太阳能光热技术在建筑节能中的应用
太阳能在建筑中的应用研究
水器的作用，这—研究成果非常适合目前法国提倡的建筑节
能要求。法 国政稿 百 过改善房屋结构和利用 自 然能源。达到 节省电能和保护环境的目的。利用太阳能将水加热是法国政 府重点支持的建筑＝ ｉ 墩 术之一。 （ 下转１ ７ ） ０页
世纪的一项 由政府倡导 、发展 的中长期计划。￣２ １年 ００
前 ，我 国太阳能光热利用技术 日趋成熟 ，并形 成了产业
化生产 。有资料显示 ，我 国太 阳能 的光热应用 面积已 占 全世界 的７ ％，是 欧洲 的２ 、北美 的４ ，年产值超过 ０ 倍 倍 １０ Ｏ 亿元 ，并 以每 年２ ％ ～３ ％的速 度持续递 增 ，这标 ０ ０
志着我 国已成为世 界上最大 的太 阳能光热应用 市场 。此 外 ，太 阳能光伏在 我国的发展也有很大空间。２ ０ 年北 ０８ 京奥运会 ，太 阳能作 为主要能源 。奥运场馆外墙贴有太
以在 １ ０ ０ 万个屋顶 或建筑物其他可 能的部位安装太 阳能 系统 ，包括太 阳能光伏发 电系统 、太 阳能热水系统和太
１ ４ 信息 系 统工 程 １２ １．２ ０ ０ １８ ０
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曼ＣＡ Ｇ ＰＲ Ｎ Ｅ 经 交 Ｘ Ｈ Ｎ Ｅ Ｆ ＸＥＩ Ｃ 验 流 ＯＥ Ｅ
太阳能在建筑 中的应用研究
◆ 白剑 峰
摘要 ：太阳能作为绿 色、可再生 能源越 来越 引起人们 的重视 。本 文介绍 了太阳能应 用于建筑工程的 国 内外研 究与应 用情 况 ，并进行 了 总 结 分析 。 关键词 ：太阳能 ；建筑 ；节能
一
、
国 内外 现 状
阳能空气集热系统。这一计划 的实现 ，太 阳能技术 的应
用将进一步扩大 ，达到减少温室气体排放 ，扩展能源选 择 ，创造新 的高新技术工作 岗位等 目的 ，给美 国带来相 当可观的环境效益和经济效益 。 在 日本 ，普通的居住小 区对节能十分重视 ，太 阳能 利用比较普遍 。对居住小区的节能工作由 Ｅ ｌ 本建设省颁布
太阳能技术在节能建筑中的应用
太阳能技术在节能建筑中的应用摘要：随着国民经济的发展，能源和环境问题成为制约我国经济持续快速增长的主要问题之一，新能源的开发和利用成为解决能源问题的重要途径，太阳能作为一种新能源，是一种清洁无污染的可再生能源,因此研究并发展太阳能建筑节能迫在眉睫。
本文将重点介绍太阳能在节能建筑中被动式太阳能采暖、太阳能供热水、主动式太阳能采暖与空调、以及太阳能发电的应用。
关键词：太阳能；节能建筑；太阳能发电；采暖与空调正文：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、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。
太阳能在建筑上的利用方式主要有：被动式太阳能采暖、太阳能供热水、主动式太阳能采暖与空调、以及太阳能发电等。
1.被动式太阳能建筑被动式太阳能建筑是通过建筑朝向和周围环境的合理布置，内部空间和外部形体的巧妙处理，以及建筑材料和结构、构造的恰当选择，无须使用机械动力，使其在冬季能采集、保持、贮存和分配太阳能，从而解决建筑物的采暖问题。
同时，在夏季又能遮蔽太阳能辐射，散逸室内热量，从而使建筑物降温，达到冬暖夏凉的目的。
