暖通空调新技术太阳能采暖通风

暖通空调节能新技术能源与环境学院太阳能采暖通风一、太阳能建筑采暖二、太阳能通风设计三、太阳墙采暖通风系统一、太阳能建筑采暖

被动式主动式在设计和使用时往往不同形式相结合，以求合理与最优化。在条件允许的情况下,应优先选用被动式太阳能技术，或者设计一些缓冲性的房间，而主动式太阳能技术的采用则作为利用太阳能的补充部分。1.太阳能采暖技术分类：2、被动式太阳能采暖被动式采暖设计定义：是通过建筑朝向和周围环境的合理分布、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，使其在冬季能集取、保持、储存、分布太阳热能，从而解决建筑物的采暖问题。设计基本思想：控制阳光和空气在恰当的时间进入建筑并储存和分配热空气。采暖过程：房间本身是一个集热储热体，白天太阳光透过南向玻璃窗进入室内，地面和墙体吸收热量；夜晚被吸收的热量释放出来，维持室温。设计原则：要有有效的绝热外壳，有足够大的集热表面，室内布置尽可能多的储热体，以及主次房间的平面位置合理。（1）直接受益式直接受益式是应用最广的一种方式，构造简单，易于安装和日常维护；与建筑功能配合紧密，便于建筑立面的处理；室温上升快，但是室内温度波动较大。（2）集热蓄热墙式属于间接受益太阳能采暖系统，向阳侧设置带玻璃罩的储热墙体，墙体可选择砖、混凝土、石料、土、水等储热性能好的材料。热过程：墙体吸收太阳辐射后向室内辐射热量，同时加热墙内表面空气，通过对流使室内升温。（3）附加阳光间式在向阳侧设透光玻璃构成阳光间接受日光照射，是直接受益式和集热蓄热式的组合。阳光间可结合南廊、入口门厅、休息厅、封闭阳台等设置，可作为生活、休闲空间或种植植物。（4）屋顶池式屋顶上放置有吸热和储热功能的贮水塑料袋或相变材料，其上设可开闭的盖板，冬夏兼顾，都能工作。冬季白天打开盖板，水袋吸热，夜晚盖上盖板，水袋释放的热量以辐射和对流的形式传到室内。3.主动式太太阳能采采暖主动式设设计定义义：以太太阳能的的集热器器、管道道、散热热器、风风机或泵泵以及储储热装置置等组成成强制循循环的太太阳能采采暖系统统。相对对于被动动式系统统而言，，主动式式系统较较为复杂杂，造价价较高，，多应用用于大型型公共建建筑。1—太阳能集集热器2—供热管道道3—散热设备备4—贮热器5—辅助热源源6—风机或泵泵（1）空气集集热式以空气作作媒介源源自被动动式太阳阳能采暖暖技术的的基本思思路，但但是因为为增加了了需要动动力的风风机和引引导气流流的风管管，有的的还包括括了储热热部分。。a.传统形式式。在建建筑的向向阳面设设置太阳阳能空气气集热器器，用风风机将空空气通过过碎石贮贮热层送送入建筑筑物内，，并与辅辅助热源源配合。。由于空空气的比比热小，，从集热热器内表表面传给给空气的的传热系系数低，，所以需需要大面面积的集集热器，，而且该该形式热热效率较较低。b.集热屋面面。把集热器器放在坡坡屋面、、用混凝凝土地板板作为蓄蓄热体的的系统。。OM阳光住宅宅技术体体系（1）空气集集热式（1）空气集集热式冬季：室室外空气气被屋面面下的通通气槽引引入，积积蓄在檐檐下，被被安装在在屋顶上上的玻璃璃集热板板加热，，上升到到屋顶最最高处，，通过通通气管和和空气处处理进入入垂直风风道转入入地下室室，加热热室内厚厚水泥地地板，同同时热空空气从地地板通风风口流入入室内。。该系统也也可同时时加热室室内冷空空气，但但是需要要在室内内上空设设风机和和风口，，把空气气吸入并并送到屋屋面集热热板下。。（1）空气集集热式夏季夜晚晚工况夏季白天天工况夏季：夜夜晚系统统运行与与冬季白白天同，，但送入入室内的的是凉空空气，起起到降温温作用。。夏季白天天集聚的的热空气气能够加加热生活活热水。。该系统由由玻璃盒盒子单元元、百叶叶集热板板、蓄热热单元、、风扇和和风管等等组合而而成。热过程：：玻璃夹夹层中的的集热板板把光能能转换成成热能，，加热空空气，空空气在风风扇驱动动下沿风风管流向向建筑内内部的蓄蓄热单元元。在流流动过程程中，加加热的空空气与室室内空气气完全隔隔绝。窗户集热热板系统统示意c．窗户集集热板系系统集热单元元安装在在向阳面面，空气气可加热热到30～70℃。集热单单元的内内外两层层均采用用高热阻阻玻璃，，不但可可以避免免热散失失，还可可防止辐辐射过大大时对室室内造成成不利影影响。不不需要集集热时，，集热板板调整角角度，使使阳光直直接入射射到室内内。夜间间集热板板闭合，，减少室室内热散散失。蓄热单元元可以用用卵石等等蓄热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。。