《基于太陽能的房屋集中供暖系統(tǒng)設(shè)計》9700字（論文）

基于太陽能的房屋集中供暖系統(tǒng)設(shè)計目錄第1章緒論 21.1研究背景與意義 21.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 3第二章理論方法 42.1太陽能冷管制冷機理 42.2供暖計算： 52.3冷負荷計算： 6第三章制冷管和集熱器的設(shè)計 73.2集熱器 83.3制冷管的原理和結(jié)構(gòu) 83.4制冷管反應(yīng)過程及部件介紹 93.4太陽能集熱器的結(jié)構(gòu) 93.5集熱器反應(yīng)過程 9第四章房屋設(shè)計及集熱器數(shù)量計算 104.1建筑物設(shè)計 104.2熱負荷的計算： 104.3冷負荷的計算 134.4.集熱器數(shù)量的計算 16第1章緒論1.1研究背景與意義伴隨著全球科技和經(jīng)濟的日益發(fā)展，各行各業(yè)對能源的需求也隨之增加，傳統(tǒng)的能源已經(jīng)無法滿足需求，與此同時人們也越來越清晰的認識到了環(huán)境危機，因此可再生能源的開發(fā)和利用成為了各國發(fā)展的重頭戲，全世界新能源發(fā)展也出現(xiàn)超常規(guī)化趨勢。太陽能是新能源發(fā)展的核心，其特點是可利用資源量廣泛，無污染及可再生，可從環(huán)境和經(jīng)濟兩方面帶來效益.太陽能作為一種典型的可再生能源，是一種取之不盡、用之不竭的綠色清潔能源。太陽能是由太陽內(nèi)部不斷的核聚變反應(yīng)而產(chǎn)生的能力，來自太陽的輻射能力。太陽內(nèi)部這種核聚變反應(yīng)，可維持上百億年時間，由于化石燃料的不斷減少，太陽能成為人類新能源領(lǐng)域重要的組成部分，并且得到不斷的發(fā)展。太陽能優(yōu)點：①資源豐富。每一年輻射到地球表面的輻射能大約等于130萬億噸煤所產(chǎn)生的能量，②能源清潔。與天然氣、煤、石油等化石燃料有所不同，太陽能不會污染到環(huán)境，在環(huán)境越來越惡劣的今天，這是非常寶貴的一點，使用它可以大大的減少溫室氣體的排放和化石燃料的消耗，如二氧化碳、二氧化硫及氫氧化物。其中，利用到太陽能的一個重要板塊是太陽能制冷，而太陽能制冷技術(shù)又可分為兩類：①先利用到光熱轉(zhuǎn)換，再用熱能制冷②利用光電轉(zhuǎn)換，再用電能進行壓縮制冷，目前來看前者的利用率更加廣泛，技術(shù)也更加成熟，包括在其中的太陽能吸附式制冷和吸收式制冷應(yīng)用最多，而后者雖結(jié)構(gòu)簡單，但造價成本昂貴。固體吸附式制冷是一種使用天然劑制冷和可以直接利用到熱能作為制冷驅(qū)動力的制冷技術(shù)，它對保護環(huán)境和節(jié)約不可再生能源都有著極其重要的意義。吸附式制冷技術(shù)當下已經(jīng)成為全世界共同關(guān)注的學(xué)術(shù)方向，其中，固體吸附式冷管作為一種新穎單元式微小型制冷器件是吸附式制冷研究領(lǐng)域里一個不可或缺的研究方面。一端為管狀的吸附器也成為吸附床，另一端是冷凝器/蒸發(fā)器，兩端共同組成了一個完整的吸附式冷管。它的特點是具有無節(jié)流裝置，無運動部件，每一根管子都是一個完整且獨立的制冷體系且工藝簡單，熱傳導(dǎo)和傳質(zhì)效果很好，穩(wěn)定性高，密封性能好，批量生產(chǎn)制作會很容易，可以根據(jù)我們所需要的制冷量來進行選擇性組裝等一系列的特點。據(jù)統(tǒng)計，全國總耗能的30％是來自于空調(diào)耗能，而在當今空調(diào)又是人們無可獲取的電器之一，它對人們的生活以及工業(yè)發(fā)展都有著極其重要的地位，除此之外制冷還可用于果蔬保鮮、醫(yī)療儲存等，其太陽能輻射強度最大的季節(jié)與制冷量需求最大時期高度吻合，季節(jié)的匹配性非常好，我國南方平均每年有6-8個月可吸收太陽能，北方平均每年有4-6個月可吸收太陽能。