暖通空調(diào)新技術(shù)太陽能采暖通風

暖通空調(diào)節(jié)能新技術(shù)能源與環(huán)境學院太陽能采暖通風一、太陽能建筑采暖二、太陽能通風設計三、太陽墻采暖通風系統(tǒng)一、太陽能建筑采暖

被動式主動式在設計和使用時往往不同形式相結(jié)合，以求合理與最優(yōu)化。在條件允許的情況下,應優(yōu)先選用被動式太陽能技術(shù)，或者設計一些緩沖性的房間，而主動式太陽能技術(shù)的采用則作為利用太陽能的補充部分。1.太陽能采暖技術(shù)分類：2、被動式太陽能采暖被動式采暖設計定義：是通過建筑朝向和周圍環(huán)境的合理分布、內(nèi)部空間和外部形體的巧妙處理、以及建筑材料和結(jié)構(gòu)構(gòu)造的恰當選擇，使其在冬季能集取、保持、儲存、分布太陽熱能，從而解決建筑物的采暖問題。設計基本思想：控制陽光和空氣在恰當?shù)臅r間進入建筑并儲存和分配熱空氣。采暖過程：房間本身是一個集熱儲熱體，白天太陽光透過南向玻璃窗進入室內(nèi)，地面和墻體吸收熱量；夜晚被吸收的熱量釋放出來，維持室溫。設計原則：要有有效的絕熱外殼，有足夠大的集熱表面，室內(nèi)布置盡可能多的儲熱體，以及主次房間的平面位置合理。（1）直接受益式直接受益式是應用最廣的一種方式，構(gòu)造簡單，易于安裝和日常維護；與建筑功能配合緊密，便于建筑立面的處理；室溫上升快，但是室內(nèi)溫度波動較大。（2）集熱蓄熱墻式屬于間接受益太陽能采暖系統(tǒng)，向陽側(cè)設置帶玻璃罩的儲熱墻體，墻體可選擇磚、混凝土、石料、土、水等儲熱性能好的材料。熱過程：墻體吸收太陽輻射后向室內(nèi)輻射熱量，同時加熱墻內(nèi)表面空氣，通過對流使室內(nèi)升溫。（3）附加陽光間式在向陽側(cè)設透光玻璃構(gòu)成陽光間接受日光照射，是直接受益式和集熱蓄熱式的組合。陽光間可結(jié)合南廊、入口門廳、休息廳、封閉陽臺等設置，可作為生活、休閑空間或種植植物。（4）屋頂池式屋頂上放置有吸熱和儲熱功能的貯水塑料袋或相變材料，其上設可開閉的蓋板，冬夏兼顧，都能工作。冬季白天打開蓋板，水袋吸熱，夜晚蓋上蓋板，水袋釋放的熱量以輻射和對流的形式傳到室內(nèi)。3.主動式太太陽能采采暖主動式設設計定義義：以太太陽能的的集熱器器、管道道、散熱熱器、風風機或泵泵以及儲儲熱裝置置等組成成強制循循環(huán)的太太陽能采采暖系統(tǒng)統(tǒng)。相對對于被動動式系統(tǒng)統(tǒng)而言，，主動式式系統(tǒng)較較為復雜雜，造價價較高，，多應用用于大型型公共建建筑。1—太陽能集集熱器2—供熱管道道3—散熱設備備4—貯熱器5—輔助熱源源6—風機或泵泵（1）空氣集集熱式以空氣作作媒介源源自被動動式太陽陽能采暖暖技術(shù)的的基本思思路，但但是因為為增加了了需要動動力的風風機和引引導氣流流的風管管，有的的還包括括了儲熱熱部分。。a.傳統(tǒng)形式式。在建建筑的向向陽面設設置太陽陽能空氣氣集熱器器，用風風機將空空氣通過過碎石貯貯熱層送送入建筑筑物內(nèi)，，并與輔輔助熱源源配合。。由于空空氣的比比熱小，，從集熱熱器內(nèi)表表面?zhèn)鹘o給空氣的的傳熱系系數(shù)低，，所以需需要大面面積的集集熱器，，而且該該形式熱熱效率較較低。b.集熱屋面面。把集熱器器放在坡坡屋面、、用混凝凝土地板板作為蓄蓄熱體的的系統(tǒng)。。OM陽光住宅宅技術(shù)體體系（1）空氣集集熱式（1）空氣集集熱式冬季：室室外空氣氣被屋面面下的通通氣槽引引入，積積蓄在檐檐下，被被安裝在在屋頂上上的玻璃璃集熱板板加熱，，上升到到屋頂最最高處，，通過通通氣管和和空氣處處理進入入垂直風風道轉(zhuǎn)入入地下室室，加熱熱室內(nèi)厚厚水泥地地板，同同時熱空空氣從地地板通風風口流入入室內(nèi)。。該系統(tǒng)也也可同時時加熱室室內(nèi)冷空空氣，但但是需要要在室內(nèi)內(nèi)上空設設風機和和風口，，把空氣氣吸入并并送到屋屋面集熱熱板下。。（1）空氣集集熱式夏季夜晚晚工況夏季白天天工況夏季：夜夜晚系統(tǒng)統(tǒng)運行與與冬季白白天同，，但送入入室內(nèi)的的是涼空空氣，起起到降溫溫作用。。夏季白天天集聚的的熱空氣氣能夠加加熱生活活熱水。。該系統(tǒng)由由玻璃盒盒子單元元、百葉葉集熱板板、蓄熱熱單元、、風扇和和風管等等組合而而成。熱過程：：玻璃夾夾層中的的集熱板板把光能能轉(zhuǎn)換成成熱能，，加熱空空氣，空空氣在風風扇驅(qū)動動下沿風風管流向向建筑內(nèi)內(nèi)部的蓄蓄熱單元元。在流流動過程程中，加加熱的空空氣與室室內(nèi)空氣氣完全隔隔絕。窗戶集熱熱板系統(tǒng)統(tǒng)示意c．窗戶集集熱板系系統(tǒng)集熱單元元安裝在在向陽面面，空氣氣可加熱熱到30～70℃。集熱單單元的內(nèi)內(nèi)外兩層層均采用用高熱阻阻玻璃，，不但可可以避免免熱散失失，還可可防止輻輻射過大大時對室室內(nèi)造成成不利影影響。