深圳市高层住宅太阳能热水应用的研究

【摘要】： 随着能源紧缺对我国国民经济发展带来的严重威胁,社会各界已开始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。深圳市经济水平较高,人口密集,对生活热水的需求大;同时地处夏热冬暖地区,太阳辐射资源相对丰富;然而由于高层住宅居多,太阳能热利用难以在深圳推广,因此深圳地区高层住宅太阳能热利用研究具有现实意义。 本文对于深圳地区高层住宅一体化太阳能热水系统,通过总结深圳地区太阳辐射及高层住宅的特征来具体探讨确定集热器类型、安装位置、系统形式及一体化方式,为深圳市高层住宅太阳能热水系统的一体化设计提供借鉴。 本文结合正交试验方法对不同集热器倾角、方位角及水箱容积与集热器面积配比VAR等主要影响因素进行了模拟计算,总结出了相关主要影响因素对系统单位集热面积年得热量、年平均效率及年平均日温升的影响程度。 本文还利用TRNSYS系统仿真软件搭建出了强制循环直接与间接循环系统模型,模拟了深圳地区太阳能热水应用的平均水平;通过软件模拟,确定了深圳地区各典型方位不同水箱容积与集热器面积配比VAR对系统单位集热面积年得热量、年平均集热效率、年平均日温升及水泵年运行时间的影响关系,并通过曲线拟合得出函数关系;以系统寿命周期内最大经济效益为原则,确定了各典型方位下不同价位水箱对应水箱容积与集热器面积最佳配比VAR的关系;通过最优VAR下对应的系统单位集热面积年净节能量、静态增投资回收期、动态增投资回收期及CO2减排效益的分析,确定了不同水箱价位下系统的最大节能潜力与经济性能,为深圳市高层住宅太阳能热水系统集热器安装方位的选择提供借鉴参考;同时确定了深圳地区各典型方位系统日得热量的全年分布情况,为深圳市各典型方位太阳能热水系统供需平衡设计提供借鉴。 同时结合深圳市高层住宅屋面一体化太阳能热水系统工程设计实例,通过实测得出了系统在不同气象条件下运行的实际效果,分析并确定了系统的性能特点;此外还确定了集热器对高层住宅屋面隔热性能的改善效果,与阳台、外墙式立面相比,改善效果更为显著,从而进一步证明太阳能热水系统与高层住宅屋面一体化结合的优越性。 【关键词】：太阳能热水系统 高层住宅 模拟
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TU822
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 课题研究背景10-11
• 1.1.1 全球能源危机和环境污染10
• 1.1.2 可再生能源利用10
• 1.1.3 太阳能利用10-11
• 1.2 国内外太阳能热水系统应用现状对比11-13
• 1.3 深圳市太阳能利用现状分析13-14
• 1.4 深圳市太阳能热水利用前景分析14-17
• 1.4.1 太阳辐射资源和产业优势15
• 1.4.2 政策激励和示范工程15-16
• 1.4.3 高层住宅太阳能一体化问题的提出16-17
• 1.5 本文研究内容17-18
• 2 太阳能热水应用技术的相关理论18-24
• 2.1 太阳能热水应用理论基础18-20
• 2.1.1 集热原理18
• 2.1.2 集热效率18-19
• 2.1.3 太阳辐射19-20
• 2.2 集热器相关传热模型20-24
• 2.2.1 性能稳态模型20-22
• 2.2.2 天空辐射22
• 2.2.3 对流换热22-24
• 3 高层住宅与太阳能热水系统一体化研究24-38
• 3.1 集热器类型的选择24-27
• 3.1.1 集热器主要类型24-25
• 3.1.2 集热器性能比较25-27
• 3.1.3 集热器类型确定27
• 3.2 集热器安装位置分析27-30
• 3.2.1 集热器最佳方位的确定原则27
• 3.2.2 集热器安装方位的选择27-30
• 3.3 系统形式的选择30-34
• 3.3.1 系统形式的比较30-33
• 3.3.2 系统形式的确定33-34
• 3.4 一体化方式的确定34-38
• 3.4.1 应用现状34-35
• 3.4.2 屋顶架空构架式35-37
• 3.4.3 阳台构架式37
• 3.4.4 一体化形式的确定37-38
• 4 高层住宅一体化太阳能热水系统模拟分析38-72
• 4.1 TRNSYS 模拟软件简介38-41
• 4.1.1 模拟软件特点38-39
• 4.1.2 系统部件模型39-40
• 4.1.3 系统模型40-41
• 4.2 太阳能热水系统热性能优化研究41-48
• 4.2.1 模拟边界条件的确定41-43
• 4.2.2 正交试验方案设计43-45
• 4.2.3 正交试验模拟结果分析45-48
• 4.3 VAR 优化研究48-51
• 4.3.1 系统年度初投资的确定49
• 4.3.2 太阳能收益的确定49-50
• 4.3.3 VAR 优化50
• 4.3.4 水箱高度半径比优化50-51
• 4.4 系统最优M 值的确定51-62
• 4.4.1 集热面积对系统性能的影响51-52
• 4.4.2 典型方位选取分析52
• 4.4.3 系统性能分析52-59
• 4.4.4 系统最优M 值的确定59-62
• 4.5 系统投资回收期的确定62-68
• 4.5.1 静态增投资回收期63-65
• 4.5.2 动态增投资回收期65-67
• 4.5.3 CO_2 减排效益67-68
• 4.6 系统全年日得热量分布68-72
• 5 高层住宅一体化太阳能热水系统性能实验测试与分析72-86
• 5.1 测试原理与方法72-76
• 5.1.1 测试对象72-73
• 5.1.2 测试内容与方法73-74
• 5.1.3 测试装置及测点布置74-75
• 5.1.4 测试误差分析75-76
• 5.2 测试结果与分析76-86
• 5.2.1 系统平均日效率分析76-79
• 5.2.2 系统垂直方向上温度、流量分布79-82
• 5.2.3 集热器对屋顶隔热性能分析82-86
• 6 成果总结及进一步完善的方向86-89
• 6.1 主要研究成果86-87
• 6.2 进一步完善的方向87-89
• 6.2.1 关于深圳地区高层住宅太阳能热水应用的深入研究87-88
• 6.2.2 关于测试工作的完善88
• 6.2.3 关于气象数据的完善88
• 6.2.4 关于软件模拟的完善88-89
• 致谢89-90
• 参考文献90-92
• 附录92-94