相对于传统建筑，被动式太阳能建筑可节约冬季采暖能耗达90%。
被动式太阳能采暖技术的3大要素为：集热、蓄热和保温。
重质墙（混凝土、石块等）良好的蓄热性能，可以抑制夜间或阴雨天室温的波动。
按太阳能利用的方式进行分类，其形式主要有以下几种：1）直接受益式；2）集热蓄热墙式；3）附加阳光间式；4）组合式等。
1.1直接受益式直接受益式太阳房是被动式采暖技术中最简单的一种形式，也是最接近普通房屋的形式，其示意图见图3-39。
具有大面积玻璃窗的南向房间都可以看成是直接受益式太阳房。
在冬季，太阳光通过大玻璃窗直接照射到室内的地面、墙壁和家具上，大部分太阳辐射能被其吸收并转换成热量，从而使它们的温度升高；少部分太阳辐射能被反射到室内的其他表面，再次进行太阳辐射能的吸收、反射过程。
建筑节能领域中的太阳能技术
建筑节能领域中的太阳能技术作者：刘守彬来源：《城市建设理论研究》2013年第30期摘要：在一次性能源日益枯竭的今天，太阳能的应用已经成为国家关注的重点。
作为能源消耗的大户，建筑节能技术的发展势在必行，建筑和太阳能技术的结合就为建筑节能技术的发展开辟了一个崭新的途径。
关键词：建筑；节能；一体化；太阳能中图分类号： TU201.5文献标识码：A太阳能技术在建筑节能领域中的应用主要的通过太阳能和建筑的一体化的方式实现的。
太阳能一体化建筑是当前太阳能利用的发展方向，我们可以利用太阳能的光伏发电技术为建筑物供电，也可以利用太阳能为建筑物提供生活用热水，同时也可以满足夏季空调和冬季采暖的需要。
建筑和太阳能技术相结合，不仅节能减排，而且自然环保，可以提供高舒适度却又是低能耗的健康居住环境，符合社会可持续发展的需要，最重要的是，作为一种免费清洁的能源，太阳能具有取之不尽用之不竭的可贵特点，在煤炭、石油、天然气等一次性能源日益枯竭的今天，全球各国都日益重视对太阳能的利用，世界上不少国家都投入巨资研发太阳能技术，经过多年的攻关，已经在太阳能技术方面得到长足的进展，不少太阳能技术已经应用在建筑领域。
特别是在日照时间长、阳光充足、空气洁净度高的地区，如果又缺乏电力、煤炭、石油、天然气等其他能源，采用太阳能发电、供暖、制冷尤为有利，也更为现实。
太阳能是一种绿色、环保而且能量巨大的一次能源，利用太阳能能真正节约常规能源消耗，减少二氧化碳等有害气体排放的，因此太阳能被广泛应用于人们的日常生产、生活当中。
太阳能的利用主要分为光电利用和光热利用两大部分，而太阳能的热利用是目前开发技术最成熟，生产成本最低廉，应用领域最广泛的一种太阳能应用方式。
目前，我国太阳能光热利用，无论是年产量，还是保有量都已经排在世界首位，并且还在以每年20%--30%的增长速度不断发展。
受很多技术瓶颈的限制，目前太阳能技术在建筑领域的应用还存在投资大，回收年限长等问题。
以太阳能为核心的节能技术在公共建筑中的应用--以德州太阳谷微排国际酒店为例
德州 太 阳谷微排 国际酒店 是皇 明太 阳能股份 有
收 稿 日期 ：２ ０ １ ３ １ ２ ０ ２
