新型的與建筑一體化太陽(yáng)能雙效集熱器系統(tǒng)的模擬

!""#年第#期 太陽(yáng)能 !引言 在世界礦物能源枯竭和環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重的 時(shí)候，我們才意識(shí)到危機(jī)的來(lái)臨。事實(shí)上放開(kāi)眼 界的話，環(huán)境污染問(wèn)題必須考慮，而能源危機(jī)并 不存在，因?yàn)閬?lái)自太陽(yáng)能的礦物能源用完了，我 們還可以直接利用太陽(yáng)能本身。把幾千年來(lái)房屋 只是人類居住、遮風(fēng)擋雨、避寒暑、娛樂(lè)的簡(jiǎn)單 建筑發(fā)展成獨(dú)立能源、自我循環(huán)式的新型建筑， 這也是人類進(jìn)步和社會(huì)、科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然。 "建筑一體化太陽(yáng)能光熱利用 美國(guó)克林頓政府曾提出了百萬(wàn)屋頂太陽(yáng)能發(fā) 電計(jì)劃，歐盟的多數(shù)國(guó)家和日本也在積極推行家 庭太陽(yáng)能發(fā)電。在執(zhí)行這些計(jì)劃時(shí)，各國(guó)政府都 在有意或無(wú)意中把太陽(yáng)能應(yīng)用同建筑的一部 分——屋頂聯(lián)系了起來(lái)，至于如何把太陽(yáng)能設(shè)備 同屋頂良好結(jié)合的問(wèn)題顯然要由太陽(yáng)能工程師和 建筑工程師來(lái)回答了。 根據(jù)我國(guó)的國(guó)力和消費(fèi)

建筑能耗在各種能耗中所占的比例較大,降低建筑能耗有很多措施,太陽(yáng)能就是減少常規(guī)能源消耗的有效途徑之一。熱管平板集熱器是一種有良好發(fā)展前景的集熱器型式,熱管平板式集熱器具有熱容小,啟動(dòng)快,防凍防腐性能好等特點(diǎn)。結(jié)合熱管平板集熱器的特點(diǎn),分析了其在太陽(yáng)能系統(tǒng)的應(yīng)用,設(shè)計(jì)良好的集熱器及太陽(yáng)能利用系統(tǒng)可以有效地實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能。

以太陽(yáng)能直接蒸汽直接發(fā)電系統(tǒng)的槽式太陽(yáng)能集熱器為研究對(duì)象,在建立其熱力學(xué)模型的基礎(chǔ)上,對(duì)集熱器的傳熱與流動(dòng)性能進(jìn)行了系統(tǒng)的模擬研究。模擬結(jié)果表明:提高工作流體的初始溫度,集熱器效率反而降低;增加流量可以提高集熱器效率;太陽(yáng)輻射強(qiáng)度越大集熱器的效率越大,并且影響較大。

針對(duì)我國(guó)目前太陽(yáng)能在建筑上的利用現(xiàn)狀,提出了太陽(yáng)能集熱器與建筑相結(jié)合的設(shè)計(jì)方法及相關(guān)建議,闡述了太陽(yáng)能集熱器在建筑中的一體化應(yīng)用情況,以加快太陽(yáng)能與建筑結(jié)合應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā)的步伐。

分析了真空管集熱器的特點(diǎn),指出了玻璃真空管集熱器很難與建筑真正一體化;研究了平板式集熱器的結(jié)構(gòu)和吸收面材料,通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)解決了平板式太陽(yáng)能集熱器與建筑一體化的問(wèn)題,并通過(guò)工程試驗(yàn)檢驗(yàn)了設(shè)計(jì)的效果.

太陽(yáng)能作為新能源可以在生活中為人們提供熱能和電能.太陽(yáng)能集熱設(shè)備與建筑設(shè)計(jì)融為一體是發(fā)展綠色建筑的方向.太陽(yáng)能集熱器的有效面積和角度的計(jì)算可以使用計(jì)算機(jī)輔助和相關(guān)規(guī)范完成.太陽(yáng)能集熱與建筑一體化的設(shè)計(jì)主要分為屋頂式和外墻式兩種形式,不同的方式均具有各自的優(yōu)缺點(diǎn).

