太阳能在建筑制冷及采暖中的应用分析.docx

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太阳能在建筑制冷及采暖中的应用分析

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摘要：太阳能建筑可以有效的降低常规能源的消耗,目前世界各国,特别是发达国家都对太阳能建筑的技术开发以及应用给予了极大的关注。对于我国能源利用方面采取的多元化措施而言，太阳能技术已日臻完善，特别是将太阳能技术运用在建筑行业制冷与制热方面，已经取得了明显的成效。对于建筑而言，承载了人们居住、办公、活动等一切社会行为，建筑舒适环境是否良好，直接决定了人们相关的社会活动效果。本文就此展开探讨。

关键词：太阳能；建筑空天系统；制冷和采暖

引言：

太阳能、核能、地热能作为新能源的出现，大幅度降低了煤、石油、天然气等传统能源的使用。随着太阳能技术的不断发展，太阳能空调随之出现，其优势也逐渐显现，夏季太阳光很强烈，建筑负荷越大，空调制冷效果越好。冬天温度相对较低，也能达到采暖的效果。

1太阳能建筑应用技术及现状

1.1蓄热墙式

这种类型的太阳房，它的设计原理主要是让太阳光线能够从大面积的玻璃照射进房屋之内。并且在太阳照射进的方向安装设备能够更好的收集太阳光，然后再通过辐射以及与其他固体的传递，传输到房屋当中。在室内摆放的可以吸收光热的深色家具，市面上有出售各种的蓄热墙，比如水墙式、花格式等。

1.2附加阳光间式

所谓附加式的阳光间，其实它就是在我们主要的建筑旁边，另外建造一间阳光房。一般来说，阳光房建在建筑的南边，所使用的材料也是透光的材料。在两个房间共有的墙面上同样设有门和窗等一些孔洞结构。此时阳光房能够受到折射所带来的热量，因此房屋内的温度就比较高。根据这样的原理，在白天的时候，房屋可以通过自己提供热能，而到了晚上可以把热能进行缓冲，这样也有利于房屋中的热量能够有力使用。

1.3直接受益式

这样的类型是能够直接使用太阳光直接照射到室内而进行取暖的方法。这种取暖的方式与我们现在正常使用的取暖方式差别不大。在寒冷的冬天，太阳光可以透过房屋的窗户直接照射到房屋当中，房屋中的家具等物品能够吸收太阳光从而来取暖。吸收进来的一部分光热可以储存在逐渐放热的放热的蓄热体内，其余的热量主要是在房屋内各个光之间进行辐射所形成的传递。这样能使得室内空间长期处于恒温状态。

2太阳能空调系统设计

2.1集热系统

经过实地考查研究，该建筑太阳能空调系统所采用的太阳能集热器类型属于力诺瑞特CPC47-1518型，是一种全玻璃真空管，一共有50台，采光面积总数达到130平方米。集热器的排列形式为一阵列和二阵列，每个阵列为25台，并将每一个阵列中，以5台为一个小组进行分布，将5个小组并联，作为太阳能空调系统的链接方式。将正南方向作为集热器的正面朝向，并保持角度为10度，作为安装倾斜角，集热器的安装框架主要为钢结构，这样，使集热器的框架能够做作为停车棚，节约资源。

2.2太阳能空调系统储能系统

为了使太阳能空调系统能够发挥出最充分的能效，应该对其采用合理的利用。该太阳能空调系统所使用的储热水箱、末端缓冲水箱、相变蓄热水箱的数量均为一个，并且3个水箱的性质都是承压水箱[1]。储热水箱的容量和末端缓冲水箱的容量相同，都是1立方米，相变蓄热水箱的容积大约为500千克，相变材料的最大承载容量大约为250千克，并将换热盘管安置于储热水箱中，大约的换热面积为5立方米。

2.3太阳能空调系统与制冷加热源头

将额定制冷功率数为35kW的单效热水型吸收式溴化锂制冷机组，作为制冷源的提供者，将冷供水的温度设定为10摄氏度，将冷冻回水温度设定在15摄氏度，将加热供水的温度设定为90摄氏度，将加热回温水温度设定在85摄氏度。这其中主要的热源提供者为太阳能集若热[2]。将利用空气作为热量能源的热泵冷暖机，作为冷热源的辅助者，并将33kW设定为额定制热量，将28kW设定为额定制冷量。将二管制异程系统作为太阳能空调中水系统的主要方式，将调节各层水力平衡的工作交给平衡阀完成，并在供水总管旁边，设置一个压差旁通阀，用来调节水系统的压差问题。在空调末端，将15台不同规格的卧式暗装风机盘管设置其中。

2.4太阳能空调控制系统

该套设备所使用的控制核心为PLC的CPU为主，热泵、溴化锂机组、电动阀门、水位数据的采集和对水泵、辐照、压力、流量、数字量模块实现对温度、数字量模块实现对温度、热电阻模块等各种作用的控制作用，在变频器通讯结合通讯模块的作用下，对水泵电机的工作速率进行合理的调节，使整体空调系统的运转能够正常开展。将检测仪表和电控设备在运行过程中产生的信息参数和数字信号，通过控制器在I/O模块中的采集过程，全面的呈现出来，这样能够将太阳能空调系统的整体操作流程，在逻辑运算的辅助下，完成对系统的自动控制，与此同时，在运行过程中还能实现自动报警的功能

[3]。此外，太阳能空调系统内部的