深圳市太阳能热水系统与建筑集成设计的研究.pdf

重庆大学
硕士学位论文
深圳市太阳能热水系统与建筑集成设计的研究
姓名:刘鹏
申请学位级别:硕士
专业:供热、供燃气、通风及空调工程
指导教师:何天祺;刘俊跃
20061001
要摘随着能源紧缺对我国国民经济发展带来的严重威胁,社会各界普遍重视对新能源和可再生能源的开发应用。其中太阳能热水系统堪称技术最为成熟,经济最具竞争力,应用最为广泛,产业化发展最为迅速的太阳能光热利用技术。太阳能热水系统与建筑一体化设计将为太阳能的利用开辟更广阔的空间,同时也能够为建筑开源节流。深圳市经济水平较高,人口密集,对生活热水的需求量大;同时深圳地处夏热冬暖地区,太阳辐射资源相对丰富;此外,城市中建筑形式丰富多样。介于深圳市这种气候特点和建筑特点对深圳市太阳能热水系统与建筑集成设计进行研究具有现实意义。太阳能热水系统设计与常规热水供应方式的最大区别在于集热系统的设计。对于太阳能集热器的安装方式,首先总结国外先进经验,从建筑美学角度出发探讨集热器的安装方式,进而总结深圳市太阳辐射特点及建筑特点,分析适合深圳的集热器安装倾角和朝向,并利用软件对典型建筑的自遮挡和互遮挡进行日照分析确定集热器安装位置。通过实际工程测试,分析不同气象条件下建筑立面安装集热器的实际运行效果,比较不同集热器的系统性能从而为集热器选型和安装提供数据支持;本论文还利用骃系统动态模拟软件对测试系统进行模拟,比较测试结果和模拟结果,分析模拟计算的可靠性,然后利用约俣ǖ募泄┤群集中辅助加热强制太阳能热水系统进行全年动态模拟,比较全年运行的系统在不同集热器类型、不同安装角度及朝向情况下的集热性能和全年太阳能保证率,进而综合深圳地区能源热价、集热器及水箱价格等对太阳能热水集热器面积的进行优化以确定合理的系统太阳能保证率,从而为深圳市太阳能热水系统优化设计提供参考;针对别墅、多层及高层建筑分别提出系统设计方案,结合新建建筑和既有建筑的太阳能热水系统设计实例,说明集热器安装位置确定、根据用水负荷等因素计算集热面积、合理选择系统形式、布置连接管道、选择辅助热源、水泵及管道保温设计等设计程序,对太阳能热水系统各个组成部分与建筑的融合进行探讨。此外,进行太阳能热水系统性能测试的同时对安装集热器的墙体进行隔热性能检测,确定集热器对建筑围护结构热工性能的影响。同时利用建筑能耗模拟软件对房间全年空调耗电量进行计算,确定在培面安装集热器和集热器作为中文摘要
遮阳构件时对建筑能耗的影响。最后,与常规能源比较分析深圳市推广太阳能热水系统带来的经济收益和环保收益,并结合设计实例分析计算系统增量成本,分析太阳能热水系统的市场竞争力。关键词:太阳能热水系统,太阳能集热器,模拟,建筑热工性能重庆大学硕士学位论文Ⅱ
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翮繇坼鹊签字日期:“年届月伽日学位论文作者签名:自哟嘲晰鸟独创性声明彬暧釉录尤学位论文版权使用授权书州年/功曰中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得重麽太堂重迭太堂重废盍堂凇!D杲饷芎笫视帽臼谌ㄊ椤不保密。本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我~同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。签字日期:本学位论文作者完全了解有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。保密本学位论文属于胫辉谏鲜鲆桓隼ê拍诖颉”学位论文作者签名:
髀课题研究背景、目的和意义著名的美国世界观察研究所研究表明【浚衬茉次薹ūVと死嘟兰后持续支撑经济发展的需要,不仅已是无法改变的现实,而且更是世界各国面临的最大威胁和挑战。该所在‘世界形势》的专题研究报告中列举必须大力研究开发和推广应用新能源和可再生能源的理由:传统化石能源的来源逐年减少,资源趋于枯竭,尽管近年来新发现了一些资源,但开采条件进一步恶化,并且分布极不平衡。传统化石能源日益导致环境恶化,其影响已超过经济发展带来的好处,尤其是燃烧大量煤炭和石油,使呐欧糯锏讲唤鲇跋炜掌⑼寥馈⑺础林业资源和生物资源状况的程度,而且严重地引起气候的变化。过度地依赖传统的化石能源,不仅蕴藏新的世界能源危机,而且成为实际某些地区政治动荡的一个根源,例如海湾地区为争夺地下石油资源而爆发的战争。已经使用了数十年的核动力尽管技术上不断发展改进,但其安全性仍然是一个潜在威胁。传统能源生产过程本身存在许多不利因素,例如生产工艺不良导致环境污