内置式PV-Trombe墙对室内通风特征性的影响

【摘要】目前,我国的建筑能耗大约占到社会总能耗的35%,其中供热、通风和空调的能耗几乎占据建筑总能耗的一半。太阳能是清洁的可再生能源,太阳能与建筑一体化对于降低建筑能耗具有重要意义。本文所研究的新型内置式PV-Trombe墙,即将光伏电池板贴在建筑墙体外表面,是对已有PV-Trombe墙的技术改进,该结构可同时实现太阳能的光热、光电利用,对于建筑的通风/供暖-发电联供具有重要的工程应用价值和学术研究的参考价值。本文采用计算流体力学(CFD)方法对带内置式PV-Trombe墙的室内房间的自然通风特性进行了数值研究。选用上海地区冬季一个典型房间(3.5m×3m×2.8m)为研究模型,太阳能烟囱设置于房间南部,烟囱通道宽度0.2m,垂直高度2.3-2.7m。文中选用Realizablek-ε湍流模型、DO辐射模型及SIMPLEC算法对流场和温度场进行计算。首先采用本文数值模型对文献中实验对象进行模拟,计算结果与实验结果吻合良好,证明本文采用的研究方法是可行的。文中模拟计算了内置式PV-Trombe墙房间内部的流场、压力场、温度场,讨论了建筑结构参数对自然通风特性的影响规律和形成机理,主要结论如下：(1)通过室内整体温度,速度分布的对比,认为内置式PV-Trombe墙系统对促进室内自然通风效果最为理想,对太阳能的利用效率更高。与普通Trombe墙系统相比,内置式PV-Trombe墙系统室内平均温度提高了约2℃左右,同时室内通风量增加了11%。PV-Trombe墙由于对太阳辐射有一定的遮挡,对室内温度的提升相比效果最差。(2)内置式PV-Trombe墙出口高度的增加会提高室内通风量与平均风速,但在出口高度大于2.5m后室内通风量与平均风速开始下降。室内平均温度随着烟囱出风口高度的增加而增加,当出口高度大于2.5m时,室内平均温度增加明显。(3)内置式PV-Trombe墙进出口尺寸的增加会提高室内通风量与平均风速,随着烟囱进出风口尺寸的增加,室内平均风速、通风量不断增加。室内平均温度则随烟囱进出风口尺寸的增加而逐渐增加,进出风口尺寸越大,对室内平均温度的提高越明显。(4)内置式PV-Trombe墙进出口径深的增加对提高室内通风量与平均温度的影响不大,不同进出口径深下水平断面的平均速度有略微的差别,在室内高度Y>2m处,径深越小的出风口水平断面上的平均速度提升的越明显,但整体上可认为不同进出口径深的变化对室内流场分布没有产生大的影响。
【作者】朱琦彬；
【导师】苏亚欣；贾敬芝；
【作者基本信息】东华大学，建筑与土木工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】内置式PV-Trombe墙；CFD模拟；烟囱结构；对流换热；

【参考文献】
[1]李玥玥.我国对东盟直接投资的贸易效应研究[D].外交学院,世界经济,2014,硕士.
[2]胡盟盟.亚洲男子篮球格局的演变及影响因素研究[D].苏州大学,体育教育训练学,2013,硕士.
[3]贾红辉,耿美华.拔尖人才科研实践能力培养探索——以学校“钱学森创新拓展班”为例[J].高等教育研究学报,2013,S1:12-14.
[4]罗哲.Boosting模式识别预测方法的抗噪性研究[D].重庆大学,概率论与数理统计,2014,硕士.
[5]周广学.1-3型PZT/Epoxy压电复合材料研究[D].哈尔滨工业大学,材料加工工程,2013,硕士.
[6]郭继军.客户服务中心与建设银行经营发展的关系及发展策略研究[D].湖南大学,2005.
[7]朱建明.地铁车站热环境状态与隧道围岩传热的研究[D].北京交通大学,2014.
[8]姜维.房地产项目全过程风险识别与评估研究[D].郑州大学,企业管理,2013,硕士.
[9]崔永存.滚动轴承—轴系统动力学仿真分析[D].河南科技大学,机械设计及理论,2013,硕士.
[10]邹苏涛.冰雪项目运动员流畅心理状态影响因素结构与特点分析[D].沈阳体育学院,体育教育训练学,2014,硕士.
[11]徐冠球.东海一氧化碳的分布、通量、微生物消耗以及光生产研究[D].中国海洋大学,海洋化学,2014,硕士.
[12]张瑛.政府部门党务管理系统建设与实现[D].吉林大学,软件工程,2013,硕士.
[13]邱飞岳,金锋涛,王丽萍,张维泽.基于双极偏好的滑动窗口参数优化方法[J].计算机科学,2014,03:297-301.
[14]宁兰兰.非小细胞肺癌中IGF1R信号通路与吉非替尼耐药关系的研究[D].广州医科大学,内科学,2014,硕士.
