太阳能供暖空调系统设计探讨

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1、万方数据暖通空调HV&AC2009年第39卷第3期设计参考·53·太阳能供暖空调系统设计探讨中南建筑设计院刘华斌☆马友才周殉树姜毅摘要阐述了太阳能集热器的选择和布置、太阳能供暖空调系统的两种形式。结合工程实例，描述了太阳能应用于地板辐射供暖和热水型溴化锂吸收式制冷的设计方案及系统控制要求。关键词太阳能集热器系统地板辐射供暖DiscussionondesignofsolarheatingandairconditioningsystemByL『uHuobin"k，lifoYoucoi，ZhouXunshuandJiongy』AbstractExpoundssele

2、ctionandarrangementofthesolarcollector，andanalysestwoformsofthesolarheatingsystem．Withanexample，presentsthedesignschemeandsystemcontroldemandsoffloorheatingsystemandhot-waterLiBrabsorptionrefrigerationsystemadoptingsolarenergy．Keywordssolarenergy，heatcollector，system，floorheating★Ce

3、ntral—southArchitecturalDesignInstitute，Wuhan，China1太阳能供暖空调系统设计要点1．1太阳能集热器的选择及布置1．1．1太阳能集热器的选择我国目前使用的太阳能集热器可简单分为两类：平板型和真空管型。真空管型因构造的不同可分为：全玻璃真空管集热器、热管真空管集热器、U形管真空管集热器等。平板型太阳能集热器应用较早，具有采光面积大、结构简单、运行安全可靠、投资成本较低、维护管理方便、使用寿命长等优点，已应用于生活热水供应、供暖空调工程、工程除湿、温水养殖等领域。但其热流密度低、工质温度低。由于平板型集热器不具备聚光

4、功能，其工作温度一般限于100℃以下。全玻璃真空管集热器结构简单、工艺成熟可靠、玻璃材料容易得到、成本随着批量使用逐年降低，全玻璃真空管太阳能热水器已占我国太阳能热水器生产总量的70％。其缺点是玻璃易碎、运输及维护管理相对要求较高，不能承压，目前价格仍偏高，工程上应用投资回收期较长。热管真空管集热器水容量小、热启动快、防冻能力强，且集热温度高，但目前价格较高。在太阳能供暖空调工程中，从制冷设备效率的角度考虑，希望集热器的出水温度越高越好，平板型太阳能集热器随着集热器出水温度的升高其集热效率衰减较陕，在制冷工程中的应用优势不明显，随着制造成本的逐年降低，全玻璃真

5、空管和热管真空管愈来愈适合应用于既有供暖又有制冷需求的工程中。现有几种太阳能集热器合理的工作温度区为：平板型太阳能集热器，80℃以下；真空管／热管太阳能集热器，80～120℃；聚光型太阳能集热器，120℃以上。1．1．2太阳能集热器的布置太阳能集热器宜按朝向正南，或在南偏东、偏西30。的朝向范围内设置；安装倾角宜选择在当地纬度一10。～20。的范围内。前后排集热器之间不能相互遮挡，某一时刻太阳能集热器不被前方障碍物遮挡阳光的日照间距按式(1)计算：S—HcothCOS70(1)式中s为集热器不被前方障碍物遮挡阳光的日照间距，m；H为前方障碍物的高度，m；h为计

6、算时刻的太阳高度角，。；70为计算时刻太阳光线在水平面上的投影线与集热器表面法线在水平面上的投影线之间的夹角，。。平板型集热器之间的连接可采用图l或图2所示的方式，串联的集热器个数不宜超过3个，推荐采用并联方式；集热器组之间的连接可参考图3的并联同程方式，当异程布置时，应有保证水力平衡的措施，☆刘华斌，男，1967年4月生，大学，教授级高级工程师430071武汉市中南二路lo号中南建筑设计院(027)87336898E-mail：I，H13-WH@163．com收稿日期：2008—12—24万方数据·54·设计参考暖通空调HV&AC2009年第39卷第3期㈣觚

7、图1集热器并联布置图甄腻图2集热器串联布置图3集热器组同程布置如在各组集热器的进(出)水管上设置流量控制阀。1．1．3太阳能集热器的单位面积流量太阳能集热器的单位面积流量应根据太阳能集热器生产企业给出的数值确定，估算时宜按表1给出的范围取值。表1太阳能集热器的单位面积流量大型集中太阳能供暖系统(集热面积大于100m2)小型独户太阳能供暖系统板式换热器间接式太阳能集热供暖系统太阳能空气集热器供暖系统1．2制冷设备1)目前应用较多的太阳能制冷设备主要有热水型吸收式制冷机组和太阳能吸附式制冷机组，热水型吸收式制冷机组由于制冷循环的差异，可分为单效、双效、三效以及单效

8、两级复合式机组，单效、双效、三效要求的