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太陽(yáng)能空調(diào)建筑系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例分析

發(fā)布時(shí)間:2017-07-24 08:48:27

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1工程概況

本工程為國(guó)家太陽(yáng)能熱水器質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(北京)順義檢測(cè)基地。工程總建筑面積為1850 平方米,建筑類(lèi)型為辦公室及實(shí)驗(yàn)室(如圖1 所示)。

2建筑概況

本工程建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本情況如下:

建筑面積:1850m2,分為上下兩層,共15 個(gè)房間;

平均窗墻面積比:0.14;

辦公樓墻體保溫層采用硬泡聚氨酯,平均厚度30mm;

墻體平均傳熱系數(shù):0.32W/(m2·k);

辦公樓屋面保溫層采用擠塑聚笨板,平均厚度60mm;

屋面平均傳熱系數(shù):0.49W/(m2·k)。

90系列塑鋼型材窗戶(90 系列塑鋼型材+ 中空玻璃,Low-E 6+9+6),傳熱系數(shù):2.2 W/(m2·k)。
如圖2 所示,利用Trnsys 軟件,對(duì)建筑物冷熱負(fù)荷做了模擬計(jì)算,根據(jù)軟件模擬結(jié)果,該建筑夏季冷負(fù)荷99.8W/m2,冬季熱負(fù)荷為50.3W/m2。

3系統(tǒng)設(shè)計(jì)

經(jīng)對(duì)比分析,本工程采用了性能較為穩(wěn)定,經(jīng)濟(jì)性較好的U形管集熱器(如圖3所示),制冷機(jī)組選用了低溫?zé)嵩粗屑纯沈?qū)動(dòng)的溴化鋰吸收式制冷機(jī)組,末端空調(diào)系統(tǒng)采用風(fēng)機(jī)盤(pán)管形式。夏季,太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)向吸收式制冷機(jī)組提供熱量,由制冷機(jī)組轉(zhuǎn)化為冷量提供給整個(gè)建筑;冬季,太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)收集熱量并通過(guò)板換實(shí)現(xiàn)整個(gè)建筑的采暖。為了充分利用太陽(yáng)能,本系統(tǒng)分別設(shè)計(jì)了儲(chǔ)熱水箱和蓄冷水箱。為驗(yàn)證不同輔助能源的經(jīng)濟(jì)性及可靠性,本工程設(shè)計(jì)了兩種輔助能源:生物質(zhì)鍋爐和風(fēng)冷冷水機(jī)組。不同形式集熱器特點(diǎn)如表1所示。

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圖1 辦公樓實(shí)體圖

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太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)主要設(shè)備選型:

集熱器面積:457m2;

集熱器類(lèi)型:U 型管式;

集熱器規(guī)格:Φ58mm×1800mm×16 支;

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圖3 U形管太陽(yáng)能集熱器

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集熱器與建筑結(jié)合方式:置于建筑物屋面(如圖3 所示)。

集熱器效率性能指標(biāo):經(jīng)國(guó)家太陽(yáng)能熱水器質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(北京)檢測(cè),選用的集熱器在歸一化溫差為0.07m2·K/W,過(guò)熱保護(hù)及防凍功能。

4.2空調(diào)系統(tǒng)控制

為了達(dá)到太陽(yáng)能熱利用的最大化,本系統(tǒng)分為四種工況運(yùn)行,即制冷工況、制冷加蓄冷工況、蓄冷水箱運(yùn)行工況及蓄冷工況。

5系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性

本工程實(shí)際造價(jià)為139.4 萬(wàn)元,折算到單位空調(diào)面積為753元/m2。根據(jù)夏季實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)在空調(diào)工況下的運(yùn)行費(fèi)用為4.2元/m2,費(fèi)效比為0.15 元/kW·h。

6結(jié)語(yǔ)

根據(jù)實(shí)際測(cè)算值,本工程集熱系統(tǒng)運(yùn)行效率高達(dá)50%,溴化鋰機(jī)組COP 平均值高達(dá)0.75,太陽(yáng)能制冷性能系數(shù)為0.38,實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)高效運(yùn)行。本系統(tǒng)所采用的制冷機(jī)組在68℃熱源溫度下即可啟動(dòng),并選用容易大量獲取的生物質(zhì)燃料作為太陽(yáng)能的輔助能源,提高了太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)的可再生能源應(yīng)用比例。

該工程將繼續(xù)對(duì)本系統(tǒng)采暖工況進(jìn)行檢測(cè),獲取更加全面的數(shù)據(jù),對(duì)太陽(yáng)能供熱空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行更加全面的評(píng)價(jià),為更好地促進(jìn)太陽(yáng)能在建筑物的應(yīng)用積累寶貴經(jīng)驗(yàn)。

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