限公 司旗下 以节能 环保 、绿 色安全 、健康 生 活为 主 题 的世界首家 太阳能 “ 微排 ”高等级酒 店 。２ ０ １ ０年 第 四届 世 界太 阳城大 会 在 中 国太 阳谷举 行 。 日月 坛 ・“ 微排 ”大厦 （ 简称 “ 微 排大厦 ” ） 是微排 国际 酒 店 的标 志性建筑 ，是 目前 世界 上最大 的太 阳能建 筑 之一 ，总建筑 面积 约 ７ ． ５万 ，太 阳能光 热面 积 ４ ９ ８ ０平方 米 ，光 伏 面积 ２ １ ０平 方米 。该 建 筑 面积 达７ ． ５万平 方米 ，集 展示 、科研 、办 公 、会 议 、培 训 、宾馆等功能于一身 ，在采用太 阳能热水供应 、 采暖、制冷、光伏发电等与建筑结合设计的基础上 综 合应用 了如 ：吊顶辐射采 暖制 冷 、光 电遮 阳 、滞 水 层跨季 节蓄能等 多项太 阳能新技 术 ；与此 同时屋 面 、外墙 、天窗等都 采用领 先世界 标准 的节 能建筑 技 术 。除 了节 能外还 有 效 隔热 、隔音 、防 结 霜露 。 不愧为世 界上最大 的集太 阳能光 热 、光伏 、建筑节 能于一体的高层公共建筑。 ｆ ３ 】 １ ． 太阳能综合 热利用系统 微排大厦安装太 阳能集热器的面积为 ４ ９ ８ ０ 平 方 米 ，年平均 日集 热量为 ２ ２ ３ ９ ５ Ｍ Ｊ 。太 阳能 主要 为 游 泳 池 、生 活 热 水 和 太 阳能 空 调ห้องสมุดไป่ตู้提 供所 需 要 的 热 量 。空调制 冷机组设 计选 用 了 １台澳化 锂吸 收式 机 组 、１ 台螺杆 式水 源热 泵机 组和 ｌ 台螺杆 式 冷水 机 组。溴化锂吸收式机组和太阳能集热系统联合组成 了太 阳能空调 系统 。太 阳能集热 系统冬 季直 接用 于 采暖 ， 夏季为制冷机组提供溴化锂再生所需要的热 源，并为大厦提供 日常用热水。春秋季节多余 的热 量通过滞水层进行蓄能， 在冬季时提取所蓄存 的能 量 进行采 暖。 ２ ． 太阳能光伏 发电系统 微排 大厦共安 装太 阳能光 伏面 积达到 ２ １ ０ 平 方
太阳能光热技术在建筑节能中的应用
太阳能光热技术在建筑节能中的应用随着人们对可持续发展和环保意识的提高，建筑节能成为了全球范围内的重要课题。
而太阳能光热技术作为一种清洁能源的代表，正越来越多地应用于建筑领域，为建筑节能注入了新的活力。
本文将就太阳能光热技术在建筑节能中的应用进行介绍和探讨。
一、太阳能光热技术简介太阳能光热技术是指利用太阳能将光能转化为热能的技术，能够为建筑提供供暖、供热等能源。
其主要包括太阳能热水系统、太阳能空调系统和太阳能供暖系统等多种形式。
这些技术都是基于太阳能的可再生性和清洁性，可以有效地减少对传统能源的依赖，实现可持续发展。
二、太阳能光热技术在建筑供暖中的应用1. 太阳能热水系统太阳能热水系统通过太阳能集热器将太阳能转化为热能，然后利用热泵或水箱将热能储存起来，为建筑提供热水。
这种系统不仅能够满足建筑内部日常生活用水的需要，还可以与集中供热系统结合，为整个建筑的供暖提供热能源。
太阳能热水系统的应用可以大大减少传统能源的消耗，降低建筑节能的成本。
2. 太阳能空调系统太阳能空调系统是指通过太阳能集热器将太阳能转化为热能，然后利用制冷机或降温装置将热能转化为冷能，为建筑提供制冷效果。
相比传统的空调系统，太阳能空调系统不需要额外的能源消耗，节省能源成本的同时还能减少温室气体的排放。
特别是在夏季高温季节，太阳能空调系统能够更有效地满足建筑内部的舒适需求。
三、太阳能光热技术在建筑照明中的应用1. 太阳能照明系统太阳能照明系统是指通过太阳能光伏板将太阳能转化为电能，然后利用储能装置将电能储存，以供应给建筑内部的照明设施。
