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别墅建筑中太阳能制冷与供暖综合系统可行性研究
摘 要 本文系统的介绍了太阳能制冷与供暖综合系统的工作原理、运行方式,结合新能源工程案例,对于
不同的制冷与供暖方式做了经济性分析,指出太阳能制冷与供暖综合系统具有良好的经济和社会效益,同
时也指出了综合系统在推广应用中存在的不足,认为在民用住宅建筑中的推广具有广阔的开展前景。
关键词 太阳能集热器 吸收式制冷机 燃气锅炉
0 前言
20 世纪以来,世界围的能源消费量大幅度增长,同时许多国家都存在着不同程度的能源危机,因此相对
于常规能源〔如煤、石油、天然气〕而言的新能源〔如太阳能、核能、地热能〕的利用成为解决能源短缺
问题的新出路。
从 20 世纪 70 年代开始,太阳能热利用技术迅速开展起来,太阳能空调也随之出现。研究发现,太阳能
空调应用极具优势:夏季太阳辐照越强,天气越热,建筑负荷越大,太阳能空调的制冷效果越好。而采用
太阳能作为主要驱动能源、采用氨水或其他自然物质作为工质的太阳能制冷与太阳能直接供暖正是符合节
能和环保要求的技术。使用太阳能驱动制冷空调装置以与采暖装置,一方面可以节省对常规能源的消耗,
减轻采用常规能源对环境带来的压力;另一方面,也解决了由于采用氟利昂等人工合成工质引发的地球温
室效应的加剧和大气臭氧层的破坏问题[1]。因此,太阳能在建筑中制冷与供暖是太阳能热利用的一个典
型方向。
1 太阳能制冷与供暖综合系统
1.1 太阳能吸收式制冷
太阳能驱动的制冷机可分为 3 类:吸收式、压缩式和喷射式吸收式制冷机可在较低热源温度下运行,制冷
效率较高,而且有望小型化。目前,太阳能空调机绝大局部是溴化锂吸收式制冷机,和蒸汽压缩式制冷一
样,太阳能空调机是利用液态制冷机在低压低温下气化以达到制冷的目的;二者不同之处是,蒸汽压缩式
制冷是靠消耗机械能〔或电能〕使热量从低温物体向高温物体转移,而吸收式制冷那么靠消耗热能来完成
这个非自发的热量转移过程。
吸收式制冷机主要有 4 个热交换设备组成,即发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器,它组成了两个循环环路:
制冷剂循环和吸收剂循环。
1.2 太阳能地板采暖
利用地板辐射采暖与太阳能集热系统相结合,室设计温度可比散热器形式低 2℃~3℃,节能 20%~
30%[2]。地面作为散热源温度不能过高,人员经常停留处一般不高于 29℃[3]。地板采暖温度一般都在
60℃以下[4],太阳能集热器在工质温度低的情况下效率较高 [5],所以它是目前建筑冬季采暖的最正确
解决方案之一。
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[6]。
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