同時太陽能制冷在運轉(zhuǎn)起來無噪聲，且可以將夏季制冷，冬季采暖功能集合起來使用，實現(xiàn)一機多用，一年四季都可用，有效的提升了太陽能制冷的經(jīng)濟性和實用性。最重要一點是伴隨全球變暖的日益增加，人們對環(huán)境保護和新能源利用的意識有明顯的提升，太陽能制冷恰恰符合此點需求，因此得到眾多國內(nèi)外能源研究者和用戶的親睞。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2018年杜芳麗吳晗張富康陳達明對基于吸附式制冷的果蔬保鮮裝置進行了研究，本次研究利用到太陽能驅(qū)動吸附式制冷機組和貨車發(fā)動機余熱，供應(yīng)氣調(diào)庫需要的冷量，以保證果蔬低溫貯藏的要求，同時還用到了高錳酸鉀、氫氧化鈉來吸收空氣里的成分，達到果蔬運送過程中對氣體的硬性要求。2013年趙惠忠張敏劉震炎研究了一種新的太陽能彎曲式制冷管，該制冷管用到水-復(fù)合吸附劑作為工質(zhì)對，利用到的是吸附床整體成型技術(shù)。實驗的結(jié)果顯示：當在太陽能輻射量是20.5MJ/（d-m2）時，白天吸附床的最高可達到223℃，冷凝溫度最高約為60℃，白天可脫附出制冷劑168.1g，夜晚吸附床則可下降至52℃，蒸發(fā)溫度最低為12℃，制冷的功率則從最高的14W降至次日晨2W,制冷量大約是378KJ,COP大約為0.23-0.25.2004年劉震炎趙惠忠徐海峰盧允莊做了太陽能冷管結(jié)構(gòu)改進實驗，利用到真空集熱的方式和選擇性涂層增加了冷管對太陽能輻射的吸收，以及利用到固化復(fù)合吸附劑提升脫附性能和吸附性能，還研究了冷管中的脫附動力學(xué)機理，指出影響脫附速率的因素之一是真空度，該太陽能冷管不僅可以制冷還能提供熱水，制冷系數(shù)可達到0.193，供熱與制冷的總性能系數(shù)是0.692。2007年馬曉東劉震炎趙惠忠做了太陽能冷管與供熱特性的實驗研究，結(jié)果顯示：當太陽能輻射是23.5MJ/m2時，白天在太陽能冷管熱脫附階段可以把4kg的25℃的水加熱到50℃，而在夜間吸附制冷階段，可將4kg26℃的水加熱至39℃，同時產(chǎn)生276KJ冷量，cop（制冷系數(shù)）可達到0.22。2005年張華，武衛(wèi)東進行了一種新穎的吸附制冷管的性能和設(shè)計研究，在以往的余熱吸附式制冷管的基礎(chǔ)上，制作一種以CaCl2-NH3為吸附工質(zhì)對的新型吸附式冷管，其主要由冷凝/蒸發(fā)、發(fā)生/吸附段構(gòu)成，兩段之間聯(lián)系的方式為毛細管柔性聯(lián)系。初步的實驗結(jié)果顯示，當環(huán)境溫度為23℃及熱源溫度為200℃時，冷管最低的制冷溫度可達-2℃，0℃時可持續(xù)60分鐘，總共的制冷時間約為160分鐘，假如熱源溫度增加，可使吸附制冷的時間保持不變且解吸周期縮短，但最低制冷溫度并不會下降，反而可能會有所提升。2009年趙惠忠張敏呂靜于國清鄒志軍進行了太陽能吸附床脫附實驗和二維模擬，依據(jù)平衡吸附的理論，對在不同太陽方位角下太陽能真空管集熱圓柱形吸附床各個區(qū)域脫附過程的脫附量和冷凝溫度進行二維模擬，并把實驗值與模擬計算值進行比較。結(jié)果顯示：利用二維脫附模型能相較準確的表面出脫附過程中脫附量的變化及吸附床溫度的變化，吸附床模擬整個脫附過程計算平均溫度是183.8℃，而實驗的溫度是178.3℃，二者相差5.5℃，相對偏差為3.1％；實驗數(shù)值與冷凝溫度計算數(shù)值整體的相差并不大，分別是44.9℃和48.0℃，相當偏差是6.5％。脫附量的實驗數(shù)值和計算數(shù)值最大的相對偏差是9.1％，COP（制冷系數(shù)）值約為0.24-0.28,比之前的冷管COP提升了大約20％。