60-62
• 参考文献62-65
• 致谢65-66
• 作者简介66-67
• 导师评阅表67

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