新型环保太阳能热水集中供应系统设计及实例研究

新型环保太阳能热水集中供应系统设计及实例研究

金洪文[1]2004年在《新型环保太阳能热水集中供应系统设计及实例研究》文中研究说明新型太阳能环保热水供应系统是指具备动力循环装置又将储水设备放置在最低处的一种太阳能集中热水供应系统。本系统主要特点是通过动力循环装置能够保证各个用水点的压力,解决了自然循环中各个用水点冷热不均现象以及改进了浪费大量水的问题。并且增设动力装置后集中热水供应的面积不受限制,动力装置在没有达到设定的温度时总是在循环状态,这样即增加了使用舒适程度又节约了水(自然循环的每次使用需放掉大量的水)。再者本工程设计中将储水罐设置在地下室,解决了屋面荷载局部过大和易冻等问题。本文以吉林大学中日联谊医院内科楼太阳能集中热水供应工程实例为研究对象,进行了系统科学地设计与应用研究。传统的集中热水供应有多种形式。就制取热水的加热介质而言,大多是以消耗不可再生能源为代价的,如燃煤(油、气)锅炉加热直接或间接进行的热水供应等;如果就热水的循环方式来看,有自然循环和动力循环之分,也有供水干管上、行之分,还有循环管设置的位置(即半循环、全循环)之分。无论哪种供应方式都有利弊。本系统设计针对问题是:如何解决不可再生能源消耗?用何种能源能够替代它?怎样解决自然循环压力不均问题?如何解决现有太阳能最高处设置水箱防冻问题?本文就这四个问题展开研究。随着地球上煤、油、气等自然资源日益耗竭,能源危机日益加重,环境污染的危机威胁到生态平衡,所以太阳能开发利用的课题已提到人们的面前。太阳能无污染能源,用其替代不可再生能源最好不过了。因为太阳能不会像石油、煤炭等矿物燃料会导致"温室效应"和全球性气候变化,太阳能既是一次能源,又是可再生能源。它资源丰富,又对环境无任何污染。大力推广太阳能技术,对于改善地球的整体环境有着非常重要的意义。有新型环保的可再生能源,也必须有很好的太阳能集中热水供应方式与之相配合。已有的太阳能热水集中供应是将储水箱放在最高处且为自然循环的多。针对其存在的问题,在本次课题设计和研究中,将系统设置上动力循环装置,在将储水箱放置在最低处。同时研究了一些技术保障措施。如设置3个储水罐以保证热水供应的温度;在循环装置的进口设置了定压装置,在出口设置了减压装置。确保系统运行时的压力稳定;在比如本文还考虑到太阳能不足时使用热水的应急加热措施等等。 本文通过对太阳能热水集中供应系统在运行费用、初投资、使用寿命以及环保方面进行详实技术分析。得到的结论是,新型环保太阳能热水供应系统是绿色热水供应系统,清洁无污染。它的应用能保护自然环境,从而改善了人类生存环境。

刘丽莘[2]2007年在《太阳能热水集中供应系统设计及工程应用研究》文中研究表明随着能源危机日益加重,环境污染的加重威胁到生态平衡,所以太阳能开发利用的课题日益受到人们的重视。太阳能既是一次能源,又是可再生能源。它资源丰富,又对环境无任何污染。大力推广太阳能技术,对于改善地球的整体环境有着非常重要的意义。本文以某商业建筑太阳能集中热水供应工程实例为研究对象,进行了系统科学地设计与应用研究。此太阳能热水供应系统是具备动力循环装置又将储水设备放置在最低处的一种太阳能集中热水供应系统。本系统主要特点是通过动力循环装置能够保证各个用水点的压力,解决了自然循环中各个用水点冷热不均现象以及改进了浪费大量水的问题。并且增设动力装置后集中热水供应的面积不受限制,动力装置在没有达到设定的温度时总是在循环状态,这样既增加了使用舒适程度又节约了水。再者本工程设计中将储水罐设置在地下室,解决了屋面荷载局部过大和易冻等问题。本文通过对太阳能热水集中供应系统在运行费用、初投资、使用寿命以及环保方面进行详实技术分析。得到的结论是,此太阳能热水集中供应系统要明显优于其他形式,不但节省大量资金,而且对环境起到保护作用,属于绿色无污染的新型热水供应系统,是值得大力推广的新工艺。