2004年武衛(wèi)東毛正榮張華劉訓(xùn)海鄔志敏伍貽文林漢濤提出一種工質(zhì)對為沸石-水的固體吸附式冷管，測試了冷管的制冷功率，研究在制冷功率不同時的制冷溫度變化情況。實驗中研究了環(huán)境溫度、風速、熱源溫度等參數(shù)對制冷管制冷性能的影響，并且分析了其原因。研究結(jié)果顯示為系統(tǒng)吸附式冷管性能的進一步升級提供了參考，提出了吸附式冷管型空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化方案。1994年王如竹，李永強研究和報道了活性炭-甲醇吸附式制冷單元的制冷性，文獻的結(jié)尾指出，吸附單元管設(shè)計的關(guān)鍵是發(fā)生器和冷凝器/蒸發(fā)器，光管結(jié)構(gòu)簡單，響應(yīng)熱交換差會造成吸附時間的提升和冷凝壓力的偏高，相應(yīng)的初始蒸發(fā)溫度偏高，于是做出了改進，使用到的是外肋翅片管，中間的連接管采用不銹鋼的材質(zhì)，這樣可以減少蒸發(fā)制冷過程中由于溫差通過吸附/發(fā)生器而傳送給冷凝器/蒸發(fā)器的熱量2002年K,sumathy針對critpoh提出的吸附制冷單元，為了增強和優(yōu)化其性能，對其外加翅片后的傳熱過程機理進行了更為詳細的研究。研究人提供建立的吸附床的二維能量平衡控制方程的模型并對其進行理論的求解，分析研究了大量的重要設(shè)計參數(shù)對吸附制冷單元性能的影響，其結(jié)果顯示：如果采用到合適數(shù)量的翅片情況下，增大了通過制冷單元管外的空氣流動速度，讓吸附床的接觸熱阻減小，可以很明顯的改善其吸附制冷特性，而翅片本身的厚度對制冷單元的影響并不是很大。第二章理論方法2.1太陽能冷管制冷機理太陽能冷管是在一根玻璃管內(nèi)均可完成太陽能脫附吸附制冷循環(huán)，單個太陽能冷管是一個制冷，集供熱于一塊的能量轉(zhuǎn)換單位。白天利用太陽能將冷管內(nèi)的吸附床進行加熱；夜晚溫度降低使吸附床吸附，太陽能冷管伴隨晝夜有無接受陽光的變化進行間歇式制冷。太陽能制冷管的主要部分是吸附床,在真空夾層的中段部分是吸附床段,里面主要填裝的是自制的復(fù)合吸附劑,吸附床內(nèi)吸附劑塊內(nèi)設(shè)有吸附劑通道管以便于在吸附或者脫附時制冷劑能更好的通過,太陽能冷管的頂部為冷凝器,下端是蒸發(fā)段.當白天制冷時,太陽能冷管吸附床受到太陽能輻射后吸附劑的溫度升高,當吸附床的溫度到達制冷劑脫附溫度后開始脫附,當脫附出來的制冷劑蒸氣與冷凝器相遇時,因為冷凝器溫度比制冷劑此時壓力下的飽和溫度低,于是制冷劑蒸氣開始在冷凝器上進行冷凝,成為液體的制冷劑,為了增強冷凝效果,在冷凝器加入冷卻水即可強化制冷劑的冷卻效果.制冷劑液體靠自身重力作用流入蒸發(fā)器儲存起來.傍晚,當太陽光輻射逐漸減弱,太陽能冷管的吸附床溫度開始下降,當吸附床溫度下降到吸附劑吸附的溫度時，吸附床內(nèi)的吸附劑即開始吸附周圍的制冷蒸汽，伴隨著吸附過程的進行，太陽能冷管內(nèi)制冷蒸汽壓力開始降低，當重量級蒸汽壓力降到蒸發(fā)器內(nèi)液體制冷劑的飽和蒸汽壓力時，制冷劑并開始汽化，我們則可提供蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的汽化過程來提高冷量，吸附制冷的過程直到次日的清晨吸附床不再吸附制冷劑蒸汽為止。2.2供暖計算：一般規(guī)定1.供暖的方式應(yīng)根據(jù)建筑的規(guī)模，所在地區(qū)的氣候環(huán)境，能源概況和當?shù)卣恼撸用裆盍?xí)慣方式及節(jié)能環(huán)保等要求，通過技術(shù)經(jīng)濟對比進而確定、2.每年累計平均溫度低于或者等于5℃的天數(shù)等于或者大于90天的地區(qū)，應(yīng)該安裝供暖設(shè)施，且適于采用集中供暖。3.