民用建筑太陽能空調工程技術規范

更新時間:2020-09-21 ? 行業資訊

一般規定4.1.1 太陽能空調系統設計應納入建筑暖通空調系統設計中,明確各部件的技術要求。

4.1.2 太陽能空調系統的設計方案應根據建筑物的用途、規模、使用特點、負荷變化情況與參數要求、所在地區氣象條件與能源狀況等,通過技術與經濟比較確定。

4.1.3 太陽能空調系統應與太陽能采暖系統以及太陽能熱水系統集成設計,提高系統的利用率。

4.1.4 太陽能空調系統應根據制冷機組對驅動熱源的溫度區間要求選擇太陽能集熱器,集熱器總面積應根據設計太陽能空調負荷率、建筑允許的安裝條件和安裝面積、當地氣象條件等因素綜合確定。

4.1.5 太陽能空調系統性能應根據熱水溫度、制冷機組的制冷量、制冷性能系數等參數進行分析計算后確定。

4.1.6 蓄能水箱的容積應根據太陽能集熱系統的蓄能要求和制冷機組穩定運行的熱量調節要求確定。

4.1.7 太陽能空調系統應設置安全、可靠的控制系統。

4.1.8 熱力制冷機組對冷水和熱水的水質要求,應符合現行國家標準《蒸汽和熱水型溴化鋰吸收式冷水機組》GB/T 18431的有關規定。

條文說明

4.1 一般規定4.1.1 本條明確太陽能空調系統應由暖通空調專業工程師進行設計,并應符合現行國家標準《采暖通風與空氣調節設計規范》GB 50019的相關要求。在具體設計中,針對太陽能空調系統的特點,首先,設計師需要考慮太陽能集熱器的高效利用問題,為此,從產品方面,需要選用高溫下仍然具有較高集熱效率的太陽能集熱器;從安裝方面,需要保證合理的安裝角度,并要求實現太陽能集熱器與建筑的集成設計。其次,設計師需要綜合考慮太陽能集熱器、蓄能水箱、制冷機組以及輔助能源裝置之間的合理連接問題,既要保證設備布局緊湊,又要優化管路系統,減少熱損。

4.1.2 本條從太陽能空調系統與建筑相結合的基本要求出發,規定了太陽能空調系統的設計必須根據建筑的功能、使用規律、空調負荷特點以及當地氣候特點綜合考慮。太陽能空調系統應優先選用市場上成熟度較高的太陽能集熱器以及熱力制冷機組。國內高效平板以及高效真空管太陽能集熱器成熟度已較高,可應用在太陽能空調系統中。熱力制冷機組方面,溴化鋰吸收式(單效)制冷機組屬于成熟產品,制冷量為15kW的硅膠-水吸附式制冷機組已經有小批量生產。

   從目前的應用情況來看,太陽能空調系統規模均較小,國內應用的制冷量一般為100kW左右。在具體方案確定中,100kW以上的太陽能空調系統可優先采用太陽能溴化鋰吸收式(單效)空調系統;而對于一些小型太陽能空調系統,可采用太陽能吸附式空調系統。

4.1.3 本條主要強調太陽能空調系統所用太陽能集熱裝置的全年利用問題。民用建筑的用能需求是多樣的,例如在寒冷地區和夏熱冬冷地區既包括夏季制冷,同時也包括冬季采暖以及全年熱水供應,因此,太陽能空調系統所用太陽能集熱裝置應得到充分利用。集成設計的基本原則是要保證太陽能集熱系統產生的熱水在過渡季節得到充分利用,所以在設計空調系統時,應考慮合理的切換措施,使得太陽能集熱裝置為采暖以及熱水供應提供部分熱量,從而實現太陽能的年綜合熱利用。目前太陽能空調系統的投資成本中,太陽能集熱裝置的成本約占40%~60%,這也是影響太陽能空調系統經濟性的主要因素,本條所強調的太陽能綜合熱利用可在很大程度上提高太陽能系統的經濟性。

4.1.4 本條規定了太陽能空調系統集熱器的確定原則。太陽能空調系統集熱器的選擇有別于太陽能熱水系統以及太陽能采暖系統,其中的關鍵問題是太陽能空調系統的集熱器通常在高溫工況下運行,而太陽能熱水和太陽能采暖系統中,集熱器的運行溫度通常較低。因此,太陽能空調系統設計中,應對太陽能集熱器進行性能測試,或由生產商提供相關部門的性能測試報告,著重分析太陽能空調驅動熱源在不同溫度區間的不同集熱效率,在可能的情況下,盡量多選擇幾種集熱器,進行性能比較,優選出其中最適合的集熱器作為太陽能空調系統的驅動熱源,保證集熱器熱性能與制冷機組的匹配。

   確定太陽能空調系統集熱器總面積時,根據設計太陽能空調負荷率以及制冷機組設計耗熱量得到太陽能集熱系統在設計工況下所應提供的熱量。在此計算結果的基礎上,根據空調冷負荷所對應時刻的太陽能輻射強度即可得到太陽能集熱器的面積。但是,建筑實際可以安裝集熱器的面積往往是有限的,因此,集熱器總面積計算值還應根據建筑實際可供的安裝面積進行修正。

4.1.5 作為熱力制冷機組,其工作性能隨熱源溫度的變化而變化。因此,在太陽能空調系統設計時,必須首先考察制冷機組隨熱源溫度的變化規律,生產企業應提供詳細的制冷機組工作性能報告,其中,必須包括制冷性能隨熱源溫度的變化曲線,并應出示相關的檢測報告。

   熱水型(單效)溴化鋰吸收式制冷機組熱力COP隨熱水溫度的變化如圖2所示。


   在一般的太陽能吸收式制冷系統中,吸收式制冷機組(單效)在設計工況下所要求的熱源溫度為(88~90)℃,太陽能集熱器可以滿足系統的工作要求。對應于該設計工況,制冷機組的熱力COP約為0.7。

   吸附式制冷機組COP隨熱水溫度的變化如圖3所示。


   吸附式制冷機組在設計工況下所要求的熱源溫度為(80~85)℃,對應的熱力COP約為0.4。太陽能集熱器可以滿足系統的工作要求。

4.1.6 在太陽能空調系統中,蓄能水箱是非常必要的,它連接太陽能集熱系統以及制冷機組的熱驅動系統,可以起到緩沖作用,使熱量輸出盡可能均勻。

4.1. 7 太陽能空調系統在實際運行過程中,應根據室外環境參數以及蓄能水箱溫度進行太陽能集熱系統與輔助能源之間的切換,或者進行太陽能空調系統與常規空調系統之間的切換。因此,為了保證系統穩定可靠運行,宜設計自動控制系統,以實現熱源之間以及系統之間的靈活切換,并便于進行能量調節。

4.1.8 本條規定吸收式制冷機組或吸附式制冷機組的冷卻水、補充水的水質應符合國家現行有關標準的規定。

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