高强[3]2013年在《西安住宅建筑太阳能集中热水系统应用研究》文中提出太阳能是一种清洁再生能源,它具有取材容易、成本较低的优点,所以越来越多的受到大家的关心。近年来,随着人们对环境问题认识的不断深入,有越来越多的人关注太阳能的利用。太阳能,作为房屋建筑集中热水系统的主要热源,可减少能源与资源的消耗,减少二氧化碳对空气的污染。但是,太阳能装置在不同地域的地理气候条件下存在着因地制宜的问题。所以,住宅建筑太阳能集中热水系统在西安地区乃至整个西北地区的研究有着重要的现实意义。首先,作者对太阳能热水系统在住宅建筑中的应用进行了研究,分析了不同太阳能系统的原理构成及优缺点,同时对系统的主要设备进行了逐一分析、优化,对整个系统的设计流程进行了计算分析和总结归纳。其次,笔者对西安地区的住宅建筑特点和当地气象资料进行了分析计算,分析结果表明西安市地区太阳能资源较丰富,太阳能辐照量全年分布较均匀,完全可以满足太阳能热水系统方案在西安地区使用的需要。最后,根据研究成果,本文以西安地区一个典型住宅小区为实例进行了太阳能热水系统设计,同时对该系统做了技术经济分析。太阳能热水系统设计与建筑设计同步,采用与建筑一体化的形式。集热器选择了CPC热管式真空集热器。将其安装在屋顶上,通过方案比较后,确定太阳能热水系统采用集中集热——集中储能的形式。本系统同时采用了动力循环方式,将水箱放在地下室的机房内,解决了自然循环产生的一些问题。从分析结果看,集中集热系统的每户投资与其他家用热水器的每户的投资相差不大。对太阳能系统进行节能效益分析后,发现太阳能系统在减少二氧化碳排放,保护环境方面具有积极的意义。

梁春华[4]2015年在《太阳能热水系统与建筑屋顶一体化结构的设计》文中研究说明在常规能源日益紧张的今天,建筑节能已然成为建筑设计发展的必然趋势。太阳能热水系统与建筑一体化已越来越引起人们的关注,并逐渐成为建筑节能的主要研究方向。本文从建筑设计角度出发,针对太阳能建筑一体化的结构形式进行设计分析,特别是对建筑屋顶各种太阳能集热形式的比较,提出适合于不同地区的屋顶太阳能热利用的结构形式,并且对太阳能屋顶热利用形式进行简要评估。本论文的研究内容如下:一、对太阳能热水系统与建筑一体化的结构设计进行分析,研究不同形式的太阳能热水系统与建筑一体化的结合特点。二、分析太阳能热水系统集热器、储热水箱和管道系统的布局,以及整体式、分体式太阳能热水系统与建筑一体化的结合特点。叁、对建筑屋顶的太阳能集热形式进行结构设计研究,分析其设计要点;分析建筑朝南方向和其他方位角的情况下分别对应的集热器最佳倾角,以及建筑方位角与最佳倾角的关系;定量计算了集热器与不同形式的屋顶结合时的有效集热面积、空间利用率和屋顶面积等,并进行分析比较,提出了一种通道式双坡集热屋顶的结构形式,可有效解决屋顶的利用率低和集热器维修方便性差、缺乏安全保障等问题。四、以太阳能热水系统的寿命周期和建筑全寿命周期为计算周期,对太阳能屋顶集热形式进行评估分析,包括集热规模、节能效益、经济效益和环保效益等的评估。在考虑了系统设备的更换,设备的运营费用,系统的集热效率,投资成本,热量损失等因素的影响之后,确定了评估的数学模型和计算方法。并以广州地区的各屋顶集热形式为例,对所建立的数学模型进行实例分析与验证。本论文的研究有助于太阳能热水系统在建筑上的推广应用和太阳能热水系统综合效益的科学评定,还能为决策者在选择和评价太阳能热水系统时提供直观的依据。