[15]谭双龙.敏捷卫星相机异速像移计算与分析[D].哈尔滨工业大学,光学工程,2014,硕士.
[16]李亚丽.全液压伞钻结构及液压系统设计研究[D].中国矿业大学,机械设计及理论,2014,硕士.
[17]赵阳.企业海外投资经营管理风险控制研究[D].吉林大学,国际商务,2014,硕士.
[18]彭赓.城市轨道交通站点地上集散空间设计研究[D].广东工业大学,建筑与土木工程（专业学位）,2013,硕士.
[19]柳健.高速铁路多层次客流分配方法及系统设计[D].北京交通大学,交通运输规划与管理,2013,硕士.
[20]陈斌.城市隧道施工引发的地表沉陷机理研究[D].中国矿业大学,市政工程,2014,硕士.
[21]王国丰.超前地质预报技术在软岩隧道施工中的应用[D].西南交通大学,建筑与土木工程,2014,硕士.
[22]王海.川芎内生菌对品质影响的初步研究[D].成都中医药大学,生药学,2012,硕士.
[23]张晓梅.美式乡村风格的别墅软装设计研究[D].中南林业科技大学,设计艺术学,2014,硕士.
[24]曾智.数据库安全控制模型的研究与应用[D].大连理工大学,计算机技术与应用,2004,硕士.
[25]赵力民,郎晓玲,康洪全,芦天明.波阻抗反演方法在预测岩性油藏中的应用[J].石油地球物理勘探,1999,S1:39-44+149.
[26]王宗妮.我国射箭运动员不同训练条件下大脑专注度和放松度水平的研究[D].北京体育大学,运动人体科学,2013,硕士.
[27]孔令洪,袁志云,林雅平,周天伟,王震.复杂地质异常体地震子体相干和图像合成识别技术[J].石油地球物理勘探,2012,01:121-125+188+198.
[28]顾龙成.高介电常数树脂基复合材料的研究[D].苏州大学,2013.
[29]韩言虎.陕西房地产企业核心竞争力研究[D].西安建筑科技大学,工程经济与管理,2013,硕士.
[30]史玉峰.数字信息模式识别理论及其应用[D].山东科技大学,2003.
[31]刘立星.沉淀聚合法合成卡波树脂的研究[D].广东工业大学,化学工艺,2013,硕士.
[32]张立.内蒙古农村税费改革研究[D].内蒙古农业大学,农业经济管理,2004,硕士.
[33]胡毛毛.大学生村官期满再择业意向研究[D].安徽大学,社会学,2013,硕士.
[34]王善鹏.平剖图矢量化自动识别研究[D].中国地质大学（北京）,计算机科学与技术,2013,硕士.
[35]王龙金.基于价值链理论的汽车制造业成本管理系统研究[D].沈阳理工大学,会计学,2013,硕士.
[36]刘涛.英国马利华禁令制度研究[D].华东政法学院,法律,2004,硕士.
[37]刘益青,高伟聪,高厚磊,董金海,王立明.基于窄带滤波器和变长数据窗的相量提取算法[J].电力系统自动化,2015,08:126-132.
[38]吴开亚,金菊良.区域生态安全评价的熵组合权重属性识别模型[J].地理科学,2008,06:754-758.
[39]张文静.人造特异性RNA内切酶治疗1型强直性肌营养不良症及优化PUF结构域的初步研究[D].浙江大学,生物化学与分子生物学,2013,博士.
[40]范戌辉.部分肋软骨切取器的研制及在唇裂术后鼻畸形整复中的应用[D].河北医科大学,口腔医学（专业学位）,2013,硕士.
[41]林林.新型ATSE三稳态永磁操动机构的研究[D].沈阳工业大学,高电压与绝缘技术,2013,硕士.
[42]谢毓广,江晓东.储能系统对含风电的机组组合问题影响分析[J].电力系统自动化,2011,05:19-24.
[43]周柯江,胡国栋,刘树俊,胡科可.干涉式光纤陀螺中Shupe效应与Sagnac效应的分离[J].激光与红外,2014,04:429-432.
[44]朱中超.比较优势、竞争优势与中国蔬菜产业发展[D].南京农业大学,产业经济学,2013,硕士.
[45]王娇.氮肥运筹对陆地棉生长生理特征及产量构成的影响研究[D].新疆农业大学,作物栽培学与耕作学,2012,硕士.
[46]海鹰.蒙古语授课高中思想政治课教学现状及对策研究[D].内蒙古师范大学,教育（专业学位）,2013,硕士.
[47]杜娟.独立分量分析及其在图像去噪中的应用研究[D].南京邮电大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[48]吴荣荣.黑河流域分水制度变迁研究[D].兰州大学,区域经济学,2014,硕士.
[49]刘杰.矢量控制技术在变频空调器中的研究与应用[D].广东工业大学,控制工程,2013,硕士.
[50]李翠翠.膝关节镜结合独活寄生丸治疗膝关节骨性关节炎的疗效观察[D].湖北中医药大学,中医骨伤科学（专业学位）,2013,硕士.