符合以下條件之一的地區(qū)，適宜安裝供暖設(shè)施；其中養(yǎng)老院，培訓(xùn)機構(gòu)，醫(yī)院，事業(yè)機關(guān)單位等建筑適宜安裝集中供暖①每年的日平均溫度穩(wěn)定等于或者低于5℃的天數(shù)為60天—89天；②每年的日平均溫度穩(wěn)定等于或者低于5℃的天數(shù)不足60天，但是每年的日平均溫度穩(wěn)定等于或者大于8℃的天數(shù)大于或者等于75天。4.寒冷地區(qū)或者嚴寒地區(qū)安裝供暖的公共建筑，在未使用的時間段內(nèi)，室內(nèi)的溫度應(yīng)該保持在0℃以上；當利用房間需熱量不能去滿足要求時，應(yīng)按照保證室內(nèi)溫度5℃設(shè)置值班供暖。5.居民居住建筑的集中供暖系統(tǒng)應(yīng)按照連續(xù)供暖來進行設(shè)計6.設(shè)置供暖的建筑物，其圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)應(yīng)符合國家現(xiàn)行相關(guān)節(jié)能設(shè)計標準規(guī)定圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)計算公式：K=式中：K——圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)[W/(m2·K)]αn——圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面換熱系數(shù)[W/(m2·Kαw——圍護結(jié)構(gòu)外表面換熱系數(shù)[W/(m2·Kδ——圍護結(jié)構(gòu)各層材料厚度（m）λ——圍護結(jié)構(gòu)各層材料導(dǎo)入系數(shù)[W/(m2·K)]αλRK——封閉空間層的熱阻（m2·熱負荷：集中供暖系統(tǒng)的施工圖設(shè)計，必須對每個房間進行熱負荷計算冬季供暖通風系統(tǒng)的熱負荷應(yīng)根據(jù)建筑物下利散失和獲得的熱量確定；通風耗熱量圍護結(jié)構(gòu)本身的耗熱量加熱由外門，窗戶縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣耗熱量加熱由外門開啟時經(jīng)外門流入到室內(nèi)的冷空氣耗熱量通過其他途徑得到或流失的熱量圍護結(jié)構(gòu)的耗熱量，應(yīng)包括基本耗熱量和附加耗熱量圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量計算Q=αFK（式中;Q——圍護結(jié)構(gòu)的舉報耗熱量（W）α——圍護結(jié)構(gòu)溫差修正系F——圍護結(jié)構(gòu)的面積（m2）K——圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)[W/(m2·K)]——供暖室內(nèi)設(shè)計溫度（℃）——供暖室外計算溫度（℃）2.3冷負荷計算：除了在方案設(shè)計或者是初步設(shè)計階段可以使用熱、冷負荷指標進行估算外，施工圖設(shè)計階段應(yīng)該對空調(diào)區(qū)的冬季熱負荷和夏季冷負荷進行計算空調(diào)區(qū)的夏季計算得熱量，應(yīng)根據(jù)下例各項確定通過圍護結(jié)構(gòu)傳入的熱量人體自身的散熱量照明帶來的散熱量滲透空氣帶入的熱量通過透明圍護結(jié)構(gòu)進入的太陽輻射量設(shè)備、管道、器具和其它內(nèi)部熱源的散熱量按穩(wěn)態(tài)方法計算的空調(diào)區(qū)夏季冷負荷，宜以下方法計算：

C