太阳能照明系统具有灵活性强、照明效果好的特点，并且可以根据实际需求进行扩展和调整，满足不同建筑的照明需求。
通过使用太阳能照明系统，建筑可以在不额外消耗传统电能的情况下，实现低碳环保的照明效果，降低建筑能耗。
2. 太阳能光管设计太阳能光管是一种利用光线的传输和折射原理，将室外的太阳能引入室内，实现自然照明的技术。
浅谈太阳能在建筑中的应用与发展
２ １ 我 国是一 个 能源 消 耗大 国 ， ． 建筑 是传 统 的高 能 耗
其 独 特 优 势 和 特 点 ，现 阶段 太 阳 能在 建 筑 中 的应 用 与 发 展 方 向是 实 领 域。据 统 计 ， 内建筑 能耗 约 占全社 会 总 能耗 的三 分 国 现 太阳能热水、 暖、 供 空调 在 建 筑 中 的综 合 利 用 ， 总体 发展 目标 是 其
一
，
采暖、 热水 、 空调 能耗 占建 筑 能耗 的 ６ ％左 右 ， ５ 而综 合
实 现 太 阳 能建 筑 在 全 国 范 围 内 的推 广 和 普 及 。 关键词 ： 阳能 太 建筑 环保 节 能
利 用太 阳 能 ，全 面 实现 太 阳 能与 建筑 一 体 化 及 太 阳 能光 热 、 电综 合利 用 一体 化 ， 有 效地 降低 建筑 物 能耗 ， 少 光 可 减
具 有重 大意 义。
能作 为一种 免 费 、 高效 、 洁的可 再 生能 源 ， 清 已成 为人 类最
２３ 太 阳能热 水器 完 全纳 入建 筑物 体 系 ， 为建 筑体 ． 成
系不 可 分割 的一部 分 ， 与建 筑 同步 设计 、 同步 施工 、 同步验 收、 同步管 理 。 阳能热 水器是 一种 绿 色环 保 的产 品 ， 我 太 在
浅谈太 阳能在 建筑 中的应用 与发展
齐益 群 （ 抚宁县 墙改 抗震 节能办 公室）
摘 要 ： 倡 导 绿 色 能 源 、 持续 发展 的今 天 ， 阳能作 为最 经济 、 径。 太 阳能应 用于 建筑具 有 以下几 方面 的优 势 和特 点 ： 在 可 太 环 保 的能 源 之 一 ， 来 愈 受人 们 重 视 。 文提 出太 阳能 在 建 筑 中具 有 愈 本
建筑工程中的太阳能利用技术
建筑工程中的太阳能利用技术太阳能是一种清洁、可再生的能源，因其环保、经济和可靠的特点，被广泛应用于建筑工程中。
在建筑的设计、建造和运营过程中，太阳能利用技术可以帮助减少对传统能源的依赖，提高能源利用效率，降低能源成本，并减少对环境的影响。
本文将介绍建筑工程中常用的太阳能利用技术。
一、太阳能热水系统太阳能热水系统利用太阳能将热能转换成热水供应给建筑使用。
该系统由太阳能集热器、储水装置和管道连接组成。
太阳能集热器通过吸收阳光热能，并将其传递给水箱内的水，从而加热水的温度。
太阳能热水系统在建筑中广泛应用，如住宅、商业建筑和游泳池等。
二、太阳能光伏系统太阳能光伏系统利用光伏电池将太阳能转换为直流电，再通过逆变器将直流电转换为交流电。
光伏电池板通常安装在建筑的屋顶、立面或空地上，可以为建筑提供电力。
太阳能光伏系统不仅可以满足建筑内部电力需求，还可以将多余的电力储存到电池或并网输送到电力系统中。
三、太阳能建筑立面系统太阳能建筑立面系统将太阳能光伏电池板作为建筑外立面的一部分，用于收集太阳能，并转换为电力供应给建筑使用。
这种系统可以将建筑的外墙面积最大限度地用于能源收集，从而提高太阳能利用效率。
太阳能建筑立面系统在设计上不仅要兼顾美观和结构强度，还要考虑太阳能收集的效率和可靠性。
