智能建筑技术课件.ppt

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1、第九章可再生能源利用能量的利用过程实质上是能量的传递和转换过程能量的传递和转换过程热能电能机械能风能水能化学能核能地热能太阳能一次能源(天然存在)二次能源光电转换燃料电池传热聚变裂变燃烧水车水力风车热机电动机发电机90%直接利用传热建筑可再生能源利用，主要指在建筑物上利用太阳能、风能、生物质能、海洋能、地热能和水能等直接或间接来自太阳的可再生能源。用于建筑的可再生能源，可以分为五个部分：太阳能的光电利用，主要包括太阳能光伏发电系统和太阳能光伏照明系统。通过控制围护结构遮阳等部件，充分利用太阳能，同时减少太阳辐射对建筑物环境的

2、影响，实现节能。建筑设计中充分利用天然光采光和自然通风。太阳能光热利用，包括太阳能集热器供生活水和采暖、太阳能热泵采暖和空调系统。其他可再生能源利用，主要指农村乡镇生物质燃料和沼气技术、风能、水能、地热能等。无动力通风系统应用于建筑物设计可产生可观的节能效果。综合利用指在同一建筑物上根据自然环境和周边可利用再生能源情况，进行总体设计，合理利用可再生能源，发挥节能效益。9.1太阳能的光电利用（1）太阳能光伏发电系统，利用半导体器件的光伏效应原理，直接实现太阳能的光电转换。在标准日照条件（1000W/m2）下，一平方米的太阳能电

3、池板上输出功率为130～180W，平均光电转换效率为13%～18%；建筑一体化太阳能光伏发电系统可实现分布式发电，大量减少输配电损失和投入，形成与基地式电站互补的新型能源供应模式；安装了太阳能电池板的屋顶和外墙，直接降低了建筑物外围护结构的温度，从而减少了室内空调的负荷。太阳能光伏发电系统的控制器是建筑设备监控系统的主要组成部分，主要用于监测整个系统的工作状态，保护蓄电池系统。在昼夜温差较大的地方，控制器应具备温度补偿功能，并实现太阳能光伏发电系统的并网发电。（2）太阳能光伏照明系统包括太阳能光伏电池组件阵列、逆变、并网、密

4、封免维护蓄电池、太阳能照明控制器、节能绿色高效光源等，若要实现集中控制功能，还应包括集中控制器及控制网络。其中，太阳能光伏电源控制器采用最大功率点跟踪（MPPT）和脉宽调制（PMM）技术，以最大化地提高太阳能的转换效率和对蓄电池组的保护，实现系统的长期免维护运行。太阳能光伏照明系统主要可用于路灯、园林灯等户外照明设施。9.2通过对围护结构的控制，充分利用太阳能，风能等可再生能源现代节能建筑中，一项重要节能措施是利用天然光来减少照明负荷。通过建筑设备监控系统对窗帘，外遮阳板进行调节，并对邻近天然光的照明设备进行配合控制，可以实

5、现照明系统的节能。通过光导纤维，将太阳光直接导入室内实现白天无天然光照明空间的照明，是太阳照明技术的新产品。在过度季节用自然通风代替空调，是建筑节能的重要措施。通过合理开关门窗，充分利用自然通风。在中空玻璃幕墙结构建筑的顶部设置动力烟囱，或设计建筑物无动力通风系统，合理组织建筑物内的气流等技术措施，也已在试用中取得了成功经验。实现这些对象的控制和调节，都是现代智能建筑的主要课题。9.3太阳能光热利用9.3.1太阳能集热系统太阳能集热器主要分为平板型太阳能集热器和真空管型太阳能集热器两种。平板型太阳集热器的工作原理为：阳光透光

6、盖板照射在表明涂有高太阳能吸收率涂层的吸热板上，吸热板吸收太阳辐射后温度升高，将热量传递给集热器内的工质，使工质温度升高。真空管型太阳集热器的工作原理为：太阳能通过外玻璃管照射到内管表面吸热体上转换为热能，然后加热内玻璃管内的传热流体，由于夹层之间被抽成真空，有效降低了向周围环境的热损失，使集热器效率提高；其产品质量与选用的玻璃管材料、真空性能和选择性吸收膜有重要关系。太阳能集热系统应能实施系统运行的自动控制、集热系统和辅助设备启停的自动切换、防冻保护和防过热保护等控制功能。9.3.2地源热泵地源热泵系统主要分为地埋管换热系

7、统、地下水换热系统和地表水换热系统。地源热泵系统由室外热源和冷源、水环管路和热泵机组、室内末端输配系统组成，有时还要在系统上附加辅助锅炉和冷却塔。地热源泵系统主要采用岩土体、地下水、地表水为低温热源，以水或添加防冻剂的水溶液为传热介质，采用蒸汽压缩热泵技术进行供热、空调或加热生活热水。地源热泵系统方案设计前，应进行工程场地状况调查，并应对浅层地热能资源进行勘查，通过调查来获取水文地质资料。对于地下水换热系统应该进行水文地质实验。地源热泵系统方案系统设计前，应该根据工程勘察结果，评估系统实施的可行性和经济性。地源热泵系统施工时

8、，严禁损坏即有地下管线和构筑物。地源热泵系统地埋管换热器安装完成后，应该在埋管区域作出标志或标明管线的定位带，并应采用两个现场的永久目标进行定位。地源热泵系统地埋管换热系统施工前应具备埋管区域的工程勘察资料、设计文件和施工图纸，并完成施工组织设计。地源热泵系统地下水换热系统应根据水文地质勘