t式中：tzptwpJPρ——圍護結(jié)構(gòu)外表面對太陽輻射熱的吸收系數(shù)αw——圍護結(jié)構(gòu)外表面換熱系數(shù)[W/(m2·K第三章制冷管和集熱器的設(shè)計3.1CoolStore冷管進行制冷作原理白天，太陽能將反應(yīng)器內(nèi)的鹽溶液加熱至干鹽狀態(tài)，蒸汽從反應(yīng)器向冷凝器方向移動，在冷凝器中凝結(jié)并放熱(此為充能過程)。熱能可以直接被即時的使用或者被儲存在水箱中，為之后供暖或者熱水的需求提供熱量。由CoolStore驅(qū)動的集熱器在白天的供熱效果與傳統(tǒng)太陽能光熱集熱器看起來區(qū)別不大。熱量可以被用來加熱房間、熱泳池、預(yù)加熱或者提供家庭熱水。夜間，由CoolStore驅(qū)動的集熱器可在持續(xù)制熱同時制冷。當集熱器制冷時，管內(nèi)蒸汽從冷凝器（此時起到蒸發(fā)器的作用）向反應(yīng)器端流動，與此同時反應(yīng)器內(nèi)的干鹽將蒸汽凝結(jié)后的液體吸收(此為放能過程)。蒸發(fā)過程從環(huán)境吸熱而產(chǎn)生制冷效果，并可將其傳送至建筑物空調(diào)系統(tǒng)。冷能可立即使用或者儲存起來，例如儲存在外接的水箱系統(tǒng)內(nèi)，以便在之后需要的時候使用。在CoolStore制冷的同時，反應(yīng)器由于凝結(jié)反應(yīng)和管內(nèi)化學(xué)能的釋放而放熱。此部分熱量可以在夜間提供加熱的效果。這在白天日照充足但夜晚寒冷的氣候條件下十分實用。3.2集熱器由CoolStore驅(qū)動的集熱器是由數(shù)根CoolStore冷管組裝而成。每根CoolStore冷管都包含反應(yīng)器和冷凝器/蒸發(fā)器。冷凝器/蒸發(fā)器反應(yīng)器冷凝器出口溫度冷凝器入口溫度反應(yīng)器吸能溫度反應(yīng)器入口溫度反應(yīng)器出口溫度蒸發(fā)器入口溫度蒸發(fā)器出口(傳遞)溫度每根CoolStore冷管都與表面的吸收平板相連接以更有效的吸收太陽光輻射。內(nèi)部流經(jīng)熱水的傳熱管一端環(huán)繞包圍著吸收平板，另一端連接建筑熱水系統(tǒng)的面板。面板的冷端同時與建筑的空調(diào)系統(tǒng)相連。冷凝器/蒸發(fā)器需避免接觸陽光并且與反應(yīng)器段熱隔絕，以減少熱損。3.3制冷管的原理和結(jié)構(gòu)制冷管包括反應(yīng)器部分和蒸發(fā)器、

凝器部分，

該反應(yīng)器里裝有活性物質(zhì),而蒸發(fā)器/冷凝器部分裝有可揮發(fā)性液體，揮發(fā)性液體部分以冷凝狀態(tài)存在并能被活性物質(zhì)吸收。將反應(yīng)器部分和蒸發(fā)器/冷凝器部分連接起來的是中間的通道部分。為了加熱反應(yīng)器部分,將該壁的一部分安裝成作為太陽能集熱器,這樣能產(chǎn)生很緊湊的結(jié)構(gòu)。至少在反應(yīng)器部分中設(shè)置用于活性物質(zhì)的基體,以便活性物質(zhì)以其固態(tài)和其液態(tài)或其溶液相被保持或承載或者結(jié)合到基體上。對基體有利的是惰性材料如氧化鋁,并具有許多孔，所述孔可滲透揮發(fā)性液體,且活性物質(zhì)位于其中。尤其是,能使用具有一個或多個表面的材料,活性材料能以液體狀態(tài)結(jié)合在該表面處。例如,基體可以是包括分散粒子的材料，如粉體或壓縮纖維材料。