王旭[5]2011年在《济南市高层住宅太阳能热水系统设计研究》文中认为太阳能热水系统能够为用户提供舒适卫生的热水用水环境,是一项有效的节能技术,应当大规模的推广应用。我国人多地少,具有高绿地率、高容积率等特点的高层住宅将成为城市住宅形式的主流。高层住宅的特殊性,使其在与太阳能热水系统的结合应用方面存在着一定的问题。论文根据当前高层住宅与太阳能热水系统在结合应用方面存在的问题,总结国内外的先进经验,探讨了太阳能集热器和高层住宅外观的各种结合方式,针对不同的结合方式,分析了高层住宅和太阳能热水系统的适配性,并详细阐述了分户集热—分户储热—自然或强制循环—间接换热系统,集中集热—集中储热—强制循环—直接换热系统,集中集热—分户储热—强制循环—间接换热系统这叁种适宜于高层住宅的太阳能热水系统。根据济南地区太阳辐射情况,通过软件模拟,确定出集热器的最佳朝向和安装倾角。利用日照分析软件,研究了高层住宅的遮挡对集热器安装位置的影响,并尝试提出几种解决低层住户集热效率低的措施。最后以实际项目——济南绿地新城的中太阳能热水系统和高层住宅的一体化设计研究实现了对研究理论的应用。

刘鹏[6]2006年在《深圳市太阳能热水系统与建筑集成设计的研究》文中指出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Tsun6.5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TRNSYS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TRNSYS对假定的集中供热和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DOE-2建筑能耗模拟软件对房间全年空调耗电量进行计算,确定在墙面安装集热器和集热器作为

胡力[7]2014年在《平板太阳能集热器与建筑一体化安装方案的研究》文中提出我国提出了建设节约型社会的口号,提倡节能、环保的生活理念。在国家政策的要求下,建筑行业开始探索以太阳能为热源,解决住户生活用热水的新途径。太阳能是一种可再生的绿色能源,在使用过程中不会产生有害气体,污染环境,而且,它取之不尽用之不竭。因此,太阳能热水器作为一种新型的绿色产品在住宅建筑中推广使用,以满足住户生活热水需求已成为住宅建筑行业发展的必经之路。目前,太阳能热水器往往作为后置设备安装在住宅建筑上,简易迭加安装,分布无序,安全措施也不健全,给城市形象和住户安全带来不好影响。因此,本文主要研究太阳能热水器与建筑一体化的应用及安装构造,有利于解决上述问题。论文研究内容和主要工作如下:(1)分析了太阳能热水器及与建筑一体化的研究现状,明确了太阳能热水器与建筑一体化研究的作用和意义;(2)阐述了太阳能热水器系统各组成部分的设计及安装,并通过CAD软件画出部件设计、安装图纸,通过理论数据验证了可调整角度的集热器安装机构可提高太阳辐射吸收率。并设计了一种阳台型太阳能集热器的安装机构,可方便调整集热器倾角,能有效提高太阳能利用率,进一步满足人们生活热水的需求;(3)以广州某住宅小区为例,通过集中集热与分散集热相结合的运行方式为人们提供生活热水,并结合CAD图纸阐述了该运行方式的系统原理和安装构造,可解决高层住宅中屋顶集热面积不足的问题。

