夏热冬冷地区高层住宅太阳能热水应用研究

【摘要】：能源是人类赖以生存的物质基础,而地球上化石能源储量极为有限。在我国,建筑业已成为国民经济的支柱产业之一,每年新增建筑面积约20亿m2,比所有发达国家一年建成的建筑面积总和还要多。建筑业、交通运输业和工业一直是三大耗能大户,而建筑能耗约占总能耗的三分之一。近些年,在政府节能减排政策的强力推动下,我国建筑节能事业以及可再生能源建筑应用得到了跨越式发展。太阳能热水应用技术是目前太阳能利用中相对成熟的技术形式。太阳能热水系统正广泛应用于低层和多层建筑,但在高层建筑中应用较为缓慢。高层住宅是我国城市化建设的必然选择,如何促进太阳能与高层住宅建筑一体化技术发展,推广太阳能热水系统在高层住宅建筑中规模化应用是本文研究的最终目的。 本文首先对夏热冬冷地区区域范围及气候特点做简要分析,作为非采暖地区,空调能耗和热水显然成为住宅建筑能耗主要构成部分,居民多消耗电能换取室内热舒适度。从建筑整体规划设计、单体建筑设计探讨建筑节能技术,利用Dest-h能耗模拟软件重点分析建筑外墙和窗对建筑能耗的影响。研究显示,住宅建筑节能不仅需要做好围护结构的保温隔热性能,更需要采用太阳能进行“开源”。 其次,本文对太阳能热水系统进行细致分类,理论分析太阳能热水系统集热器的运行原理和效率。基于传热理论分析太阳能热水系统热损组成。根据家用太阳能热水器实际应用中所暴露的问题,提出一种在相同条件下能够将真空管太阳能热水器的真空集热器内驻留的热水全部排空并加以利用,从而提高太阳能使用效率的设计方案。从适合高层住宅的太阳能热水系统形式方面剖析了每种形式在设计时需要注意的关键问题,包括分散供热系统与建筑的结合形式、管道预留及日照分析问题；集中供热系统的设计关键项。 最后,本文对安庆市某高层住宅小区太阳能集中供热项目进行实例研究。通过对该项目现场测试,分析整套系统的集热性能和水箱保温性能,建立太阳能热水建筑应用评价体系,对该工程进行评价,内容包括：项目全年太阳能保证率、项目常规能源替代量、项目费效比、经济效益和环境效益,同时对该工程太阳能热水系统的用水量和用电量进行动态监测,分析太阳能热水系统的节能效益。 【关键词】：夏热冬冷地区 高层建筑 太阳能热水系统 Dest-h
【学位授予单位】：安徽建筑工业学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TU822;TU18
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 插图清单12-14
• 表格清单14-15
• 第一章 绪论15-27
• 1.1 论文选题的背景15-16
• 1.2 国内外太阳能建筑应用的现状16-18
• 1.2.1 国外太阳能建筑应用的现状16-17
• 1.2.2 国内太阳能建筑应用的现状17-18
• 1.3 夏热冬冷地区区域气候特点与太阳能资源分析18-21
• 1.3.1 夏热冬冷地区的气候特点20
• 1.3.2 夏热冬冷地区太阳能资源分析20-21
• 1.4 高层住宅建筑太阳能热水应用现状分析21-22
• 1.5 论文的研究内容和框架22-25
• 1.5.1 论文研究的主要内容22-24
• 1.5.2 论文研究框架24-25
• 1.6 研究方法25-27
• 1.6.1 文献阅读25
• 1.6.2 调查与测试25
• 1.6.3 计算与分析25-27
• 第二章 夏热冬冷地区住宅建筑能耗现状及节能技术分析27-37
• 2.1 夏热冬冷地区住宅建筑能耗构成27
• 2.2 政府高度重视建筑节能27-28
• 2.3 住宅建筑节能关键技术分析28-34
• 2.4 建筑节能与太阳能建筑一体化34-35
• 2.5 本章小结35-37
• 第三章 太阳能热水系统性能分析及优化设计37-51
• 3.1 太阳能热水系统分类37-39
• 3.1.1 按系统的特征进行分类37-39
• 3.1.2 其他分类方法39
• 3.2 太阳能热水系统集热效率分析39-44
• 3.2.1 太阳辐射39-42
• 3.2.2 集热原理42
• 3.2.3 集热效率42-44
• 3.3 太阳能热水集热系统热损分析44-46
• 3.3.1 水箱散热损失44-45
• 3.3.2 连接管道散热损失45-46
• 3.4 太阳能热水系统效率分析46-47
• 3.5 太阳能热水系统优化设计47-49
• 3.6 本章小结49-51
• 第四章 高层住宅太阳能热水一体化技术应用关键问题研究51-67
• 4.1 高层太阳能热水系统的设计方案51-53
• 4.2 分散供热系统设计关键问题研究53-56
• 4.2.1 与建筑结合方式53-54
• 4.2.2 管道预留问题54-55
• 4.2.3 日照条件分析55-56
• 4.3 集中供热热系统设计关键问题研究56-64
• 4.3.1 与建筑结合方式57-60
• 4.3.2 集热器的选型60-61
• 4.3.3 太阳能集热面积计算61-62
• 4.3.4 太阳集热器的安装62-63
• 4.3.5 蓄热水箱设计63
• 4.3.6 系统水泵设计63-64
• 4.3.7 辅助能源加热系统设计64
• 4.4 本章小结64-67
• 第五章 高层住宅太阳能热水工程应用技术实例研究67-85
• 5.1 项目基本情况67-68
• 5.2 太阳能热水系统技术特点68-69
• 5.3 太阳能热水工程评价69-78
• 5.4 项目能耗监测78-83
• 5.5 本章小结83-85
• 结论85-87
• 参考文献87-91
• 致谢91-93
• 作者简介及读研期间主要科研成果93

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