3.4制冷管反應(yīng)過程及部件介紹一種包括活性物質(zhì)和揮發(fā)性液體的制冷管，蒸發(fā)器/冷凝器部分的揮發(fā)性液體能在第一溫度下被活性物質(zhì)吸收并且在第二更高溫度下被活性物質(zhì)解吸反應(yīng)器：該部分含有所述活性物質(zhì)并安裝成被外部介質(zhì)加熱和冷卻;其特征為器皿或容器，該器皿或容器具有被安裝作為太陽能集熱器的側(cè)壁區(qū)或者具有與太陽能集熱器直接接觸的側(cè)壁區(qū);和用于活性物質(zhì)的基體，基體與所述側(cè)壁接觸;活性物質(zhì)和揮發(fā)性液體被如此選擇,使得所述活性物質(zhì)在第一溫度下具有固態(tài),活性物質(zhì)當吸收揮發(fā)性液體或其蒸汽相時從固態(tài)立即或直接部分地改變到液態(tài)或溶液相,并且活性物質(zhì)在第二溫度下具有液態(tài)或以溶液相存在，活性物質(zhì)當釋放所述揮發(fā)性液體尤其是其所述蒸汽相時從液態(tài)或溶液相直接部分地改變到固態(tài),并且該活性物質(zhì)既可在其固態(tài)又可在其液態(tài)或在其溶液相被保持在基體中或被結(jié)合到基體。蒸發(fā)器/冷凝器：該部分含有以冷凝狀態(tài)存在的揮發(fā)性液體的部分并安裝成被外部介質(zhì)加熱和冷卻；其特征為在表面至少一部分處包括多孔材料，該多孔材料可滲透揮發(fā)性液體，且基體和可滲透材料被安裝成其間具有空間的同心層，所述的空間形成通道。通道：用于揮發(fā)性液體的蒸汽相，所述通道將反應(yīng)器部分和蒸發(fā)器/冷凝器部分相互連接;3.4太陽能集熱器的結(jié)構(gòu)太陽能板包括管,其通常設(shè)計為包含用于在太陽能板與外部環(huán)境之間的熱交換的熱承載介質(zhì)。管設(shè)置成使得其可被太陽光線加熱。太陽能板包括化學(xué)熱泵,其由密封的一體管構(gòu)成，具有反應(yīng)器部分、蒸發(fā)器/冷凝器部分和二者之間的通道。一體管包括制冷管的反應(yīng)器部分的部分定位成與第一管熱傳導(dǎo)接觸,從而一體管的具有

反應(yīng)器部分的部分得到加熱。從而一體管可被真空容器型的絕熱部分包圍,其包括在外壁和內(nèi)壁之間的抽空空間。內(nèi)壁可在其朝外的表面包含輻射接收部分，適于將太陽輻射轉(zhuǎn)化為熱，其與第一區(qū)域和第一管熱傳導(dǎo)接觸。3.5集熱器反應(yīng)過程太陽能集熱器，包括第一管，所述第一管適于包含用于在集熱器與周圍環(huán)境之間的熱交換的熱承載介質(zhì)，其中集熱器包括具有活性物質(zhì)和揮發(fā)性液體的制冷管,該揮發(fā)性液體可在第一溫度下被該物質(zhì)吸收,并在更高的第二溫度下由該物質(zhì)釋放,以及制冷管包括:具有縱向的第一部分及反應(yīng)器部分，反應(yīng)器部分包含活性物質(zhì)并適于被外部介質(zhì)加熱和冷卻,因此當太陽輻射照在太陽能板上用于為制冷管裝載時，該第一部分定位成被太陽光加熱；蒸發(fā)器/冷凝器部分，包括冷凝形式的揮發(fā)性液體,并適于被外部介質(zhì)加熱和冷卻，以及用于氣相的揮發(fā)性液體的通道,使反應(yīng)器部分和蒸發(fā)器/冷凝器部分彼此連接。其中制冷管被制成密封的一體管,第一管在第一部分的縱向放置成在第一

部分中與一體管熱交換接觸第四章房屋設(shè)計及集熱器數(shù)量計算4.1建筑物設(shè)計在江蘇省連云港市建設(shè)一棟一層100平方米的租用房屋，房屋布局為4間臥室和一客廳一餐廳。首先通過所述計算公式計算建筑物的冷熱負荷，再根據(jù)上文提出的集熱器數(shù)據(jù)算出為房屋提供制冷及供暖所需要的集熱器數(shù)量4.2熱負荷的計算：室外參數(shù)采暖計算溫度℃空調(diào)計算溫度℃冬季平均風速m/s相對濕度%大氣壓(Pa)-6.4-6.42.667%1026304.2.1計算依據(jù)1.通過圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量計算公式Qj=aFK(tn-twn)Qj—基本耗熱量,WK—傳熱系數(shù),W/(㎡·℃)F—計算傳熱面積,㎡tn—冬季室內(nèi)設(shè)計溫度,℃twn—采暖室外計算溫度,℃α—溫差修正系數(shù)2.