太阳能在空调系统中的应用

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1、太阳能在空调系统中的应用第1章绪论1.1我国的太阳能资源我国地面接受的太阳能资源非常丰富，辐射总量为3340～8400（MJ/m2）/a，平均值为5852（MJ/m2）/a，主要分布在我国的西北、华北以及云南中部和西南部、广东广南部、福建东南部、海南岛东部和台湾西南部等地区。太阳能高值中心（青藏高原）和低值中心（四川盆地）都处在北纬22°～35°这个条带中。上图为我国太阳能辐射分布图。图中将我国接收太阳辐射分为4哥等级，分别是：非常丰富地区（Ⅰ）>6700MJ/m2；丰富地区（Ⅱ）5400～6700MJ/m2；较丰富地区（Ⅲ）4200～54

2、00MJ/m2；较差地区（Ⅳ）<4200MJ/m2。和地球上其他能源，特别是传统的化石能源相比，太阳能的特点是覆盖面广、无害性，相对于传统化石能源资源可以说是取之不尽、用之不竭，总量非常大；其缺点是能量密度较低（约1kW/m2）、分散、受地理位置和气候影响，存在随机性，而且只有白天有，但是随着化石资源的不断减少，大量使用化石资源带来的环境污染等，给我们开发利用太阳能资源带来了机会，当然，基于上述分析，如何实现经济大规模地利用太阳能依然是一项挑战。（参考资料新能源概论）1.2太阳能在建筑节能中的应用1.2.1建筑节能的重要意义建筑节能是指在建筑中

3、提高能源利用效率，用有限的资源和最小的能源消费代价取得最大的经济和社会效应。建筑节能具体是指节约采暖供热、空调制冷、采光照明以及调节室内空气、湿度、改变居室环境质量的能源消耗，还包括利用太阳能、地热(水)能源的综合技术工程。欧美等发达国家对建筑节能方面的研究和应用开始得较早。在国内，随着人们对环境问题的日益重视以及可持续发展理念在现代建筑设计中的体现，绿色建筑、可持续建筑、高性能建筑逐步产生。因此在满足使用者舒适度的基础上，如何提高建筑对能源的利用效率、更好地利用自然能源、降低对外界热环境的影响，即建筑节能的问题显得日益重要。我国地域辽阔，各地气候

4、差异悬殊，绝大部分地区冬季寒冷，夏季炎热，温差很大。近年来随着人民生活水平的提高和我国建筑业的快速发展，建筑耗能正在逐步提高。作为耗能大户的建筑，其节能也就成为关系国计民生的重大问题。而同时，由于我国节能工作起步较晚，能源浪费现象严重，建筑节能工作显得尤为突出。1.2.2太阳能在建筑节能中的应用形式太阳能在建筑节能中的应用形式主要有太阳能的热利用和太阳能光电技术。目前，从我国的实际情况和居民的承受能力来看，光电技术成本过高，暂时不适合在建筑节能中应用；太阳能在建筑中的热利用便成为主要应用方式，尤其是以太阳能在建筑采暖、空调和供应热水等方面的应用为主

5、。1.2.2.1太阳能在采暖系统中的应用1.2.2.1.1被动式采暖：被动式采暖是指利用房屋结构本身完成太阳能的集热、蓄热和放热功能。常用的被动式采暖主要有直接收益式、蓄热墙和附加阳光间3种。直接收益式系统，是将阳光可以照射到的地面和墙体做成蓄热结构，或将太阳光直接引入室内，其结构如图1所示。白天利用其蓄积太阳能，晚间这些表面则又成为散热表面。由于直接收益式系统获得的太阳能有限，整幢建筑必须有良好的保温性能才能使此系统发挥作用。蓄热墙的目的是在冬季将进人室内的太阳辐射热储存起来，当夜晚气温下降时再以对流方式逐渐地使热量释放出来。墙体隔着一层玻璃朝向

6、太阳，当阳．光透过玻璃照射到墙体上时，一方面墙体开始储存热量，同时处于玻璃和墙体之间的空气被加热。上升的热气流通过墙体上方的开口进人室内，同时带动室内冷空气从墙体下方开口进人风腔，如此不断循环，使室内温度提高。这种系统被称为“特隆比墙”。其结构如图2所示，特点是简单、经济、实用，容易建造并且应用广泛。附加阳光间系统和蓄热式系统接近，只不过将玻璃幕墙改做成一个阳光间，利用阳光间的热空气及蓄热的南墙来蓄积太阳能。阳光间内的南墙可以开窗，将阳光间内的热空气导人室内。这种系统结构简单，对建筑外立面影响小，如图3所示。我国被动太阳房采暖节能60％一70%[I

7、]，平均1平建筑面积每年可节约20一40kg标煤，发挥着良好的经济和社会效益。1.2.2.1.2主动式采暖：太阳能主动式采暖是利用太阳能集热器吸收太阳能作为采暖系统的热源，向采暖系统提供低温热水，通过室内部分的采暖系统来完成室内的加温过程，使室内温度达到设计要求门。以太阳能水源热泵采暖系统为例：太阳能水源热泵系统由3部分组成，即太阳能集热系统、水源热泵系统和热水供应系统。其系统是将建筑物的消防水池作为蓄水供应系统，以解决太阳能的间歇性和不稳定性。在我国大部分地区运用太阳能水源热泵系统，都会收到良好的节能效果，尤其是对于年太阳辐射总量较高，冬季日照率

8、高的地区，该系统是一种理想选择。因此，根据2种方式采暖自身的特点，室外气温较高的地区可以采取被动方式；对于夏热冬冷的地区应