水利创新设计大赛作品说明书33.doc

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。 作品创新之处： 提出了一种雨水利用的新方法——利用雨水进行房屋冷却。 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。 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。 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。 作品的合理性阐述论证： 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。 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。 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。 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。 5