附加耗熱量計算公式Q=Qj(1+βch+βf+βlang)·(1+βfg)·(1+βjan)Q—考慮各項附加后，某圍護的耗熱量,WQj—某圍護的基本耗熱量,Wβch—朝向修正βf—風力修正βlang—兩面外墻修正βfg—房高附加βjan—間歇附加率3.冷風滲透計算Q=0.28·CP·pwn·V·(tn-twn)Q—通過門窗冷風滲透耗熱量，WCp—干空氣的定壓質(zhì)量比熱容=1.0056kJ/(kg·℃)pwn—采暖室外計算溫度下的空氣密度，kg/m3V—滲透冷空氣量，m3/htn—冬季室內(nèi)設(shè)計溫度，℃twn—采暖室外計算溫度，℃（1）通過門窗縫隙的冷風滲透耗熱量計算V=L0·l1·mbL0—在基準高度單純風壓作用下，不考慮朝向修正和內(nèi)部隔斷的情況時,每米門窗縫隙的理論滲透冷空氣量，m3/(m·h)L0=a1·(pwn·v02/2)ba1—外門窗縫隙滲風系數(shù)，m3/(m·h·Pab)當無實測數(shù)據(jù)時，可根據(jù)建筑外窗空氣滲透性能分級標準采用v0—基準高度冬季室外最多方向的平均風速，m/sl1—外門窗縫隙長度，應(yīng)分別按各朝向計算，mb—門窗縫隙滲風指數(shù)，b＝0.56～0.78。當無實測數(shù)據(jù)時，可取b=0.67m—風壓與熱壓共同作用下，考慮建筑體型、內(nèi)部隔斷和空氣流通因素后，不同朝向、不同高度的門窗冷風滲透壓差綜合修正系數(shù)m=Cr·Cf·(n1/b+C)·chCr—熱壓系數(shù)Cf—風壓差系數(shù)，當無實測數(shù)據(jù)時，可取0.7n—滲透冷空氣量的朝向修正系數(shù)Ch—高度修正系數(shù)ch=0.3·h0.4h—計算門窗的中心線標高C—作用于門窗上的有效熱壓差與有效風壓差之比，按下式計算：C=70·(hz-h)/(cf·v02·h0.4)·(t'n-twn)/(273+t'n)hz—單純熱壓作用下，建筑物中和界標高（m），可取建筑物總高度的二分之一t'n—建筑物內(nèi)形成熱壓作用的豎井計算溫度（樓梯間溫度），℃（2）忽略熱壓及室外風速沿房高的遞增，只計入風壓作用時的滲風量V=∑(l·L·n)

l—房間某朝向上的可開啟門、窗縫隙的長度，mL—每米門窗縫隙的滲風量，m3/(m·h)，見表5.1-7（詳見實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊）n—滲風量的朝向修正系數(shù)，見表5.1-8（詳見實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊）（3）換氣次數(shù)法L=K·VfL—房間冷風滲透量，m3/hK—換氣次數(shù)，1/h,見表5.1-13（詳見實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊）Vf—房間凈體積，m3（4）百分比法計算冷風滲透耗熱量Q=Qo·nQ—通過外門窗冷風滲透耗熱量，WQo—圍護結(jié)構(gòu)總耗熱量，Wn—滲透耗熱量占圍護結(jié)構(gòu)總耗熱量的百分率，%4.外門開啟沖入冷風耗熱量計算公式Q=Qj·βkqQ—通過外門冷風侵入耗熱量，WQj—某圍護的基本耗熱量，Wβkq—外門開啟外門開啟沖入冷風耗熱量附加率 4.2.2熱負荷計算簡略表樓號樓層房間房間面積各項負荷值熱負荷新風熱負荷戶間傳熱總熱負荷總濕負荷熱指標濕指標新風量m2WWWWkg/hW/m2kg/hm2m3/h1號樓1層臥室113.4749.8839.487.81677-0.34125.2-0.0360臥室213.4660.5839.434.61534.5-0.34114.5-0.0360客廳+餐廳40.31604.61678.894.43377.8-0.6983.8-0.02120臥室313.4749.8839.434.61623.7-0.34121.2-0.0360臥室413.4660.5839.434.61