四、太阳能被动设计太阳能被动设计是指通过建筑的设计和布局来最大限度地利用太阳能，从而减少能源消耗。
在建筑的设计中，可以合理安排窗户和采光井的位置和朝向，以便最大程度地利用自然光和被动太阳能加热。
此外，还可以利用太阳能遮阳板、太阳能温室、太阳能窗帘和太阳能天窗等装置来调节建筑内部的温度和光照，实现节能效果。
五、太阳能空调系统太阳能空调系统利用太阳能热能和光能来提供制冷和供暖服务。
它可以分为两种类型：太阳能吸收制冷系统和太阳能压缩制冷系统。
前者利用太阳能将溶液制冷剂加热蒸发，从而产生冷量；后者利用太阳能发电机产生电力，驱动压缩机来实现制冷效果。
浅析太阳能在住宅建筑中的应用
浅析太阳能在住宅建筑中的应用张煌军(英利能源(中国)有限公司，河北保定071000)应用科技住商要】我国人口众多，住宅在建筑物总数量中所占比例很大．因此实行住宅节能设计有着重大意叉。
太阳能作为一种可再生的清洁能源，利b,vf r]誉为21世纪最有希望的能源，同时住宅作为重大面广、关系国计民生的建筑类型。
更是运用太阳能技术进行建筑节能的前沿阵地。
本文就，比儆一撂讨。
供键词]太阳能；住宅建筑；应用住宅能耗在社会能耗中所占比重很大且仍呈不断上升趋势，在住宅建筑中有效地利用太阳能不但可以节约大量的常规能源，而且对于减轻环境污染有着不可忽视的作用，也关系到我国可待续发展的城市建设。
1太阳能的特点太阳能在所有可再生能源中占哿着重要的地位，它的特点有：1)分布广泛。
我们生活的地球沐浴在p日光的温暖里，对于太阳能的获得来说，只有多少之分，并无有无之别，而目就地可用，可算是取之不尽、用之不竭的能源。
无论是繁华的城市，还是偏远的农村，或是人烟稀少的海岛，都能享受到太阳无私的馈赠。
2)储量大。
太阳发射出来的总辐射能量大约为3．75X1026W，是极其巨大的。
在到达地球表面的太阳辐射能中，到达地球陆地表面的大约为17×104亿千瓦，相当于目前全世界一年内消耗的各种能源所产生的总能量的3与万多倍。
3)清洁。
化学能源在燃烧时会放出大量气体，核燃料工作时要排出放射性废料，都会使环境受到污染。
利用太阳能作为能源，不会产生危害环境和人体的有害物质。
4}利用时间长。
太阳能是人类可以利用的最丰富的能源。
太阳不断地发生核变反应，向外辐射能量，同时其质量不断亏损。
据估算，太阳的寿命约600亿年，而地球寿命约为50亿年，因此，可以说太阳能是用之不竭的，太阳能利用更具永恒性。
5)利用方式多。
目前，对于太阳能利用的研究涉及各个领域，方法也多种多样。
随着科技的发展，技术的进步，太阳能的作用将会越来越大。
6)太阳能的分莆虫憎≥太阳辐射尽管波及全球，但每单位面积上的入射功率却很小，因此要得到较大的利用效率，就必须要有较大的受光面积，这就要涉及到设备、材料、结构、占用土士氆筹的费用问题，目前投资要比其它能源高得多。
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太阳能光热技术在建筑节能中的应用刘业凤☆ 代彦军 王如竹(上海交通大学) [摘要] 在建筑节能中利用太阳能光热技术是一种有效而环保的手段。
本文结合国内外太阳能建筑节能中应用的最新动态,对各种技术和应用方案进行了总结和探讨,并对这种技术的应用发展提出一些建议。