不不需要集集熱時，，集熱板板調(diào)整角角度，使使陽光直直接入射射到室內(nèi)內(nèi)。夜間間集熱板板閉合，，減少室室內(nèi)熱散散失。蓄熱單元元可以用用卵石等等蓄熱材材料水平平布置在在地下，，也可以以垂直布布置在建建筑中心心位置。。適用范圍圍：集熱熱面積約約占建筑筑立面的的1/3，最多可可節(jié)約10%的供熱能能量，與與日光間間的節(jié)能能效果相相仿，適適用于太太陽輻射射強度高高、晝夜夜溫差大大的地區(qū)區(qū)的低層層或多層層居住建建筑和小小型辦公公建筑。。c．窗戶集集熱板系系統(tǒng)一般用水水做介質(zhì)質(zhì)，也可可以使用用高沸點點油或防防凍劑。。建筑頂頂層設置置太陽能能集熱器器，結(jié)合合水泵、、水箱、、輔助熱熱源供熱熱、供水水。液體集熱熱器系統(tǒng)統(tǒng)圖（2）液體體集熱式式供熱的散散熱方式式有多種種：在地板或或頂棚鋪鋪設盤管管，進行行低溫輻輻射采暖暖；將熱水先先送入中中央風機機盤管，，變成管管道熱風風后再送送入房間間；利用房間間的風機機盤管散散熱器散散熱；利用房間間的板式式散熱器器散熱。。1）定義：太陽能能熱源熱熱泵采暖暖系統(tǒng)是是將太陽陽能集熱熱器和熱熱泵組合合成一個個系統(tǒng)，，由太陽陽能為熱熱泵提供供所需要要的熱源源，將低低品位熱熱能提升升為高品品位熱能能，從而而為建筑筑物供熱熱。太陽能熱熱泵系統(tǒng)統(tǒng)圖（3）太陽熱熱源熱泵泵采暖（2）太陽熱熱源輔助助地源熱熱泵太陽能集集熱器的的作用：：冬季：進進一步加加熱經(jīng)過過地埋管管的熱水水，將這這一部分分熱量送送入室內(nèi)內(nèi)。夏季：（3）太陽熱熱源熱泵泵熱水系系統(tǒng)二、太陽陽能通風風設計由上向下下通風：：室內(nèi)溫度度小于室室外溫度度,存在密度度差，室室外氣體體進入室室內(nèi)，室室內(nèi)氣體體排出室室外。1.通風原理理進風口在在上面排排風風口在下下面由下向上上通風：：如果室內(nèi)內(nèi)溫度高高于室外外溫度，，則通風風狀況熱熱空氣上上升，從從建筑上上部風口口排出，，室外新新鮮的冷冷空氣從從建筑底底部被吸吸入。1.熱壓通風風原理進風口在在下面排排風風口在上上面2.熱壓通風風的多種種形式（1）純開放放空間空間比超超過1:3的豎井共共享空間間（2）雙墻空空間超過600寬的雙墻墻夾層空空間2.熱壓通風風的多種種形式（3）煙囪空空間沖出屋面面的豎向向突?？湛臻g2.熱壓通風風的多種種形式高度為3~4層，周邊邊風速較較小，設設計了一一組頂帽帽可以升升降的圓圓柱形玻玻璃通風風塔作為為建筑的的入口和和樓梯間間傳統(tǒng)的被被動式玻玻璃集熱熱器3.應用實例例分析英國國內(nèi)內(nèi)稅務中中心自然通風風：設計師師在控制制建筑進進深﹙13.6m﹚﹚以利于自自然采光光和通風風的基礎(chǔ)礎(chǔ)上，設設計了一一組頂帽帽可以升升降的圓圓柱形玻玻璃通風風塔作為為建筑的的入口和和樓梯間間。夏季：玻璃通通風塔可可以最大大限度的的吸收太太陽的能能量，進進一步加加強煙囪囪效應，，帶動各各樓層的的空氣循循環(huán)，實實現(xiàn)自然然通風。。冬季：可將頂頂帽降下下封閉排排氣口，，通風塔塔變成為為一個玻玻璃暖房房，有利利于節(jié)能能采暖能能耗。3.應用實例例分析三、太陽陽墻采暖暖通風系系統(tǒng)1.系統(tǒng)組成成和工作作原理太陽墻系系統(tǒng)由集集熱和氣氣流輸送送系統(tǒng)組組成，房房間是儲儲熱器。。（1）集熱系統(tǒng)統(tǒng)：垂直墻墻板、遮遮雨板和和支撐框框架。（2）氣流輸送送系統(tǒng)：風機和和管道。。設置風風機，用用于抽取取空腔內(nèi)內(nèi)的空氣氣。（1）結(jié)構(gòu)太陽墻板板材覆于于建筑外外墻的外外側(cè)，上上面開有有小孔，，與墻體體的間距距由計算算決定，，一般在在200mm左右，形形成的空空腔與建建筑內(nèi)部部通風系系統(tǒng)的管管道相連連。2.多孔波形形金屬板板集熱太太陽墻太陽墻板板外表面面為深色色（吸收收太陽熱熱）內(nèi)表面為為淺色（（減少熱熱損失））白天：太陽墻墻板在太太陽輻射射作用下下升到較較高溫度度，室外外冷空氣氣在負壓壓作用下下通過太太陽墻板板上的孔孔洞進入入空氣間間層，同同時被加加熱，在在上升過過程中不不斷被板板加熱，，到達太太陽墻頂頂部的熱熱空氣被被風機通通過管道道系統(tǒng)送送至房間間來采暖暖。夜晚：墻體向向外散失失的熱量量被空腔腔內(nèi)的空空氣吸收收，在風風扇運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的情況況下被重重新帶回回室內(nèi)。。這樣既既保持了了新風量量，又補補充了熱熱量，使使墻體起起到了熱熱交換器器的作用用。（2）工作原原理2.多孔波形形金屬板板集熱太太陽墻（1）冬季工況況

