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【HVAC】零辅助热源主动式太阳能供暖体系集成与

时间:2019-11-27 09:11 来源:未知 编辑:admin

核心提示

原标题:【HVAC】零辅助热源主动式太阳能供暖系统集成与应用拉萨市尼木县集中太阳能供暖设计 通过实际工程案例,指出了高海拔寒冷地区供暖系统设计所面临的差异化特点。分析了...

  原标题:【HVAC】零辅助热源主动式太阳能供暖系统集成与应用———拉萨市尼木县集中太阳能供暖设计

  通过实际工程案例,指出了高海拔寒冷地区供暖系统设计所面临的差异化特点。分析了太阳能供暖系统取消辅助热源的必要性与可能性,提出了零辅助热源主动式太阳能供暖系统,详细介绍了该系统的新工艺流程及原理。利用理论计算与DesignBuilder数值模拟软件,定量分析了零辅助热源主动式太阳能供暖方案的技术参数。结果表明:通过系统的优化匹配设计,利用白天集热的蓄热量基本可以满足夜晚建筑的热需求;全年85%以上的时间可以完全满足供暖需求(室内温度18℃),不满足时间段的室温也在14℃左右;实现了零辅助热源主动式供暖(仅有水泵电耗),节能率达到72%。

  目前建筑行业能耗占近1/3社会总能耗,而采用清洁能源是减少建筑能耗的有效途径。零能耗供暖系统是将建筑供暖所采用的常规能源改为可再生能源,通过对其高效利用,实现建筑供暖的自给自足。

  主动式太阳能供暖系统包括:集热系统、储热蓄热系统、辅助热源及供暖末端等。对集热系统的研究主要以集热器的面积最小或效率最高为目标函数,分析在不同地区的最佳倾角、安装角度和集热效率等;储热系统主要研究温度分层、蓄热容积优化及蓄热温差等问题;对于常见的供暖末端,研究成果主要包括低温散热器供暖的可行性及运行问题,通过对相变材料储能式低温热水供暖地板进行数值模拟,分析其蓄热、放热性能及其对房间热性能的影响,并基于毛细管网末端温控的储热式低温热水供暖地板的模拟进行分析和实验研究。

  根据西藏的气候特征及经济状况,取消辅助热源,可以显著增加项目的经济性、降低运行费用,同时基本满足热环境需求。本文从实际工程项目出发,通过数值模拟及分析计算,研究无辅助热源下的零能耗太阳能供暖系统的集热与蓄热系统,为高寒地区的太阳能利用提供借鉴与参考。

  尼木县总面积3275.8 km2,平均海拔4000m,作为拉萨市低温太阳能供暖试点地区,计划新建三期供暖工程,本文针对供暖试点一期工程,建筑总面积15283m2,共有100户120m2双拼户型的居民住宅,围护结构均按照DBJ 540001—2016《西藏自治区民用建筑节能设计标准》设计,表2,3给出了建筑主要围护结构的热工性能参数。

  集热与蓄热系统是太阳能供暖的关键系统。集热系统吸收太阳辐射并将所产生的热能传递给热媒;蓄热系统基于建筑供暖负荷昼间小、夜间大的特点,通过设置蓄热装置来解决集热量与供暖需求不同步的问题。

  1)通过分析典型日集热、蓄热及热负荷特性,可以得出:集热量高于建筑热负荷需求,且水箱余热量较高,利用白天集热的蓄热量基本可以满足建筑夜晚的热需求。

  2)针对现有蓄热容积确定方法中存在的问题,基于集热面积与蓄热容积间的耦合关系,采用迭代运算的方法,实现集热与蓄热系统的优化配比。

  3)分析了采用槽式太阳能集热器的可行性及必要性,通过对比2种跟踪方式的集热量变化,确定了采用东西水平轴跟踪方式。

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