[关键词] 建筑节能 太阳能光热技术 应用方案1 概述建筑能耗是指建筑物使用过程中用于供暖、通风、空调、照明、家用电器、输送、动力、烹饪、给排水和热水供应等的能耗。
在发达国家,建筑能耗约占总能耗的39%-40%。
这一比例的高低反映了一个国家的经济发展和人民生活水平。
我国是最大的发展中国家,建筑能耗约为全国总能耗的11.7%,而北方地区供暖能耗就占了其中的80%[1-2]。
随着我国的经济腾飞和气候变暖,这一比例正不断提高。
自二十世纪70年代中东石油危机以来,建筑节能成为发达国家关注的热点。
而90年代提出可持续发展理论和环境资源保护的紧迫性以后,建筑节能更成为世界各国的关注热点。
人类对建筑的需求,经历了掩蔽所ϖ舒适建筑ϖ健康建筑ϖ绿色建筑这样四个阶段。
第一阶段是低能耗甚至无能耗的阶段,第二和第三阶段是高能耗阶段,第四阶段则是高能量效率、大量利用可再生能源和未利用能源、亲近自然和保护环境的阶段。
绿色建筑又称可持续建筑,发达国家已处于从第三阶段向第四阶段过渡的时期。
我国普遍而言尚处于第一到第二阶段之间,因此我国的能源消费结构中建筑能耗的比重还不大。
但我从国经济发展和人民生活水平提高的速度来看,本世纪初必然会走到第二和第三阶段,必然会给能源和环境带来巨大的压力。
建筑节能主要是运用现代科技手段降低建筑能耗,减少环境污染,而并不意味着限制发展、降低建筑物的服务标准,而是以提高建筑物的能量效率、用有限的资源和最小的能源消费代价来取得取得最大的经济和社会效益,满足日益增长的需求目标。
同时应尽力减少或消除建筑物的固有能耗。
目前工业和民用建筑物中绝大多数的空调系统均采用压缩制冷的方式,它具有使用方便、效率高的优点,但也有两个主要缺点:第一是需要消耗大量的机械能,并且其中大部分是由高品位的电能提供的;第二是环境污染问题污染来自于两方面:一是为生产高品位能源燃烧大量石化燃料产生的C O、C O2、S O2及NO x;二是压缩机中采用的工质CFC/HCFC均会不同程度地破坏臭氧层。
含氯氟烃中的R11、R12对臭氧层的破坏特别严重,R22次之。
太阳能资源在时间上的变化规律和制冷空调用能在时间上的动规律高度匹配,太阳能资源的地域分布与制冷空调需求的地域分布高度吻合,以及太阳能资源丰富、清洁和无污染性,使得太阳能技术成为一个极为诱人的研究领域,在环保、节能方面显示出无与伦比的优越性。
太阳能技术在建筑节能方面的应用展现出了光明的前景。
太阳能技术在建筑节能方面的应用根据使用方式可分为直接利用太阳能的方式和间接利用太阳能的方式。
2 直接利用太阳能的方式2.1 建筑通风与太阳能利用2.1.1 利用热压实现自然通风迈克尔.霍普金斯设计的英国国内税务中心位于诺丁汉市的传统街区。
他设计了一组顶帽可经升降的圆柱形玻璃通风塔[3],用作建筑的入口和楼梯间(见图1)。
玻璃通风塔可以最大限度地吸收太阳的能量,提高塔内空气温度,从而进一步加强烟囱效应,带动各楼层的空气循环,实现自然通风。
冬季时可以将顶帽降下以封闭排风口,这样通风塔便成为一个玻璃暖房,有利于节省采暖能耗。
2.1.2机械辅助式自然通风在冬季,利用机械装置将位于屋顶太阳能集热器中的热空气吸到房间的地板处,并通过地板上的气孔进入室内,实现利用太阳能采暖的目的,此后利用热压原理实现气体在房间内循环;而在夏季的夜晚,则利用天空背景辐射使太阳能集热器冷却(可比・93・建筑热能通风空调空气干球温度低10-15℃左右),并将集热器中的冷空气吸入室内,达到夜间通风降温的目的。