通過(guò)對(duì)目前市場(chǎng)上主要的三種集熱器的結(jié)構(gòu)和工作原理分析,指出平板集熱器在建筑一體化大型太陽(yáng)能熱水中具有良好的建筑融入性和高的性價(jià)比。在建筑一體化大型太陽(yáng)能熱水應(yīng)用中,平板集熱器必將發(fā)揮舉足輕重的作用。

太陽(yáng)能建筑一體化技術(shù) 填空題： 1.光伏板的安裝形式有固定 安裝和自動(dòng)跟蹤兩種 2.光伏板的方位角是指光伏 板所在方陣的垂直面與正南 方向的夾角（東負(fù)西正），傾 斜角是指光伏板平面與水平 地面的夾角。 3.光伏與建筑的結(jié)合有兩種 形式為：bapv和bipv 4.光伏建筑一體化系統(tǒng)發(fā)電 量的經(jīng)濟(jì)效益可以由每年或 每月公用電費(fèi)的減少量反應(yīng) 出來(lái)，常用的方法有雙電表 計(jì)量法和凈電表計(jì)量法 5.當(dāng)太陽(yáng)輻射能入射到任何 材料表面時(shí)，一部分被反射 出去，一部分被材料吸收， 另一部分會(huì)透射材料 6.光照使物體內(nèi)部電場(chǎng)兩側(cè) 由于電荷積累而產(chǎn)生光生電 壓，這種效應(yīng)叫做光生電效 應(yīng) 7.太陽(yáng)能電池的光伏特性中， 短路電流isc隨溫度的升高而 增大 8.晶體硅太陽(yáng)電池包括單晶 硅太陽(yáng)電池和多晶硅太陽(yáng)電 池 9.直流光伏發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成 是太陽(yáng)能光伏組件、控制器、 蓄電池 10.逆變器是直流電與交流電

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為了將太陽(yáng)能通過(guò)光熱轉(zhuǎn)化運(yùn)用到供熱采暖或干燥工程中,該文設(shè)計(jì)了一種在空氣流道中設(shè)置菱形導(dǎo)流板的新型雙效平板太陽(yáng)能集熱器,可實(shí)現(xiàn)加熱空氣和加熱水兩種工作模式。通過(guò)熱性能測(cè)試,空氣集熱日平均光熱轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到41.8%,水集熱平均效率為39.4%。該新型雙效集熱器成本不高,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安裝方便,可用于農(nóng)產(chǎn)品的干燥和太陽(yáng)能供熱采暖工程,對(duì)環(huán)境無(wú)污染,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

通過(guò)搭建平板集熱器與建筑一體化熱性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái),對(duì)一體化模式和傳統(tǒng)分開(kāi)模式下的集熱器效率進(jìn)行測(cè)試,并對(duì)與集熱器一體化模式的墻體、分開(kāi)模式的墻體、沒(méi)有集熱器的墻體溫度和熱流量進(jìn)行測(cè)試,對(duì)比三種模式的墻體換熱量,分析了室外環(huán)境溫度和太陽(yáng)輻照度對(duì)集熱器效率和墻體換熱量影響。

0引言太陽(yáng)能在建筑中的利用越來(lái)越普遍,其中太陽(yáng)能的光熱利用已取得顯著成果。而太陽(yáng)能與建筑的結(jié)合,也逐漸成為建筑中的一大亮點(diǎn)。下面以北京某賓館為例介紹一下太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)與建筑一體化工程設(shè)計(jì)和實(shí)踐中的一些基本思路和體會(huì)。