赵敬辛[8]2014年在《豫西南地区保障房绿色建筑应用技术及评价研究》文中研究说明我国豫西南地区,保障房建设缺乏适宜的绿色建筑技术应用策略,致使住宅室内环境质量与居住舒适度较差;由于地域气候、经济水平、生活习惯的特殊性,现行的绿色建筑评价标准不适宜在该地区应用,影响了绿色建筑在当地的推广。基于以上问题,本文选取该地区保障房作为研究对象,结合国家十二·五科技支撑计划课题示范工程----绿色保障房实例进行了研究。论文共分四部分进行论述:首先,提出问题、确定研究对象和路线,对保障房、绿色建筑和评价标准的基本理论展开阐述、解读与比对,归纳绿色保障房建设要点,为本课题研究提供基本的理论支持。其次,针对研究对象的现状表现进行了调查和总结,通过对豫西南地区南阳市的四个保障房社区的调研结果进行数据整理和分析,总结当地气候特点、能源结构、经济水平和居民热舒适适应行为及保障房建设中存在的共性问题。再次,结合南阳保障房绿色建筑的设计过程,利用计算机对被动式规划技术的效果、住宅户内舒适度、居住能耗进行模拟分析和测算;通过环境分析结果,确立了保障房套型设计优化模型和绿色建筑适宜技术;从费效比的角度出发,对绿色能源应用技术进行甄选;结合社区垂直绿化、屋顶绿化及都市农业种植园优化配置方案,对社区绿地碳汇量进行测算,提出了节约型绿化技术方案。最后,结合前期调研数据与分析结果,以南阳市保障房绿色建筑研究成果为基础,编制了豫西南地区保障房绿色建筑评价系统,为该地区保障房绿色建筑设计、建造、评估提供一个多方协同工作的技术平台;并通过实际案例测试,初步验证其合理性与可行性。本文从住户居住舒适度需求与国家标准之间的差距入手,以当地传统住宅套型为基础,针对地方行为习惯和资源存量,结合案例研究过程,提出了适宜该地区保障房的、能够提高室内环境质量与居住舒适度的绿色建筑应用技术,建立了符合地域特征的、经济合理的设计优化模式;依据研究结论,编制了基于信息技术的豫西南地区保障房绿色建筑评价系统。

吴琛[9]2010年在《山西省太阳能系统与建筑一体化初探》文中指出太阳能作为一种清洁能源具有取材方便、成本低廉的优势,因此越来越受到人们的广泛关注。近年来,随着人们对环境问题认识的深入和能源问题的进一步恶化,有越来越多的人关注太阳能的利用,也有越来越多的建筑开始使用清洁、节能的太阳能装置。但是,太阳能装置在不同地域的地理气候条件下安装使用存在着因地制宜的问题。因此,太阳能与建筑一体化设计在山西省的研究有着重要的现实意义。作者通过对山西省各地市进行的实地调查研究,采集了气候、太阳能在建筑中利用情况的数据,以此为基础分析汇总了各地市太阳能的利用现状,并对其在热水、采暖、光电应用方面的应用进行了定量分析。太阳能建筑一体化设计,即将太阳能的产品及构件在建筑上应用,并做到与建筑设计进行有机的结合,达到浑然一体的效果。文章对主动与被动太阳能装置的基本知识进行了简要介绍,并结合实际工程进行了太阳能装置的一体化设计实践。文章按照太阳能转换原理的不同将太阳能装置分成光热转换与光电转换两个类别,并着重对太阳能装置的集热器与建筑的各组成部分的结合方式进行分析研究,同时结合工程实例,对国内外太阳能建筑中的一体化方式进行了分析和探讨,提出了一些太阳能装置与建筑相结合问题的解决办法。并且从建筑美学和建筑技术两方面讨论了太阳能与建筑的结合,以期能进一步推广山西省太阳能装置的使用。