2.2 太阳能热水供应系统它是利用集热器接受太阳辐射加热水,以供应图1 顶帽可以升降的圆柱形玻璃通风塔生活热水。
不少发达国家在太阳能利用与开发方面进行了有益的探索[4],并使建筑设计与太阳能技术得到了巧妙而有机的结合。
例如能源匮乏的以色列是个阳光充足的国家,利用太阳能的建筑很常见,荷兰、日本等不少国家也充分利用太阳能。
在我国,家用太阳能热水器最近几年得到了广泛的应用和普及。
以利用太阳能热水器为主导项目的阳光工程,在1999年产5月在湖北省已正式启动。
2.3 利用太阳能进行建筑蓄热[5-11]使用蓄热材料作为建筑维护结构可以延续日照等因素对室内温度的影响,使室温更稳定、更均匀,既白天不会因为太阳照射而温度过高,夜晚不会因为速度冷却而温度过低。
有关实验表明,高热容的外墙材料可以使房间温度振幅减少5℃。
而且使用蓄热材料不需要任何复杂的技术,因此被广泛地应用在生态建筑中。
2.3.1 太阳房基于集热-储热墙(也称厚墙或T rombe-M ichel 墙)的间接加热式被动太阳房[11],因其结构简单、运行方便而较易推广。
在T rombe储能墙的基础上改进一种太阳房(剖面如图2所示),采用小风机送风,代替传统的自然对流,用薄铁板用为吸热板,吸收太阳辐射后热空气很快流入房间。
冬天,白天房间温度升高到一定时,视需要可打开一部分通风口进行换气,晚上关闭所有的通风口;夏季,打开夹层上下向外的排风口,空气经夹层吸热后排入大气,为防止外面高温环境的热流进入房间,房间对外面环境散热。
该太阳房在冬天能维持比环境高6-9℃,具有良好的热性能。
3 间接利用太阳热能的制冷/热泵方式图2 新型被动式太阳房1.下外风道口2.下内风道口3.玻璃4.透明蜂窝5.吸热板6.夹层7.南墙8.上内风道口9.上外风道口10.天窗11.其它围护结构3.1 太阳能吸收空调太阳能吸收空调是利用太阳能集热器的热水作热源,驱动吸收式制冷机的一种新型空调技术,主要有氨-水吸收式制冷系统和水-溴化锂吸收式制冷系统。
当前,许多国家和地区都在加紧进行太阳能空调的研究。
例如意大利、西班牙、德国、美国、日本、新加坡、香港、韩国等[12-13]。
我国第一座大型实用性太阳能空调热水系统在广东江门市建成投入运行[14],该系统采用500m2高效太阳集热器和100K W两吸收式制冷机。
利用太阳能全年提供大楼每天所需的大量的生活热水,除此之外还在夏天以及阳能热水制冷,可满足600m2的空调要求。
该系统于1998年6月正式投入使用,系统初步运行调试结果令人满意, C OP在0.4以上,运行表明,仅制冷部分每年可节电6万K Wh,以广东的电价计算约为6万多元,4年便可回收制冷部分的投资。
在山东省乳山市[15],一套太阳能吸收式空调系统及供热综合系统已建成,太阳能集器总采光面积540m2,制冷、供热功率100K W,空调、采暖建筑面积1000m2,供生活用热水量32。
测试结果表明,该系统完全具备夏季空调、冬和采暖、过渡季节提供用热水的能力。
溴化锂吸收式制冷机制的C OP可达0.7,整个系统的制冷效率可达20%以上。
在国外已经有多个应用实例,并日趋成熟已进入了试生产和开拓的市场阶段。
Hummad等研制的一台14 m2集热面积的双效吸收式太阳能制冷机组采用了5个热交换器,可产生1.5冷吨的制冷量,产出投入比达到了1.4,一定程度上可与商机竞争。
