近零能耗建筑半导体电热堆冷热墙应用的研究

摘要

随着社会的不断发展，现今人们对居住环境的要求日益变高，不仅对建筑美学有较高的要求，对建筑室内环境也有要求。对于建筑室内的温度，湿度，有害物浓度都有越来越严格的要求。而在这些因素中，空调的能耗又是建筑能耗的大部分，而在提倡建筑节能的当下，日益增长的能源需求决定了建筑节能的重要性。尤其是在夏热冬冷地区，夏季空调和冬季采暖的需求对节能提出了严峻的挑战。因此，文章创新性的实验和研究了夏热冬冷地区的建筑节能新方式:近零能耗建筑实验室的建立，并且探索性的研究了近零能耗建筑中全新的空调和采暖模式-半导体冷热墙系统。并得出一系列指导性的结论。
　　在实验初期，建立了夏热冬冷地区近零能耗实验室，依据近零能耗建筑对维护结构的要求，将建筑外墙，外窗，外门等改造成为近似符合实验近零能耗实验室要求的围护结构，大幅度减小其传热系数。并且成功的建立了近零能耗建筑中冷热墙实验体，安装测试完成。
　　实验实测冷热墙实验单体的工作电流电压值，以及板面温度值的大小。半导体冷热墙在工作稳定之后，散热面平均温度达到50℃以上，并且电流电压值趋于稳定不变，说明冷热墙模块的工作稳定性良好，工作效果较好。
　　在近零能耗建筑实验室中，连续有效运行实验半导体冷热墙，测试实验室中各个不同时段的温度值的变化情况，并且利用Phoenics软件对房间内部温度场和空气流速场进行模拟分析，看到在实验室内部，稳定运行两小时之后的冷热墙面可以达到室内采暖的目的，效果良好，后期深入实验可以加大冷热墙布置面积，采暖空调效果预计会更佳。
　　最后，利用软件模拟将新风系统引入冷热墙实验室内部，在冷热墙稳定运行的情况下，新风引入实验室可以加强室内的空气扰动，利于板面的换热和加强空气的对流，有利于实验室内温度的均衡性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题的研究背景及意义

1．2 近零能耗建筑的介绍

1．3 半导体冷热墙的介绍

1．4 计算流体力学数值模拟理论

1．5 国内外使用和研究现状

1．5．1 国外研究现状

1．5．2 国内研究现状

1．6 问题的提出与主要研究内容

第2章 近零能耗建筑中半导体冷热墙的建立

2．1 近零能耗建筑实验室的建立

2．1．1 近零能耗建筑实验室概况

2．1．2 近零能耗实验室的热工参数

2．2 半导体冷热墙面的建立

2．2．1 冷热墙单体的结构

2．2．2 冷热墙面的构造

2．3 太阳能在实验中的应用

2．4 本章小结

第3章 半导体电热堆冷热墙单体的研究

3．1 实验半导体冷热墙的介绍

3．1．1 半导体冷热墙的结构及原理

3．1．2 半导体冷热墙的基础计算

3．2 半导体冷热墙单体的实验研究

3．2．1 冷热墙单体工作状态的实验准备

3．2．2 冷热墙工作电流电压值分析

3．2．3 冷热墙单体稳定工作温度测试

3．3 半导体冷热墙模块的温度场数字模拟

3．3．1 模拟的准备和目的

3．3．2 模拟结果及其分析

3．4 本章小结

第4章 半导体电热堆冷热墙在近零能耗建筑中的研究

4．1 半导体冷热墙在近零能耗建筑中的意义

4．1．1 近零能耗建筑的负荷特性

4．1．2 半导体冷热墙的应用优势

4．2 半导体冷热墙在近零能耗建筑中的实验研究

4．2．1 实验目的及方法

4．2．2 实验研究内容

4．2．3 实验结果及其分析

4．3 近零能耗建筑中半导体冷热墙实验的数字模拟

4．3．1 模拟的意义及方法

4．3．2 模拟结果及其分析

4．4 本章小结

第5章 新风引入半导体冷热墙实验中的分析

5．1 近零能耗实验室中新风计算模拟的方法

5．1．1 新风引入的方式

5．1．2 新风引入的计算

5．2 新风引入实验室的数值模拟

5．2．1 新风送风处的模拟结果

5．2．2 回风处的模拟结果

5．3 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间发表的论文