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

太阳能热水系统与高层住宅一体化结合的运行方式    王悦;黄中伟;

高层住宅太阳能热水系统一体化设计研究    杜晓辉

武汉地区小高层住宅东西向太阳能辐射能量利用与研究    徐瑞

夏热冬冷地区高层住宅太阳能热水应用研究    吴邦本

美国绿色建筑评估体系与建筑中的太阳能利用    杨冬;高辉;

平板集热器与建筑一体化的应用展望    杨庆;丁昀;马东华;关宏迅;班云霄;陈海;

可持续发展战略中的太阳能——能源、发展、环境    南映景

利用建筑方法解决太阳热水器建筑一体化问题——北京清上园小区太阳热水系统建筑设计    魏曦,刘燕辉,韩亚非

新一代C区高层太阳能热水系统设计    白占海;李建勋;吴新川;刘志强;徐玉良;

我国太阳能热水器检测介绍    何涛;张磊;张昕宇;孙峙峰;黄祝连;郑瑞澄;

太阳能热水系统在中高层建筑的应用    马季青;马宝林;

美国太阳能热利用考察及思考    杨维菊

太阳能热水器水箱容积与集热面积的合理配比    王少杰,涂光备,郑宗和,费良斌

太阳热水器非稳态效率方程的研究    何梓年,任曼蕴,郑维杰

上海高层住宅与太阳能技术一体化应用研究    李臣杰

西安实施太阳能建筑一体化规模化供热适宜性研究    刘寅;李安桂;周光辉;

建筑主动利用太阳能能效探讨    毛建西;

基于正交试验法优化电火花线切割加工参数的研究    疏达;赵雪松;孙际超;方敏;

简析绿色住宅设计九要素    方蓉;季强;

太阳能热水系统与建筑一体化    王铭;

新农村住宅中太阳能采暖研究    徐玉梅;孙克春;

太阳能在夏热冬冷农村地区的应用研究    曹辉;廖秋阳;

太阳能热水工程在小城镇住宅中的应用    曹辉;廖秋阳;王争利;

太阳能与建筑一体化太阳热水系统设计思路和性能预测    高元运;姜志祥;沈银;

别墅太阳能热水系统优化设计思路与体会    袁新毓;杨金桥;

浅谈美国绿色建筑及其评估体系对建筑的影响    唐建民;范晖;

太阳能热水系统的安全性    丁海兵;

太阳能辅助热泵系统分析与研究    王强;尚鑫;

