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建筑节能设计与技术可再生能源


玻璃真空管热水器
• 利用真空中热量不易散失的原理研制新一代太阳能集热 部件——玻璃真空集热管。将玻璃罩管和集热面之间的 空气抽出后利用玻璃的热塑性进行收口,使玻璃罩管和 集热面之间形成真空,起隔绝热传导的作用,玻璃良好 的透光性又保证了集热面能最大限度的吸收太阳辐射射板和 支架组成
虹吸原理:就是连通器的原理
虹吸现象是液态分子间引力与 位能差所造成的,即利用水柱 压力差,使水上升后再流到低 处。由於管口水面承受不同的 大气压力,水会由压力大的一 边流向压力小的一边,直到两 边的大气压力相等,容器内的 水面变成相同的高度,水就会停止流动。利用虹吸现象 很快就可将容器内的水抽出。
定义:指太阳所负载的能量,它一般以阳 光照射到地面的辐射总量来计量,包括太阳直 接辐射和天空散射辐射的总和。
太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源,生 物质能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能,广义地 说,太阳能包含以上各种可再生能源。
太阳能利用的优点
(1)储量的无限性 (2)存在的普遍性 (3)利用的清洁性 (4)利用的经济性
太阳能利用的缺点 1. 分散 2. 随机 3. 间歇
中国的太阳能资源
中国的太阳能资源——中国的太阳能资源与同纬度的 其他国家相比,除四川盆地和与其毗邻的地区外,绝 大多数地区的太阳能资源相当丰富,和美国类似,比 日本、欧洲条件优越得多,特别是青藏高原的西部和 东南部的太阳能资源尤为丰富。 分布总趋势:北高南低,西高东低。
热管式集热器(热水器)
• 热管式集热器的工质是一种相变材料,密封装于管状容器内。当工 质(热媒)受到太阳辐射热作用时,即升温、蒸发或升华,将热量 蒸发或升华,将热量 带入水箱,加热箱内 贮水,热媒即被冷却、 液化或固化之后,热 媒受重力作用返回低 端,再受热、再蒸发 或升华,送热进水箱, 如此往复循环。
定义:利用南向大面积窗户,冬季白天使大量阳 光透入,夜间则用专门的保温窗帘或保温板遮挡 窗口。室内地面需用蓄热能力大的材料,如砖、 石或混凝土等做成,在白天吸收并蓄积热量,夜 间不断向室内释放,使室内维持相对稳定的温度。 其他朝向的各面维护结构则尽量加强保温,减少 热量散失和冷风渗透。
直接得热式:
两个问题:
1 绿色建筑的能源从哪来
可持续能源是清洁能源,是指在自然界中可以 不断再生、永续利用、取之不尽、用之不竭的资源, 它对环境无害或危害极小,而且资源分布广泛,适 宜就地开发利用,主要包括太阳能、风能、水能、 生物质能、地热能和海洋能等。
2 能源如何在建筑中运用
一、太阳能
1 太阳能的基本概念
中国太阳能资源分布
太阳能技术
光热技术——通过转换装置把太阳辐射能转换成热能利用的
属于太阳能热利用技术,简称光热技术。
光伏技术——通过转换装置把太阳辐射能转换成电能利用的
属于太阳能光发电技术。光电转换装置通常是利用半导体器件 的光伏效应原理进行光电转换的,因此又称太阳能光伏技术。
太阳光导光照明技术——由集光机+石英光纤传输导线+尾
端投射灯具组成的太阳光导光照明系统又称“向日葵采光系统 ”。
太阳能技术
2 太阳能热水器
1)太阳能贮存方式
●显热贮存 物质因温度变化而吸收或放出的热能称为显热。
●潜热贮存 伴随物质的相变过程进行的,利用物质发生相变过程 中吸收或放出大量潜热而基本保持温度不变。
2)太阳能热水器的理论 基础
当集热器受太阳辐射后,水 温升高,容重变轻,集热器内热 水受热压作用进入储水箱 ,同 时,储水箱下部的冷水补充进入 集热器,接受太阳辐射加热,随 后则重复前述过程,从而达到提 供热水的目的。
第4章 建筑节能设计与技术
4.4 可再生能源利用技术
降低能源消耗是绿色建筑最重要的特 征之一
广义地说,建筑能耗由建筑物内使用能耗、 建材生产能耗和建筑物建造能耗三部分组成。狭 义的建筑能耗是指建筑建成以后,在使用过程中 每年消耗商品能源的综合,包括采暖、通风、空 调、热水、照明、电器、炊事等方面的用能。
直接得热式:
设计方法: 在寒冷时段的气候条件下,对窗户而言有利的能 量平衡条件是: ◇窗户南向,光线直射,有蓄热储备 ◇其热阻等于或大于双层玻璃 ◇为了尽量减少热桥效应和冷风渗透,必须慎重考 虑接缝处构造和窗框材料 ◇采用常规设施采暖的地方,热控制设施应该放置 于窗的外侧。
3 太阳能建筑
●主动系统 ●被动系统
有机械循环动力作为重要组成环节参与的太阳能建筑是 主动式太阳能建筑,反之,在建筑物捕获、利用太阳能的 过程中,没有机械动力作为主要环节参与的则称之为被动 式太阳能建筑。
被动式太阳能利用的主要类型
1. 直接式 2. 蓄热墙式 3. 阳光间式 4. 蓄热屋顶式
直接得热式:
特点:该系统让太阳辐射直接进入室内,让室内 的墙面和地面蓄热,因此,需要根据采暖计算所 需蓄热材料的面积和厚度。其优点是,在拥有充 足阳光的同时拥有开阔的视野,需要增加的额外 建设费用很少,效率很高;缺点在于室内温度波 动大,容易发生夏季过热的情况,为了保证蓄热 材料暴露在直射阳光下,需要限制铺设地毯,在 墙上挂画或增加木装饰等行为。
3)太阳能热水器分类 ●依据集热技术上的发展可分为三个阶段:
闷晒式,平板式,真空管式。
人们设计出第一代太阳能热水器——闷晒式太阳能热水 器。它是一个由镀锌薄铁板或铝合金薄板制作的表面涂以 黑色涂层的储水箱,利用黑色物体吸热效果较好的原理进 行工作。这种太阳能热水器的特点是:在阳光照射强度较 大时吸收热量,而当阳光照射强度减弱时又向外界散发热 量。
• 平板式太阳能热水器对太阳辐射热能的吸收是靠一块集热 平板完成的,集热平板由对热量传递较快的铝合金薄板或 紫铜薄板制作,这大大提高了太阳能热水器的集热效率,
• 其运行原理是集热平板将所吸收的热能传递给平板下的水, 集热平板底部和上部各有一个管道接口和位于比集热平板 稍高的带有保温层的储水箱相连,利用冷、热水比重不同 的原理进行自然循环,将集热平板所吸收的热能传递到储 热水箱中储存供人们需要时使用。
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