1、毕业设计文献综述 建筑环境与设备工程 上海市迎宾宾馆建筑空调和太阳能热水系统设计 一、前言部分 现阶段，节能减排低碳经济已成为全民行动，中共十七大胡锦涛总书记首提“生态文明”国家发改委下达文件推进全国太阳能利用工作实施方案，太阳能、风能等新能源的推广应用日渐成为节能减排的重要内容。考虑到便利性、可操作性和使用成本等因素，太阳能热水采暖，生活热水与建筑一体化是实现建筑节能的理想选择。 文献 1定义太阳能建筑 ( solar building) 是指利用太阳能代替部分常规能源以提供采暖、制冷，热水、空调、照 明、通风动力等一系列功能的建筑物 , 以满足 ( 或部分满足 ) 人们生活和生产的需要 。
2、在建筑中应用太阳能供暖、制冷，可节省大量电力、煤炭等能源，而且不污染环境，在年日照时间长、空气洁净度高、阳光充足而缺乏其他能源的地区，采用太阳能供暖、制冷，尤为有利。 太阳能建筑由集热系统、蓄热系统、分配系统、辅助热源和控制系统五部分组成。主要工作原理是在控制系统的自动控制和辅助热源的帮助下 , 通过太阳能建筑的各种集热系统 ( 建筑构件本身或附加独立式集热器 ) 收集太阳辐射能 ,之后将集热系统收集的热能储存到建筑构建本身的各种蓄热 系统 , 最终通过分配系统实现能源的利用。 二、主题部分 1.太阳能采暖 文献 2指出太阳能供热采暖系统由太阳能集热系统 太阳能集热器、贮热水箱、循环管道及相关
3、装置、设备 (水泵、控制部件等 )和末端散热设备组成。文献 3概述 Transpired solar collectors are ideal for buildings that require preheat for ventilation air. In these systems, air is pulled from the outside through small holes in the skin of the building. Heat is transferred as the air moves through the holes. The buildings inta
4、ke air fan moves this energy to the building with the fresh air. More than 60% of the incident radiation hitting the surface is transferred to the building as heat. 文献 4陈述太阳能集热板经一段时间的光照作用，集热器出口温度 T1 与集热水箱温差 T2（ T1- T 10）大于某设定值时（此温差可设置），集热循环泵启动将集热介质携带的太阳能热量通过二次换热将热量传给承压换热水箱，当换热水箱温度（ Tb 45）达到低温采暖温度时（此
5、温度可设置），采暖循环水泵启动向房间供暖，当 Ta 5 10时，集热水循环泵停机，但换热水箱温度 Tb 25时采暖循环水泵停机如此周而复始完成太阳能热量的收集、储存、供应。生 活热水直接从集热水箱中收取。当太阳能供热不足时，以辅助加热系统补充，辅助加热方法有燃气壁挂炉、电、柴薪、煤火炉等加热方法补充，用户可根据自身条件任意选择，太阳能系统与辅助加热系统联合供热，以保证全天候的热水供应和冬季低温辐射采暖要求。 文献 5定义在低温时集热效率较高的太阳能集热器和蒸发温度较高时系统效率较高的热泵系统相结合 , 采用太阳能加热系统来作为热泵系统的热源 , 这种太阳能与热泵联合运行的系统被称为太阳能热泵系
6、统。文献 6指出近年来，多采用直膨式太阳能热泵，将太阳能集热器直接作为空调系统的蒸发器， 这会提高系统的蒸发温度，使系统的性能得到提高。另外，可将直膨式太阳能热泵与热水、采暖和蓄能系统结合起来实现复合能量系统，可大幅度的提高热泵系统的全年利用效率，改善机组的多项性能，实现多项节能。 对于普通建筑一般采用主动式太阳能采暖，主动式太阳能采暖又分为直接式和间接式，文献 7指出所谓间接采暖就是集热器加热的热水并不直接拿去供暖而通过辅助热源（电加热、热泵等）将该热水的温度提高后再拿去供暖。直接式就是将集热器加热的热水直接用来供暖，低温地板辐射采暖就是目前得到广泛应用的一种直接采暖方式，其主要特点是供水温