534.5-0.34114.5-0.03601層小計93.94425.35036.3285.99461.6-2.06103.8-0.023601號樓小計93.94425.35036.3285.99461.6-2.06103.8-0.02360工程合計93.94425.35036.3285.99461.6-2.06103.8-0.023604.2.3建筑物信息總表樓號總層數(shù)總高度(m)總面積(m2)熱負荷(KW)新風熱負荷總熱負荷(KW)熱指標(w/m2)1號樓1393.94.715.049.75103.814.3冷負荷的計算4.3.1室外參數(shù)夏季空調(diào)室外干球溫度℃夏季空調(diào)室外濕球溫度℃夏季空調(diào)日平均溫度32.7027.8029.50夏季室外平均風速（m/s)夏季空調(diào)大氣透明度等級夏季大氣壓(Pa)2.9051005104.3.2計算依據(jù)1.外墻、屋頂傳熱形成的逐時冷負荷(冷負荷系數(shù)法)Q=Ko·Fo·[(tlo-tdl)·Ca·Cp-tn]Ko傳熱系數(shù)，W/（m2·℃）Fo外墻和屋頂?shù)拿娣e，m2tlo墻體或屋面冷負荷計算溫度的逐時值，℃tdl圍護結(jié)構(gòu)的地點修正系數(shù)，℃Ca外表面放熱系數(shù)修正值Cp圍護結(jié)構(gòu)外表面日射吸收系數(shù)的修正值tn室內(nèi)設(shè)計溫度，℃外墻、架空樓板或屋面的傳熱冷負荷(諧波法)Q=KF(Tτ-ξ+Δ-Tn)K傳熱系數(shù)，W/（m2·℃）F計算面積，m2τ計算時刻，hτ-ξ溫度波的作用時刻，即溫度波作用于外墻或屋面外側(cè)的時刻，hTτ-ξ作用時刻下的冷負荷計算溫度，簡稱冷負荷溫度，℃Δ負荷溫度的地點修正值，見表20.3-1和表20.3-2的表注，℃Tn室內(nèi)設(shè)計溫度，℃2.外窗傳熱部分Q=Fch·Kch·CK1·Ck2·[(tlc+td2)-tn]Kch外窗傳熱系數(shù)，W/（m2·℃）Fch外窗窗口面積，m2tlc外窗的逐時冷負荷計算溫度，℃td2外窗逐時冷負荷計算溫度的地點修正值CK1不同類型窗框的外窗傳熱系數(shù)的修正值CK2有內(nèi)遮陽設(shè)施外窗的傳熱系數(shù)修正值tn室內(nèi)設(shè)計溫度，℃太陽輻射熱部分Q=Cs·Cn·Ca·[Fl·Jch。zd·Ccl。ch+（Fch-F1）·Jsh。zd·C（cl。ch）N]Cs窗玻璃遮擋系數(shù)Cn窗內(nèi)遮陽設(shè)施的遮陽系數(shù)Ca窗的有效面積系數(shù)F1窗上受太陽直接照射的面積，m2Jch。zd透過標準窗玻璃的太陽總輻射照度，W/m2Jsh。zd透過標準窗玻璃的太陽散熱輻射照度，W/m2Ccl。ch冷負荷系數(shù)（C（cl。ch）N為北向冷負荷系數(shù)），無因次，按緯度取值，并考慮“有遮陽和無遮陽”的因素Fch外窗面積（包括窗框，即窗的窗洞面積），m23.內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)Q＝K·F·(tls–tn)，tls＝tw.pj+△tlsK內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù),W/(m2·℃)F內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)的面積，m2tls鄰室計算平均溫度，℃tn室內(nèi)設(shè)計溫度，℃tw.pj設(shè)計地點的日平均室外空氣計算溫度，℃△tls鄰室計算平均溫度與夏季空調(diào)室外計算平均溫度的差值,℃4.新風、滲透W＝1/1000·ρw·L·(dw–dn)濕負荷Qx=1/3.6·ρw·L·(tw-tn)顯熱負荷Qq=1/3.6·ρw·L·(Iw-In)全熱負荷ρw夏季室外空調(diào)計