3.2 太阳能吸附式制冷/热泵方式[16-27]与技术成熟的液体吸收式制冷方式相比,固体吸・4・2001年第6期长、无须考虑腐蚀问题、可以仅依靠太阳能行间歇式循环制冷等优点,同时具有装置和造价和运行低于液体吸收式系统的特点。
从制冷机理上看,吸附式制冷与吸收式制冷是基本相同的,主要区别在于吸收式采用液体作为吸收剂,而吸附式采用固体作为吸改剂,而吸附式采用固体作为制冷剂的吸收剂。
吸附式制冷技术的应用始于20世纪初,当时使用氯化钙-氨和活性炭-甲醇工质对的机器被成功地研制出来,并使用在家用制冷机上。
后来,随着机械工业的发展,逐渐被功率大得多的蒸汽压缩式和吸收式机组所代替。
近年来能源消耗日益增长,出现能源危机,吸附式制冷技术又被重新提起。
国外不断有来自这方面的报道[21-23],并有样机逐渐投放市场,国内的近几年在这方面取得了很大成果[24-27]在国外,吸附式制冷进行了大量的研究。
法国F.Meunier教授群体对吸附式制冷已有十余年的研究经验,曾研制出回热型活性炭/甲醇吸附制冷系统,样机循环周期60—180分钟的,但未见到制冷空调运行数据。
英国Wariwick大学的M・G roll博士曾提出了对流热循环的新思想。
德国斯图加特大学的教授在金属氢化物/氢制冷系统有较好的成果,但是许多研究数据是建立在简易装置实验数据的外推上;意大利的Cacciola教授研究组对分子筛/水制冷系统进行了研究,认为这种工质对较适合于空调目的。
美国的S. V.Shelton博士曾提出热波型吸附制冷方法。
日本的前川公司研制了硅胶/水系统,但因系统复杂,造价过高而无法投向市场。
白俄罗斯的Vasiliev等试制了一台太阳能-天然气固体吸附热泵,采用抛物面聚焦热器,当太阳能不足时,由天然气相辅助加热,制冷循环时间为12分钟,可实现连续制冷。
国内这几年在吸附式制冷方面进行了大量的研究,取得了很大的成就。
王如竹教授首次提出一种太阳能供热于制冷联合循环的复合机,巧妙而自然地实现了白天产的热水供夜间使用,而夜间的蓄冷供白天使用,把太阳能的热利用与冷机有机地结合起来,提高了太阳能转换的利用率。
在吸附工作对、循环方式和实验样机运行效果等方面取得了很大的成就:提出了一种有潜力的吸附制冷工作对-活性炭纤维/甲醇的应用方案,经测试和分析其吸附制冷特性与一般的活性炭/甲醇工作对相比,该工作对C OP可提高15%,单位质量吸附剂制冷功率可提高10-30倍。
这种工作对的提出对于建立实用型吸附制冷冰箱具有重要意义:通过对活性炭纤维/氨的对流热波循环研究发现,这种系统制冷工况下的制冷系数C OP=0. 78,单位质量吸附剂功率SCP=760kw/kg;研制的螺旋板式吸附器的连续回热型活性炭-甲醇吸附式制冰样机,平均每公斤吸附剂制冰2.6公斤;研制的一台采用板翅吸附器的吸附式空调/热泵,循环周期为调工况制冷功率达150W,运行C OP达0.5以上,居国际领先水平。
该种系统由90-100℃热源驱动,因此可利用太阳能作驱动热源。
还有太阳能驱动的吸附除湿空调系统[16]。
在现今可持续发展的政策和潮流下,太阳能驱动下的环保型吸式制冷热泵将是制冷空调行业界的一个重要发展方向。
3.3 太阳能光伏电池空调制冷方式图3 安装在Amers foot住宅的光电PV系统近年来,太阳能光伏电池空调制冷也得到了不断的发展。
它是利用太阳的光能转化成电能,然后利用帕贴尔效应,把电能转化成冷。