當太陽陽墻內(nèi)空空氣溫度度達到設設定送風風溫度且且室內(nèi)溫溫度低于于設定室室溫時，，風機啟啟動向室室內(nèi)送風風；

當室內(nèi)內(nèi)溫度達達到設定定室溫或或太陽墻墻內(nèi)空氣氣溫度低低于設定定送風溫溫度時，，風機關(guān)關(guān)閉停止止送風。。當太陽墻墻系統(tǒng)與與其他采采暖系統(tǒng)統(tǒng)結(jié)合同同時為房房間供熱熱時，太太陽墻提提供熱量量不夠的的部分由由其他采采暖系統(tǒng)統(tǒng)補足，，達到節(jié)節(jié)能效果果。3.系統(tǒng)運行行與控制制（2）夏季工況況

當太陽陽墻中的的空氣溫溫度低于于傳感器器設定溫溫度且室室溫高于于設定室室溫時，，風機啟啟動向室室內(nèi)送風風；

當室溫溫低于設設定室溫溫或室外外溫度高高于設定定送風溫溫度時，，風機停停止工作作。3.系統(tǒng)運行行與控制制多孔波形形金屬板板集熱太太陽墻＋＋風機：：（1）熱效率率高：多孔金屬屬板能捕捕獲可利利用太陽陽能的80％；（2）良好的的新風系系統(tǒng)：把預熱的的新鮮空空氣通過過通風系系統(tǒng)送入入室內(nèi)，，