振荡流热管在建筑节能领域中的应用探讨    商福民;刘登瀛;刘建红;

某地下主厂房顶送风气流发展受限系数R的研究    陈言桂;

关于对《山西省环境保护“十一五”规划》“地表水监控断面劣Ⅴ类水体比例”指标调整的研究    成钢;李婕;张琛;闫静;

节能型太阳能热水系统的设计与研究    周程生;黄凯旋;李品芳;

燃气全预混燃烧污染物综合排放影响因素的实验研究    徐鹏;傅忠诚;

燃气—太阳能联合采暖的经济性分析    文杰;刘蓉;

冷凝式燃气壁挂炉与太阳能联合供热系统分析    肖松;郭全;

内置折边扭带管内混合气体对流凝结换热与阻力性能研究    崔永章

极化SAR渤海海冰厚度探测研究    张晰

地铁站全膜流板式蒸发冷却器传热传质机理研究    蒋斌

高层住宅太阳能热水系统一体化设计研究    杜晓辉

太阳能相变蓄热供暖系统理论及实验研究    李志永

靶式撞击流喷水室对空气热湿处理和喷嘴流场模拟研究    颜苏芊

地埋管相变回填材料的理论分析与实验研究    雷海燕

寒冷地区住宅建筑物综合热惰性的研究    韩莹

青藏高原北部地区相变轻质哨所太阳能采暖研究    庄春龙

生态饭店的理论构想及实现途径研究    洪文艺

河南太阳能热水器与住宅一体化设计研究    刘磊

太阳能供暖系统的模拟研究    安丽

功能性芳砜纶厨师服的设计与研究    张德强

结晶器保护渣热特性分析仪的完善及保护渣传热特性研究    沈乐

新型空气源热泵辅助供热太阳能热水系统热力性能及运行特性研究    铁燕

矿浆流量、浓度、粒度实时在线一体检测仪表研究与设计    乔晓辉

地源热泵岩土导热系数自助法统计分析    唐克琴

太阳能—水源热泵辅助供暖系统的研究    李善可

子波面扫描法长焦距透镜波面检测系统研究    李遥

太阳能热水蓄热采暖系统优化设计研究    王选

太阳能热利用设备的研发必须考虑建筑的基本要求    高辉;

集中式太阳能生活热水系统设计    卢仲炜;闫文蕾;蔡放;

太阳热水系统与建筑结合的相关问题初探    王国栋;王学志;

采暖用平板式太阳能集热器的最佳倾角和最佳方位角    赵树兴;

太阳能热水系统与建筑一体化的实践与设计体会    袁新毓;

太阳能与建筑一体化的实践    高军林;刘玉山;吉顶;范国辉;

北京建工学院南区高层塔式住宅结构设计    龙高荣

北京市城市居民生活用水水价承受能力预测    孙静;申碧峰;

高层住宅集中热水系统设计难点与对策    郑新民;

银川供热行业亏损原因及对策    王映雯;闫晓霞;

关于太阳能集热工程热水价格的初步探讨    王华军;李淑兰;肖宗林;李建军;

光伏建筑的性能优化及其与城市微气候的相互影响    田玮

上海高层住宅建筑节能控制方法与技术策略研究    夏博

上海高层住宅外界面太阳能系统整合设计研究    史洁

太阳能建筑整合设计对策研究    赵群

建筑节能气候适应性的时域划分研究    张慧玲

北京高层塔式住宅设计研究    陈鹭

对板式高层住宅建筑设计的探讨    方翔

太阳能热水系统与建筑一体化应用技术研究    郭晓洁

高层建筑热水系统优化设计研究    王晓丽

建筑中综合应用太阳能系列研究    李齐颖

深圳市太阳能热水系统与建筑集成设计的研究    刘鹏

住宅平面弹性设计初探    陈哲

光伏屋顶形式优化的实验和理论研究    任建波

夏热冬冷地区太阳能利用与建筑整合设计策略研究    何伟骥

建筑一体化太阳能热水系统关键问题研究    姚春妮

太阳能热水系统在建筑全寿命期的经济效益评价研究    卢梅;王贤君;王怡;

太阳能建筑一体化热水控制系统的研究    王佳亮

生物质锅炉辅助太阳能供热采暖系统的研究    李宁

太阳能热水系统与高层建筑一体化的构造研究    毋楠

平板型太阳能集热器空气夹层最佳间距的确定    张彦峰;俞颐秦;