7、 度要求较低，所以将太阳能与地板采暖相结合非常适宜。 文献 8概述 Solar thermal technologies are one of the major renewable technologies for the low-temperature heat supply. The key issue for the future is energy storage. To reduce storage capacity it is necessary to develop and foster fundamental and applied research in this area
8、. 2.太阳能制冷 太阳能制冷主要依靠吸收式制冷机和太阳能集热器两大部件联合运行构成。文献 9说明吸收式制冷是利用两种物质所组成的二元溶液作为工质来进行的。这两种物质在同一压强下有不同的沸点，其中高沸点的组成部分称为吸收剂（例如： 溴化锂， 沸点为 1265，有吸水性），低沸点的组成部分称为制冷剂（例如：水，沸点为 100）。文献 10指出常规的吸收式空调系统主要包括吸收式制冷机、空调箱（或风机盘管）、锅炉等几部分，而 太阳能吸收式空调系统是在此基础上再增加太阳集热器、储水箱和自动控制系统。 吸收式制冷机与传统压缩式制冷机在获取冷量的原理上是相同的， 都是利用高压液体制冷剂经节流阀节流降压后，
9、在低压下蒸发来制取冷量，它们都有起同样作用的冷凝器、蒸发器和节流装置。而主要区别在于由低压冷剂蒸汽如何变成高压蒸汽所采用的方法不同，压缩式制冷机是通过电能驱动压缩机来实现的，因此耗电大；而吸收式制冷机是利用太阳能热水的热量，通过吸收器，溶液泵和发生器等设备来实现的，因此省电。 文献 11说明了太阳能固体吸附式制冷是利用固体吸附剂（例 如沸石分子筛、硅胶、活性炭、氯化钙等）对制冷剂（水、甲醇、氨等）的吸附（或化学吸收）和解吸作用实现制冷循环的。吸附剂的再生温度可在 80 150之间，也适合干太阳能的利用。太阳能吸附式制冷系统结构简单、没有运动部件，能制作成小型装置。太阳能吸附式制冷循环为问歇性运
10、行，多用于制冰工况。 随着我国国民经济的发展和人民生活水平的提高，制冷和空调的需求会越来越大，特别是建筑物降温的能耗巨大，给能源、电力、环境等方面带来越来越大的压力。利用太阳能来解决这个问题值得重视，但太阳能空调应根据不同地区的气候特点，不同的使用 要求，综合采取多种技术措施（如主动式制冷与被动式降温相结合），才能解决好这个问题。虽然经过 2 0 多年试验研究和技术攻关，我国的太阳能制冷及空调事业某些方面已取得了很大的进展，一些应用技术正开始迈入实用化阶段，但是由于过去投入不够，许多有研究基础的单位不得不放弃了已经取得进展的工作，只有少数单位坚持了下来。此外，技术上仍存在不少问题需要加大科研攻
11、关力度予以解决，即使某些较为成功的技术，在推广应用和产业化方面仍面临艰巨的工作。因此，太阳能制冷空调事业要取得稳步发展，还需要政府和社会的大力支持，需要科技人员不断 的研究和创新，经过各方面的共同努力，相信一定能够取得成功。 3.太阳能热水 文献 12叙述了太阳能热水主要是通过太阳能热水器将太阳的辐射能转化为可直接利用的热能，对建筑进行生活热水的供给。太阳能产品具有运行费用低、环保节能、提升建筑品位等突出优点，除了在建筑屋顶安装太阳能外，还可以利用建筑物的南立面，作为安装集热器的有利位置，从而充分利用建筑外表面，安装更多的太阳能热水器，以提供不同使用群体对热水的需求。 文献 13指出太阳能技术