适用范围围：集热热面积约约占建筑筑立面的的1/3，最多可可节约10%的供热能能量，与与日光间间的节能能效果相相仿，适适用于太太阳辐射射强度高高、昼夜夜温差大大的地区区的低层层或多层层居住建建筑和小小型办公公建筑。。c．窗户集集热板系系统一般用水水做介质质，也可可以使用用高沸点点油或防防冻剂。。建筑顶顶层设置置太阳能能集热器器，结合合水泵、、水箱、、辅助热热源供热热、供水水。液体集热热器系统统图（2）液体体集热式式供热的散散热方式式有多种种：在地板或或顶棚铺铺设盘管管，进行行低温辐辐射采暖暖；将热水先先送入中中央风机机盘管，，变成管管道热风风后再送送入房间间；利用房间间的风机机盘管散散热器散散热；利用房间间的板式式散热器器散热。。1）定义：太阳能能热源热热泵采暖暖系统是是将太阳阳能集热热器和热热泵组合合成一个个系统，，由太阳阳能为热热泵提供供所需要要的热源源，将低低品位热热能提升升为高品品位热能能，从而而为建筑筑物供热热。太阳能热热泵系统统图（3）太阳热热源热泵泵采暖（2）太阳热热源辅助助地源热热泵太阳能集集热器的的作用：：冬季：进进一步加加热经过过地埋管管的热水水，将这这一部分分热量送送入室内内。夏季：（3）太阳热热源热泵泵热水系系统二、太阳阳能通风风设计由上向下下通风：：室内温度度小于室室外温度度,存在密度度差，室室外气体体进入室室内，室室内气体体排出室室外。1.通风原理理进风口在在上面排排风风口在下下面由下向上上通风：：如果室内内温度高高于室外外温度，，则通风风状况热热空气上上升，从从建筑上上部风口口排出，，室外新新鲜的冷冷空气从从建筑底底部被吸吸入。1.热压通风风原理进风口在在下面排排风风口在上上面2.热压通风风的多种种形式（1）纯开放放空间空间比超超过1:3的竖井共共享空间间（2）双墙空空间超过600宽的双墙墙夹层空空间2.热压通风风的多种种形式（3）烟囱空空间冲出屋面面的竖向向突兀空空间2.热压通风风的多种种形式高度为3~4层，周边边风速较较小，设设计了一一组顶帽帽可以升升降的圆圆柱形玻玻璃通风风塔作为为建筑的的入口和和楼梯间间传统的被被动式玻玻璃集热热器3.应用实例例分析英国国内内税务中中心自然通风风：设计师师在控制制建筑进进深﹙13.6m﹚﹚以利于自自然采光光和通风风的基础础上，设设计了一一组顶帽帽可以升升降的圆圆柱形玻玻璃通风风塔作为为建筑的的入口和和楼梯间间。夏季：玻璃通通风塔可可以最大大限度的的吸收太太阳的能能量，进进一步加加强烟囱囱效应，，带动各各楼层的的空气循循环，实实现自然然通风。。冬季：可将顶顶帽降下下封闭排排气口，，通风塔塔变成为为一个玻玻璃暖房房，有利利于节能能采暖能能耗。3.应用实例例分析三、太阳阳墙采暖暖通风系系统1.系统组成成和工作作原理太阳墙系系统由集集热和气气流输送送系统组组成，房房间是储储热器。。（1）集热系统统：垂直墙墙板、遮遮雨板和和支撑框框架。（2）气流输送送系统：风机和和管道。。设置风风机，用用于抽取取空腔内内的空气气。（1）结构太阳墙板板材覆于于建筑外外墙的外外侧，上上面开有有小孔，，与墙体体的间距距由计算算决定，，一般在在200mm左右，形形成的空空腔与建建筑内部部通风系系统的管管道相连连。2.多孔波形形金属板板集热太太阳墙太阳墙板板外表面面为深色色（吸收收太阳热热）内表面为为浅色（（减少热热损失））白天：太阳墙墙板在太太阳辐射射作用下下升到较较高温度度，室外外冷空气气在负压压作用下下通过太太阳墙板板上的孔孔洞进入入空气间间层，同同时被加加热，在在上升过过程中不不断被板板加热，，到达太太阳墙顶顶部的热热空气被被风机通通过管道道系统送送至房间间来采暖暖。夜晚：墙体向向外散失失的热量量被空腔腔内的空空气吸收收，在风风扇运转转的情况况下被重重新带回回室内。。这样既既保持了了新风量量，又补补充了热热量，使使墙体起起到了热热交换器器的作用用。（2）工作原原理2.多孔波形形金属板板集热太太阳墙（1）冬季工况况

当太阳阳墙内空空气温度度达到设设定送风风温度且且室内温温度低于于设定室室温时，，风机启启动向室室内送风风；

当室内内温度达达到设定定室温或或太阳墙墙内空气气温度低低于设定定送风温温度时，，风机关关闭停止止送风。。当太阳墙墙系统与与其他采采暖系统统结合同同时为房房间供热热时，太太阳墙提提供热量量不够的的部分由由其他采采暖系统统补足，，达到节节能效果果。3.系统运行行与控制制（2）夏季工况况

当太阳阳墙中的的空气温温度低于于传感器器设定温温度且室室温高于于设定室室温时，，风机启启动向室室内送风风；

当室温温低于设设定室温温或室外外温度高高于设定定送风温温度时，，风机停停止工作作。3.系统运行行与控制制多孔波形形金属板板集热太太阳墙＋＋风机：：（1）热效率率高：多孔金属属板能捕捕获可利利用太阳阳能的80％；（2）良好的的新风系系统：把预热的的新鲜空空气通过过通风系系统送入入室内，，