论太阳能建筑一体化设计    王崇杰,赵学义

建筑节能优化设计案例分析    聂梅生,张雪舟,赵凤山

美国太阳能热利用考察及思考    杨维菊

太阳热水器非稳态效率方程的研究    何梓年,任曼蕴,郑维杰

美国太阳能利用进展    付黎;

欧美各国鼓励利用新能源的政策    陈幼松;

太阳能建筑绿色供能系统    王志峰

我国太阳能热利用进展    陆维德 ,罗振涛

太阳能技术与建筑整合一体化设计的思考    袁莹 ,肖玺

    赵鸿涛

高层住宅与太阳能热水系统一体化设计    张程;黄惟;

高层住宅太阳能热水系统设计    唐敏;

济南市高层住宅太阳能热水系统设计研究    王旭;王静;吴东岳;李宾;

深圳市体育新城安置小区太阳能热水系统设计实例    王莉芸;徐斌;

高层住宅太阳能热水系统类型选用探讨    万水;

太阳能在沧州住宅建筑中的应用    王侠;

高层住宅太阳能热水系统集热面积调查与研究    崔新明;廖春波;李敏妃;

太阳能热水系统与建筑一体化实践初探    彭杨军;柯灵潮;

经济适用房高层住宅太阳能应用——天津顶秀欣园太阳能热水系统    

高层住宅太阳能热水系统设计方案比较    杨金良;

全球大气环流模式BCC_AGCM2.0.1对云量的模拟    张芳;吴统文;王在志;董敏;

中医诊断临床模拟教学方法探讨    杨敏;

OptiStruct在白车身刚度优化中的应用    杨庆华;连志斌;

复杂流体的多尺度模拟    欧阳洁;阮春蕾;周文;

民用建筑与太阳能热水系统一体化的设计要点及在高层住宅设计中的解决方案    赵明发;

基于混合遗传算法的RTL激励生成方法    鲁巍;杨修涛;李晓维;

Ungar修正方程对约束阻尼结构复合材料损耗因子的模拟    李聪;张喜亮;吴驰飞;

月球探测器气囊缓冲系统及其缓冲过程模拟    沈人豪;杜星文;万志敏;

潘宁离子源引出束流的数值模拟    向伟;戴晶怡;

变压吸附法回收氢气的模拟    张臻;李涛;房鼎业;应卫勇;

高层住宅太阳能热水系统设计安装解析    渠箴亮

广东惠州:新建居住建筑配置太阳能热水系统    记者刘一心 谢晓敏

湖北住宅须统一装太阳能热水系统    记者 胡贵玉

青海民用建筑全面推广应用太阳能热水系统    记者 薛长福

江苏盐城集中整治房屋建筑太阳能热水系统    驻江苏记者杜 小卫

太阳能热水系统怎样推广?    江西省赣县城乡规划建设局 李富龙

青岛新建筑“标配”太阳能    本报记者

首府新建住房应配太阳能热水系统    记者 王晓娟

新建12层以下民用建筑必须采用太阳能    记者 商棠

太阳能热水系统亮相世纪阳光住宅小区    记者 徐宁

高层住宅太阳能热水系统一体化设计研究    杜晓辉

三峡库区农业非点源污染及其模型模拟研究    余炜敏

QHCCI（准均质充气压缩点燃）燃烧系统研究    高海洋

超临界流体制备超微颗粒的过程模拟与喷嘴设计    刘燕

流化床的流动模拟及结渣现象的探讨    王昕

机车驱动装置悬挂结构及参数的研究    罗赟

黄淮海平原集约种植条件下土壤有机碳动态建模及应用    雷宏军

天津地区雾迷山组热储地下热水资源可持续开发利用研究    林黎

黄淮海平原农田土壤水氮行为模拟与管理分析    高如泰

六盘山叠叠沟小流域森林植被坡面水文影响的研究    郭明春

深圳市高层住宅太阳能热水应用的研究    彭三兵

大连地区太阳能热水系统与高层住宅整合设计研究    李丛丛

济南市高层住宅太阳能热水系统设计研究    王旭

上海地区太阳能热水系统与高层住宅的一体化研究    钱烨

大型脱硫填料吸收塔气体分布器的研究    孙鹏程

滑坡的三维可视化模拟    黄亮

汽车保险杠碰撞仿真研究    张金虎

半导体器件计算机模拟新方法研究    刘珺

新型整体式制动梁架热成型工艺研究    娄树国

基于CA模型的城市空间扩展研究    王新云