12、开发在中国尚处于初级阶段，因此我们在集中精力搞技术研究的同时，应努力提高产 品质量，同步发展制造和施工工艺。文献 14指出目前，太阳能热水系统存在供热管道长，热损耗多的情况。每次热水使用时，需要放掉集热板至水箱之间的管道积水，出水口才流出符合使用要求的热水，无形中造成了水资源的浪费。因此，太阳能热水管道走向设计、热水管道和节头部位的保温等问题是我们重点需要解决的问题之一。 对于民用建筑使用的太阳热水系统，一般应设计成直流定温与温差循环相结合的运行方式，当储热水箱水位不满时，系统采用直流定温方式运行；当储热水箱达到满水位时，系统自动转入温差循环，通过提升储热水箱的热水温度，来储存太 阳能集热器得
13、到的热能。文献 15说明了集中供给热水系统为分体式运行方式，系统包括太阳能集热器和大水箱，两者相互分离，管路系统承压运行。太阳能集热器一般采用平板式集热器或热管 真空管式集热器，这两种集热器都具有内部不走水的特点，并且都可以承压运行，十分适用于分体式热水系统。该系统采用集热器、水箱、智能控制设备和辅助加热设备集中使用的方式，因此初期投资成本比较低。集中供给热水系统的使用，利于平衡每户的用水量，提高了太阳能利用效率。通过分户计量的方式收取热水费以使开发商初期投资可以通过后期的运行逐步收回，并能够 从中获取收益。物业部门利用热水费的收益进行系统的日常维护和管理，很大程度上节约了人力物力，减低了后期
14、的维护成本。系统一体化设计由建筑设计阶段开始进行，有助于提高热水系统与建筑一体化水平。 三、总结部分 我国是一个发展中大国 , 又是一个建筑大国。目前 , 随着生活水平的不断提高 , 建筑业能耗占总能耗的比重越来越大 , 建筑耗能已经成为我国能源消耗的三大耗能大户 ( 建筑业、制造业、交通业 ) 之一。预计到 2020 年 , 我国的建筑总面积达 700 亿平方米 , 庞大的建筑能耗已经成为我国发展面临的严峻问题。太阳能建筑恰恰 解决了这一严峻的能源危机问题。太阳能建筑是利用太阳能供暖和制冷的 ,可以节省大量的电力、煤炭等能源。据有关研究表明 , 每年到达地球表面上的太阳辐射能大约相当于 13
15、0 亿万吨煤 , 其总量是现今世界上可以开发的最大资源 , 可以说太阳能是取之不尽的 ; 根据目前太阳产生的核能速率估算 , 氢的贮量足够维持上百亿年 , 而地球的寿命约为几十亿年 , 因此可以说太阳能是用之不竭的。太阳能是一次性可再生的能源 , 它的资源丰富 , 即可免费使用 ,又十分普遍 , 为人类创造了一种新的生活形态。因此 , 太阳能建筑的节能价值是显而易见的。 在中国太阳能与建筑一体化技术已基本成熟的条件下，太阳能与建筑一体化是中国太阳能利用行业发展的必然趋势。中国政府对 CO2减排国际义务的承诺和科学发展观的落实，以及不断加强的建筑节能全民意识和日益成熟的房地产市场环境，促进了建筑
16、节能完整利益链与市场化运行机制的形成，为建筑利用太阳能提供了良好机遇。可以肯定，未来的建筑市场将是节能减排的市场，太阳能建筑将迎来快速发展的春天。 四、参考文献 1 戴岩，任婷婷，曹俊：浅议太阳能建筑的价值体系和应用 J农业与技术 2010年 06期 P116120 2 梁锟：太阳 能热利用技术及建筑应用 J科技创新导报 2010年 09期 P37 3 Paul A. Torceilini. Ph.D., RE., Solar Technologies The Building Envelope ASHRAE Journal; Apr2007, Vol. 49 Issue 4, p14-22,
17、 6p 4 张智安：浅谈太阳能在建筑中推广应用的意义 J科技信息 2010年 08期P685690 5 李耿华，师红涛，李娟：太阳能热泵供热系统的应用及经济性分析 J山西建筑 2010年 09期 P179190 6李晓云：浅谈空调节能新技术 J 中国勘察设计 2010年 09.15期 P165170 7 宗通，刘伟锋，窦成良，卢丽：别墅建筑中太阳能制冷与供暖综合系统可行性研究 J 中国住宅设施 2010年 09.1期 P258260 8 Dorota Chwieduk： Solar Energy Use for Thermal Application in Poland Polish Jour
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