地道风在建筑通风空调中的利用研究

摘要

利用地道风是利用可再生能源的途径之一，利用地道风节约建筑空调和通风能耗这一课题，是在提倡开发利用新能源及可再生能源的形势下重新提出来的，其应用前景很广。 本文在分析地道风降(升)温技术的研究现状的基础上，对地道风在通风空调中的应用前景进行了分析。首先分析并计算了土壤温度分布特性，包括初始土壤温度，使用后地层的温度变化。然后将第四类边界条件即耦合边界条件引进地下工程的动态传热数值模型中，它能更加真实的反应实际条件下的地道内空气和岩壁之间的动态耦合传热过程，并有效避免对流换热系数在实际过程中不为常数的问题。 本文的主要工作是：建立空气和壁面之间传热的数学模型，在一定的非等温、非等热流边界条件下，编制计算程序，对空气和地道换热过程进行模拟分析；在模拟计算中，系统地分析了各种因素对地道风降(升)温的影响；计算出不同条件下室外空气经地道换热后的空气终温，为地道风在通风空调中的应用提供了理论基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1课题的意义和应用前景

1.2地道风在建筑通风空调中的利用

1.3国内外研究现状和进展

1.3.1国内的应用、研究进展

1.3.2国外研究现状

1.4本文的主要研究内容

2应用实例

2.1应用历史

2.1.1西安

2.1.2北京

2.1.3其他地区

2.2现代例子

2.2.1敦煌市博物馆

2.2.2北大附小教学楼

2.2.3上海某大礼堂建筑

2.3本章小节

3地层温度的特性分析及计算

3.1地层温度的计算公式

3.2地层材料的热物理性能

3.3地层温度的特性分析

3.4土壤原始温度的分布

3.5本章小结

4 FLUENT对地道传热的模拟研究

4.1物理模型的简化

4.2空气经地道冷却过程分析

4.3数学模型的建立

4.3.1空气与地道壁面传热过程的初期物理模型

4.3.2传热基本关系式的建立

4.3.3数学模型的建立

4.4边界条件的处理

4.5空气和壁面的对流换热系数

4.6创建网格及计算过程

5现有地道的模拟结果

5.1模型介绍

5.2模型一(地道长度为100m)

5.2.1进口条件为v=2m/s，T=303K

5.3模型二(地道长度为200 m)

5.3.1进口条件为v=2m/s，T=303K

5.4模型三(地道长度为300 m)

5.5模拟结果的比较分析

5.5.1换热量的比较

5.5.2分析速度的影响

5.5.3分析通风时间的影响

6新建地道模拟

6.1中心埋深5 m地道模拟结果

6.1.1情况二：进口为2m/s，306K

6.1.2情况五：进口为2m/s，275.2K

6.2换热量的比较

6.3通风时间的影响

6.4通风速度的影响

6.5中心埋深3米地道模拟结果

6.5.1夏季模拟结果(进口空气为2m/s，306K)

6.5.2冬季模拟结果(进口为2m/s，275.2K)

6.5.3换热量的比较

6.6模拟结果的比较分析

7结论及展望

7.1主要结论

7.2展望

致谢

参考文献

附 录一

附 录二