傳統(tǒng)太陽(yáng)能熱水器通常僅能提供熱水,其應(yīng)用范圍受到一定的限制。本文著重闡述了一種新型太陽(yáng)能集熱器,它將太陽(yáng)能熱水器和空氣集熱器有機(jī)地結(jié)合在一起,用戶在得到熱水的同時(shí),亦可獲得熱空氣,達(dá)到冬季給室內(nèi)供暖并且提供新風(fēng)的效果,最后介紹了此太陽(yáng)能集熱器在建筑中的應(yīng)用。

本文以河南工院新區(qū)太陽(yáng)能洗浴工程為例,主要介紹了真空管太陽(yáng)熱水系統(tǒng)與建筑一體化設(shè)計(jì)時(shí)的主要問(wèn)題的解決方案。

太陽(yáng)能光伏發(fā)電是新能源和可再生能源的重要組成部分,被認(rèn)為是當(dāng)前世界上最具發(fā)展前景的新能源技術(shù).針對(duì)太陽(yáng)能利用和建筑一體化這一新的課題,簡(jiǎn)述了太陽(yáng)能光伏發(fā)電的工作原理,詳細(xì)闡述了太陽(yáng)能光伏與建筑集成系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)及其功能,并對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電與建筑一體化的優(yōu)點(diǎn)和存在的問(wèn)題進(jìn)行了詳盡的分析.同時(shí),根據(jù)目前我國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電和太陽(yáng)能光熱利用技術(shù)日趨成熟的現(xiàn)實(shí),提出了太陽(yáng)能光伏發(fā)電與建筑一體化的發(fā)展方向,并預(yù)測(cè)了其未來(lái)的發(fā)展.

介紹了4種模式的太陽(yáng)能光伏光熱(pv/t)系統(tǒng):空氣冷卻型pv/t系統(tǒng)、水冷pv/t系統(tǒng)、熱管pv/t系統(tǒng)和光伏—太陽(yáng)能輔助熱泵(pv-sahp)系統(tǒng)的構(gòu)造及應(yīng)用,分析了各自的優(yōu)勢(shì)與不足,并預(yù)測(cè)了pv/t系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。研究表明太陽(yáng)能光伏光熱建筑一體化,可以真正實(shí)現(xiàn)建筑的節(jié)能。

太陽(yáng)能建筑一體化系統(tǒng)可有效降低建筑能耗，現(xiàn)階段，世界各國(guó)逐步開(kāi)始重視太陽(yáng)能建筑一體化利用技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。在我國(guó)，目前太陽(yáng)能建筑光伏或光熱利用較為常見(jiàn)，但對(duì)于太陽(yáng)能制冷、供暖及供生活熱水方面還仍處于研究示范階段。為進(jìn)一步探索光伏光熱熱電聯(lián)供系統(tǒng)在建筑中的應(yīng)用，提高系統(tǒng)在建筑結(jié)合過(guò)程中的性能表現(xiàn)，本文ｗ太陽(yáng)能高效電熱轉(zhuǎn)化利用技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)前期所設(shè)計(jì)聚光式光伏光熱系統(tǒng)開(kāi)展熱電轉(zhuǎn)化性能研究，進(jìn)一步提出與系統(tǒng)相匹配的光伏光熱建筑一體化利用設(shè)計(jì)方案，并依此展開(kāi)分析研究。

1 《珠海市太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)與建筑一體化 設(shè)計(jì)和驗(yàn)收導(dǎo)則》 珠海興業(yè)新能源科技有限公司 聯(lián)合編制 廣東省建筑科學(xué)研究院 2012年10月 2 3 目錄 目錄.............................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。 1．總則................................................................................................6 2．術(shù)語(yǔ)與符號(hào)................................................................................8 2.1術(shù)語(yǔ)...............................

