水利创新设计大赛作品说明书33
更新时间:2023-05-23 21:44:01 阅读量: 实用文档 文档下载
水利创新设计大赛
初步说明书
利用雨水进行房屋冷却系统
一、设计思路:
我国大部分地区的气候特点是夏季炎热多雨,根据这样的气候特点,在某些地区我们可以在下雨天利用屋顶储存一定量的雨水,并且在地面上修建蓄水池,收集一定范围内的雨水。在炎热的中午通过一定的排水设施将屋顶的水排到楼下,这样可以带走房屋的一部分热量,降低建筑物的温度,可以减少空调的使用,节约了电能。为了不断补充楼顶的水量,可以将已排到楼下的水和蓄水池中的水通过水泵抽到楼顶。对于水泵用到的电能,可以利用从楼顶下落的雨水发电;还可以在房屋上安置太阳能电池,利用太阳能进行发电。
一、作品创新之处:
1、提出了一种雨水利用的新方法——利用雨水进行房屋冷却。 2、对雨水进行多方面的利用:一方面利用雨水的比热容比较大的原理进行房屋冷却,另一方面利用下降的雨水具有较大的机械能的原理进行发电。
3、对雨水进行循环利用,将排到楼下的水再通过水泵抽到楼顶,这样增加了雨水的利用效率,同时又避免了大量使用地下水。 4、利用太阳能和雨水发电这两种新技术,将所产生的电供给水泵使用,减小了城市电网的供电压力。
三、作品的合理性阐述论证:
(一)技术可行方面
雨水直接与房屋接触,如果没有相应的防水材料会造成房屋渗水的现象,降低房屋的使用寿命。现在的防水材料或涂料完全可以解决这个问题。
所需要的设备有太阳能电池板、一定尺寸的塑料管、微型水能发电机、水泵,这些材料在市场上都可以购买到。 (二)设计原理方面
以长40m、宽10m、高30m的房屋为例,通过计算可知,只要选择合理尺寸的太阳能电池板,水能发电机和太阳能电池板所发的电
就能够满足水泵的需求。
因为水能发电机和太阳能电池板所发的电电压不稳定,可以用一个小型稳压器将电压调整到稳定值后供给水泵使用。
四、作品的实用性阐述论证:
以长40m、宽10m、高30m的房屋为例,假设照到被水包括的房屋的上的太阳能完全被水吸收,房屋被水包括的比例为75%,则房屋被水包围的面积是2550m2,查阅资料可得,郑州地区夏季多年平均日照时间为1214h,每平方厘米每分钟太阳热量为0.38卡,则一年中可以吸收的热量为0.38×2550×10000×1214×60×4.187=2.96×1012J。如果这些热量进入房屋,则需要消耗大量的电能将其排到室外。所以利用雨水对房屋进行冷却可以节约大量的电能,减小城市电网的供电压力。
五、结语:
该作品通过对郑州地区气候特点的分析,提出了一套新的雨水利用方案,该方案中利用雨水发电、太阳能发电,并将所发的电能应用于雨水的循环,这样不仅节约了能源,提高了雨水的利用效率,并且降低了房屋的温度,减少了空调的使用,既减少了城市电网的供电压力,又增加了房屋的舒适度。
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