尹宝泉[10]2013年在《绿色建筑多功能能源系统集成机理研究》文中研究表明绿色建筑具有与自然友好、节能高效的特点,与场地、气候、自然能源与资源等要素紧密整合,在有效满足各种使用功能的同时,可创造出与自然和谐的工作和生活空间。多功能能源系统是一种与环境保护相容协调的总能系统,体现了多能源综合与多功能输出一体化整合的理念,是能源动力系统发展的主流方向和前沿,也是可再生能源在建筑中经济高效、规模化应用的重要形式。基于绿色建筑和多功能能源系统,基于仿生学理念,本文提出了绿色建筑多功能能源系统,遵循“开源节流,科学用能”的原则,对建筑系统内、外各种能源构件的性能,能的品位及其不同子系统对能的利用效果的影响方式与关联规律进行了研究。绿色建筑多功能能源系统集成以建筑结合能源、能的综合梯级利用为主线,全面考虑建筑用能系统的低品位、多工况特点。本文提出了建筑能源与空间节能的概念;通过对建筑能源的适用性分析及系统集成设计,可大幅提高可再生能源在建筑供能系统中的作用,既降低建筑本体能耗,又减少了其对化石能源的需求;通过分析建筑围护结构的多功能属性、空间的多元需求及多种可再生能源的特点,同时辅以多源热泵及蓄能系统,提出了基于建筑能源的多功能能源系统,其可解决建筑所需的大部分能量需求,创造出与自然和谐的建筑供用能系统形式。基于上述分析,本文还提出了可综合利用太阳能、空气源和太空低温源,具有电热冷多能量输出属性的光伏辐射板,与单纯发电的光伏板相比,发电效率可提高3~16%,且集热效率达到45%,制冷能力为30~80W/m2。作为建筑围护结构,光伏辐射板还可起到有源保温等作用。这种多功能属性使得建筑可以根据自身的需求,优化能源系统。此外,提出了基于光伏辐射板耦合低温差辐射末端、多源热泵、蓄能技术等构成的多功能能源系统,并分析了其集成设计及运行模式。通过2010太阳能十项全能(欧洲赛区)竞赛Sunflower太阳房、东营华新环保技术有限公司零能耗综合楼的工程实践,对提出的绿色建筑多功能能源系统的应用性能进行了研究。结果表明,绿色建筑多功能能源系统可大幅度降低建筑能耗,在综合成本较低的情况下,可完全解决建筑的冷、暖、电需求。本文将建筑空间的多功能需求、围护结构多功能属性,多种可再生能源、节能技术等进行整合,为绿色建筑多功能能源系统的集成设计、系统控制等提供了借鉴,同时为可再生能源在建筑中的利用及其产业化发展,提供了新的思路。

参考文献:

[1]. 新型环保太阳能热水集中供应系统设计及实例研究[D]. 金洪文. 吉林大学. 2004

[2]. 太阳能热水集中供应系统设计及工程应用研究[D]. 刘丽莘. 西安建筑科技大学. 2007

[3]. 西安住宅建筑太阳能集中热水系统应用研究[D]. 高强. 西安建筑科技大学. 2013

[4]. 太阳能热水系统与建筑屋顶一体化结构的设计[D]. 梁春华. 广东工业大学. 2015

[5]. 济南市高层住宅太阳能热水系统设计研究[D]. 王旭. 山东建筑大学. 2011

[6]. 深圳市太阳能热水系统与建筑集成设计的研究[D]. 刘鹏. 重庆大学. 2006

[7]. 平板太阳能集热器与建筑一体化安装方案的研究[D]. 胡力. 广东工业大学. 2014

[8]. 豫西南地区保障房绿色建筑应用技术及评价研究[D]. 赵敬辛. 天津大学. 2014

[9]. 山西省太阳能系统与建筑一体化初探[D]. 吴琛. 太原理工大学. 2010

[10]. 绿色建筑多功能能源系统集成机理研究[D]. 尹宝泉. 天津大学. 2013

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