太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)與建筑一體化應(yīng)用技術(shù) 小區(qū)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)采用金屬導(dǎo)熱管承壓式太陽(yáng)能熱水器，采用單機(jī)整體安 裝方式，每戶一臺(tái)單機(jī)，同時(shí)配備智能電加熱系統(tǒng)，充分發(fā)揮太陽(yáng)能熱水器和電 熱水器兩大產(chǎn)品的性能優(yōu)點(diǎn)，光電合一，智能化電補(bǔ)熱、溫度顯視、定時(shí)加熱， 24小時(shí)全天候使用。 該系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)如下： ①系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性大大提升。單機(jī)采用金屬導(dǎo)熱管，單管破損不影響整機(jī)運(yùn) 行，大大提升了單機(jī)穩(wěn)定性。單機(jī)安裝，一戶一臺(tái)，一部機(jī)器出現(xiàn)故障不影響其 它機(jī)器運(yùn)行，提高了系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。 ②節(jié)能。晴好天氣利用太陽(yáng)自然光照，陰雨天才使用電輔助加熱。 ③舒適。太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)承壓式運(yùn)行，可避免傳統(tǒng)太陽(yáng)能熱水器利用自然落 差下水，導(dǎo)致頂部三層落水壓力太小的狀況，提高洗浴舒適度。 ④美觀。太陽(yáng)能熱水器與建筑一體化系統(tǒng)在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段統(tǒng)一規(guī)劃，提前預(yù) 設(shè)內(nèi)部水路、電路，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一安裝。通過(guò)對(duì)產(chǎn)品型號(hào)、尺寸和顏色的優(yōu)化，使

太陽(yáng)能空氣集熱系統(tǒng)與建筑有機(jī)結(jié)合，可滿足太陽(yáng)能資源豐富的地區(qū)的建筑供暖需求。本文在太陽(yáng)能空氣集熱系統(tǒng)運(yùn)用優(yōu)勢(shì)與原則的基礎(chǔ)上，分析了太陽(yáng)能空氣集熱系統(tǒng)與建筑一體化的主要形式以及優(yōu)化方法，為建筑節(jié)能領(lǐng)域應(yīng)用太陽(yáng)能空氣集熱系統(tǒng)技術(shù)提供借鑒，以滿足現(xiàn)代建筑節(jié)能減排的要求。

創(chuàng)新型一體化太陽(yáng)能路燈 一體化太陽(yáng)能路燈也叫第二代太陽(yáng)能路燈，與傳統(tǒng)第一代的太陽(yáng)能路燈最大不同 是，一體化太陽(yáng)能路燈是一體化設(shè)計(jì)的，而傳統(tǒng)的太陽(yáng)能路燈就是目前大家在市場(chǎng) 上非常常見(jiàn)的一種分體式的，分體式使用鉛酸電池的通常叫作第一代傳統(tǒng)太陽(yáng)能路 燈，即太陽(yáng)能，led燈，電池都是分開(kāi)安裝的。 這里說(shuō)的一體化太陽(yáng)能路燈也叫第二代太陽(yáng)能路燈，第二代的太陽(yáng)能路燈則是 充分解決了這一復(fù)雜結(jié)構(gòu)，而是將太陽(yáng)能板，蓄電池（使用了超長(zhǎng)壽命的鐵鋰電池， 循環(huán)壽命超過(guò)2000次），超高亮led燈，智能控制器及其它附加功能部件集中于一 體的太陽(yáng)能路燈。 第二代太陽(yáng)能路燈有著比第一代太陽(yáng)能路燈結(jié)構(gòu)安裝及壽命維護(hù)上的突出優(yōu) 勢(shì)，也是目前行業(yè)熱需的產(chǎn)物，天使眼一體化太陽(yáng)能路燈系列設(shè)計(jì)融合了當(dāng)今高效 太陽(yáng)能電池板、高光效原裝進(jìn)口led，超長(zhǎng)壽命磷酸鐵鋰電池，智能、智能控制器及 pir人體感應(yīng)器于一體

文章對(duì)蘇州"嘉業(yè)-陽(yáng)光城"太陽(yáng)能與建筑一體化熱水工程進(jìn)行了總結(jié),指出太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)與建筑一體化設(shè)計(jì)思路和發(fā)展方向。