地道风预冷-太阳能通风塔强化通风性能研究

发布时间：2021-02-12 12:00

　　目前,高大空间能耗问题十分突出,空调能耗所占比重最大,而空调能耗归根到底主要来源于冷源以及输送空气的动力设备,因此,为了降低空调能耗,需要解决这两方面能耗的问题。一方面,大部分地区地下3m以下的土壤温度保持恒定在18℃左右,可考虑利用地道系统作为高大空间的冷源,另一方面,太阳能“烟囱效应”能利用热压驱动气体流动,在空气调节过程中可以充当动力设备。因此本文以海南某剧院为例,针对大空间建筑提出了地道风预冷-太阳能通风塔一体化系统,利用地道风系统作为天然冷源将室外空气冷却,冷却后的空气首先进入静压箱,将动压转化为静压,再采用下送风的方式,通过座椅下方送风口输送至建筑内部,使得工作区温度、速度场更加均匀。该系统以太阳能通风塔增强热压而产生强大的浮力作为驱动,使剧院以自然通风方式消除剧院内部余热。本文利用Fluent软件,通过数值模拟的方法,对剧院地道风预冷-太阳能通风塔一体化系统进行模拟分析。主要对地道长度、单双地道、静压箱进风方式、送风口尺寸、太阳能通风塔尺寸以及优化等因素展开研究,经研究得出以下结论:（1）对于单地道复合系统,当地道长度从80m增加至140m时,一方面送风温度降低2.5℃,... 

【文章来源】：广东工业大学广东省

【文章页数】：121 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状及分析
        1.2.1 CFD技术的发展
        1.2.2 地道风系统
        1.2.3 大空间建筑通风研究现状
        1.2.4 太阳能烟囱效应研究现状
        1.2.5 存在问题
    1.3 研究内容及方法
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究方法
第二章 复合通风系统以及数值模拟基础理论
    2.1 地道风预冷太阳能通风塔复合强化通风系统
    2.2 复合强化通风系统分析的基础理论
        2.2.1 自然通风
        2.2.2 太阳能烟囱效应基础理论
        2.2.3 地道风冷却基础理论
    2.3 数值模拟理论基础
        2.3.1 数值模拟控制方程
        2.3.2 湍流模型
    2.4 本章总结
第三章 数值模拟及可靠性验证
    3.1 软件概述
        3.1.1 Fluent软件
        3.1.2 ICEM软件
    3.2 模型建立
        3.2.1 物理模型
        3.2.2 数学模型
    3.3 求解方法
        3.3.1 流场数值算法
        3.3.2 松弛因子
        3.3.3 离散格式
    3.4 网格划分及独立性验证
        3.4.1 网格划分
        3.4.2 网格独立性验证
    3.5 可靠性验证
    3.6 本章小结
第四章 地道与静压箱对复合系统性能的影响
    4.1 地道长度对系统性能影响
        4.1.1 地道长度对复合系统通风量的影响
        4.1.2 地道长度对冷却效果影响
        4.1.3 地道长度对工作区温度场与速度场的影响
    4.2 地道预冷系统改进
        4.2.1 单双地道系统冷却性能对比
        4.2.2 双地道长度对复合系统通风量的影响
    4.3 静压箱进口位置对复合系统的影响
        4.3.1 两种进风方式对复合系统通风量影响比较
        4.3.2 两种进风方式对工作区温、速度场影响
    4.4 送风口尺寸对复合系统的影响
        4.4.1 送风口不同尺寸对复合系统通风量影响
        4.4.2 送风口不同尺寸对复合系统温、速度场的影响
    4.5 本章小结
第五章 太阳能通风塔对复合系统性能影响
    5.1 不同太阳辐射强度对复合系统性能影响
        5.1.1 不同太阳辐射强度对复合系统通风量的影响
        5.1.2 不同太阳辐射强度对通风塔温速度场的影响
        5.1.3 不同太阳辐射强度对工作区温速度场的影响
    5.2 太阳能通风塔不同高度对复合系统通风量的影响
        5.2.1 太阳能通风塔不同高度对复合系统通风量的影响
        5.2.2 太阳能通风塔不同高度对通风塔温速度场的影响
    5.3 太阳能通风塔不同宽度对复合系统的影响
        5.3.1 太阳能通风塔不同宽度对复合系统通风量的影响
        5.3.2 太阳能通风塔不同宽度对通风塔温速度场的影响
    5.4 太阳能通风塔改进
        5.4.1 太阳能通风塔单板旋转角度对复合系统通风量的影响
        5.4.2 太阳能通风塔单板旋转角度对通风塔温速度场的影响
    5.5 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的授权专利
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]室内热源与太阳辐射耦合作用下的太阳能烟囱通风性能研究[J]. 张宇雯,雷勇刚,宋翀芳.  可再生能源. 2017(09)
[2]上海大剧院节能改造效果研究[J]. 边秋娟.  工程经济. 2017(03)
[3]地道与太阳能烟囱复合通风系统影响因素及优化设计研究[J]. 王亮,陈苏坤,李锐.  可再生能源. 2017(02)
[4]严寒地区村镇住宅地道风应用及影响因素分析[J]. 刘慧芳,孙娜,陈龙,姜益强,姚杨.  建筑热能通风空调. 2016(08)
[5]新型屋顶式太阳能烟囱通风性能的模拟研究[J]. 顾元,雷勇刚,王飞.  热能动力工程. 2016(06)
[6]通风口中心高差对瞬态热压自然通风的影响[J]. 张云风,刘光远,陶天吟.  建筑热能通风空调. 2016(04)
[7]组合式太阳能烟囱通风性能数值模拟研究[J]. 段绍阳,雷勇刚.  科技通报. 2016(03)
[8]地铁车站地道风系统降温效果的数值分析[J]. 韩立辰,冯炼,袁艳平.  制冷与空调(四川). 2016(01)
[9]影剧院室内气流组织研究现状与进展[J]. 张雨潇,韩旭,童矗.  洁净与空调技术. 2015(03)
[10]国家大剧院空调系统的节能运行与管理[J]. 彭元波.  暖通空调. 2015(09)

硕士论文
[1]倾斜式太阳能烟囱强化热压自然通风的特性研究[D]. 张华扬.西南交通大学 2016
[2]热压作用下高大工业厂房地道自然通风的实测分析及数值模拟研究[D]. 刘远禄.西安建筑科技大学 2015
[3]夏季剧院观众厅气流组织数值模拟与热舒适的分析[D]. 蔡春春.长安大学 2015
[4]太阳能烟囱强化教室自然通风研究[D]. 扈良英.青岛理工大学 2014
[5]基于CFD的大空间建筑自然通风优化设计[D]. 谢勇.华南理工大学 2012
[6]剧院下送风气流组织模拟与优化[D]. 王玉梅.中南大学 2011
[7]体育馆置换通风气流组织优化[D]. 李月姣.西安建筑科技大学 2011
[8]体育馆下送风气流组织模拟研究及其优化[D]. 张傲.西安建筑科技大学 2010
[9]大剧院下送风静压箱气流组织模拟[D]. 张小辉.中南大学 2009
[10]剧院座椅下送风气流组织模拟与优化[D]. 任中俊.湖南大学 2007



本文编号：3030833