蒸发性墙体夏季空调冷负荷简化计算方法及节能潜力研究

发布时间：2017-08-16 04:07

  本文关键词：蒸发性墙体夏季空调冷负荷简化计算方法及节能潜力研究

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【摘要】：近年来,随着国家节能减排政策的推进,出现了不少运用被动蒸发冷却的节能建筑,其中不乏成功的典范。与此同时,一个严重的问题日益显露出来,那就是缺乏可供参考的基础设计资料。对于蒸发性墙体结构,如果直接按照原有的普通建筑围护结构的冷负荷计算温度进行计算,会明显的与事实不符,设计负荷严重偏大,这显然是不合理,不适合在实际中运用。为此,需要有一套与传统围护结构相类似的蒸发性围护结构负荷简化计算数据,以方便设计师进行相应的工程设计。本文以频域回归法为基础,提出了一套针对蒸发性墙体传热和夏季空调冷负荷简化计算方法。给出了蒸发性墙体的概念和结构模型,描述了蒸发性墙体的运作流程,分析了蒸发性墙体的供水来源和水泵功耗的问题,并给出了建议,详细分析了蒸发性墙体的传热和传质过程。推导了有效综合温度计算公式,实例计算了蒸发性墙体的有效综合温度、传热量、冷负荷和冷负荷计算温度,并与传统方法计算结果进行了对比分析。以北京的气象数据为例,针对不同朝向、厚度、结构进行了计算,分析了较适合作为蒸发性墙体的墙体朝向、结构和厚度,分析了影响蒸发性墙体冷负荷的因素。通过MATLAB编程,利用本文提出的方法对全国30多个主要城市进行了相应蒸发性墙体冷负荷计算温度的计算,为蒸发性墙体工程应用提供了参考资料,也为非主要城市的蒸发性墙体的修正计算提供了参考依据。针对北京、上海、西安和广州4个典型城市进行了蒸发性墙体的冷负荷计算温度和节能减排的计算和分析。并结合我国建筑气候类型分区以及干湿分区,确定了蒸发性墙体的适用区域,适用区域中又分为三个类型区,对这三个区的蒸发冷却效果和节能减排潜力进行了评估和对比。另外还以西安某建筑为例,对蒸发性墙体的耗水量进行了估算。研究结果表明,对于蒸发性墙体,必须考虑蒸发对有效综合温度的影响;蒸发性墙体能明显减少墙体得热,降低墙体冷负荷;东西朝向的墙体蒸发冷却效果更好,更适合作为蒸发性墙体,厚度越小的墙体蒸发冷却效果越好,更适合作为蒸发性墙体,自身传热系数越小的墙体结构蒸发冷却效果越好,更适合作为蒸发性墙体;在我国,最适合推广蒸发性墙体的区域为:华北寒冷区、华中夏热冬冷区和华南夏热冬暖区;在这三个蒸发性墙体的适用区中,华北寒冷区蒸发冷却效果最好,日节能减排量最大,华南夏热冬冷区整个夏季的累积节能减排效果最好。
【关键词】：蒸发性墙体 冷负荷计算温度 空调 传热传质
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU831.2
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 主要符号表12-14
• 第一章 绪论14-26
• 1.1 选题背景14-15
• 1.2 研究意义15-16
• 1.3 建筑蒸发冷却发展现状16-22
• 1.3.1 建筑蒸发冷却的三种主要形式16-20
• 1.3.2 关于有效综合温度的理论研究20-22
• 1.4 建筑围护结构传热及空调负荷计算发展现状22-24
• 1.5 本文主要研究内容24-26
• 第二章 蒸发性墙体26-36
• 2.1 蒸发性墙体概念及结构26-28
• 2.2 蒸发性墙体的传质过程分析28
• 2.3 蒸发性墙体的传热过程分析和有效综合温度28-31
• 2.4 蒸发性墙体的特征31-34
• 2.5 本章小结34-36
• 第三章 蒸发性墙体冷负荷计算方法36-44
• 3.1 内外空气边界层的多层墙体非稳态传热计算方法36-40
• 3.1.1 通常解法36-39
• 3.1.2 频域回归解法39-40
• 3.2 基于频域回归的多层墙体非稳态传热计算40-42
• 3.3 蒸发性墙体冷负荷计算过程42
• 3.4 冷负荷计算温度的计算过程42-43
• 3.5 本章小结43-44
• 第四章 蒸发性墙体冷负荷计算实例及影响因素分析44-50
• 4.1 基础参数选择44-45
• 4.2 计算过程45
• 4.3 计算结果及影响因素分析45-49
• 4.3.1 不同朝向蒸发性墙体冷负荷计算及分析45-47
• 4.3.2 不同厚度蒸发性墙体冷负荷计算及分析47-48
• 4.3.3 不同结构蒸发性墙体冷负荷计算及分析48-49
• 4.4 本章小结49-50
• 第五章 典型城市冷负荷计算温度50-62
• 5.1 典型城市介绍50
• 5.2 典型城市冷负荷计算温度50-58
• 5.2.1 北京51-53
• 5.2.2 上海53-55
• 5.2.3 西安55-56
• 5.2.4 广州56-58
• 5.3 综合分析（分区）58-61
• 5.4 本章小结61-62
• 第六章 蒸发性墙体节能减排潜力分析62-70
• 6.1 冷负荷减少量以及耗水量和水泵功耗的估算64-67
• 6.2 节能量和减排量67
• 6.3 典型城市节能和减排潜力分析67-69
• 6.4 本章小结69-70
• 第七章 结论与展望70-72
• 7.1 结论70-71
• 7.2 展望71-72
• 参考文献72-76
• 致谢76-78
• 附录:作者在攻读硕士学位期间的学术成果78-79
• 一、公开发表的学术论文78
• 二、参与的科研项目78-79
• 附表 179-101

【参考文献】

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本文编号：681340