民用建筑太阳能空调工程技术规范

更新时间:2020-09-21 行业资讯

一般规定4.1.1 太阳能空调系统设计应纳入建筑暖通空调系统设计中,明确各部件的技术要求。

4.1.2 太阳能空调系统的设计方案应根据建筑物的用途、规模、使用特点、负荷变化情况与参数要求、所在地区气象条件与能源状况等,通过技术与经济比较确定。

4.1.3 太阳能空调系统应与太阳能采暖系统以及太阳能热水系统集成设计,提高系统的利用率。

4.1.4 太阳能空调系统应根据制冷机组对驱动热源的温度区间要求选择太阳能集热器,集热器总面积应根据设计太阳能空调负荷率、建筑允许的安装条件和安装面积、当地气象条件等因素综合确定。

4.1.5 太阳能空调系统性能应根据热水温度、制冷机组的制冷量、制冷性能系数等参数进行分析计算后确定。

4.1.6 蓄能水箱的容积应根据太阳能集热系统的蓄能要求和制冷机组稳定运行的热量调节要求确定。

4.1.7 太阳能空调系统应设置安全、可靠的控制系统。

4.1.8 热力制冷机组对冷水和热水的水质要求,应符合现行国家标准《蒸汽和热水型溴化锂吸收式冷水机组》GB/T 18431的有关规定。

条文说明

4.1 一般规定4.1.1 本条明确太阳能空调系统应由暖通空调专业工程师进行设计,并应符合现行国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》GB 50019的相关要求。在具体设计中,针对太阳能空调系统的特点,首先,设计师需要考虑太阳能集热器的高效利用问题,为此,从产品方面,需要选用高温下仍然具有较高集热效率的太阳能集热器;从安装方面,需要保证合理的安装角度,并要求实现太阳能集热器与建筑的集成设计。其次,设计师需要综合考虑太阳能集热器、蓄能水箱、制冷机组以及辅助能源装置之间的合理连接问题,既要保证设备布局紧凑,又要优化管路系统,减少热损。

4.1.2 本条从太阳能空调系统与建筑相结合的基本要求出发,规定了太阳能空调系统的设计必须根据建筑的功能、使用规律、空调负荷特点以及当地气候特点综合考虑。太阳能空调系统应优先选用市场上成熟度较高的太阳能集热器以及热力制冷机组。国内高效平板以及高效真空管太阳能集热器成熟度已较高,可应用在太阳能空调系统中。热力制冷机组方面,溴化锂吸收式(单效)制冷机组属于成熟产品,制冷量为15kW的硅胶-水吸附式制冷机组已经有小批量生产。

   从目前的应用情况来看,太阳能空调系统规模均较小,国内应用的制冷量一般为100kW左右。在具体方案确定中,100kW以上的太阳能空调系统可优先采用太阳能溴化锂吸收式(单效)空调系统;而对于一些小型太阳能空调系统,可采用太阳能吸附式空调系统。

4.1.3 本条主要强调太阳能空调系统所用太阳能集热装置的全年利用问题。民用建筑的用能需求是多样的,例如在寒冷地区和夏热冬冷地区既包括夏季制冷,同时也包括冬季采暖以及全年热水供应,因此,太阳能空调系统所用太阳能集热装置应得到充分利用。集成设计的基本原则是要保证太阳能集热系统产生的热水在过渡季节得到充分利用,所以在设计空调系统时,应考虑合理的切换措施,使得太阳能集热装置为采暖以及热水供应提供部分热量,从而实现太阳能的年综合热利用。目前太阳能空调系统的投资成本中,太阳能集热装置的成本约占40%~60%,这也是影响太阳能空调系统经济性的主要因素,本条所强调的太阳能综合热利用可在很大程度上提高太阳能系统的经济性。

4.1.4 本条规定了太阳能空调系统集热器的确定原则。太阳能空调系统集热器的选择有别于太阳能热水系统以及太阳能采暖系统,其中的关键问题是太阳能空调系统的集热器通常在高温工况下运行,而太阳能热水和太阳能采暖系统中,集热器的运行温度通常较低。因此,太阳能空调系统设计中,应对太阳能集热器进行性能测试,或由生产商提供相关部门的性能测试报告,着重分析太阳能空调驱动热源在不同温度区间的不同集热效率,在可能的情况下,尽量多选择几种集热器,进行性能比较,优选出其中最适合的集热器作为太阳能空调系统的驱动热源,保证集热器热性能与制冷机组的匹配。

   确定太阳能空调系统集热器总面积时,根据设计太阳能空调负荷率以及制冷机组设计耗热量得到太阳能集热系统在设计工况下所应提供的热量。在此计算结果的基础上,根据空调冷负荷所对应时刻的太阳能辐射强度即可得到太阳能集热器的面积。但是,建筑实际可以安装集热器的面积往往是有限的,因此,集热器总面积计算值还应根据建筑实际可供的安装面积进行修正。

4.1.5 作为热力制冷机组,其工作性能随热源温度的变化而变化。因此,在太阳能空调系统设计时,必须首先考察制冷机组随热源温度的变化规律,生产企业应提供详细的制冷机组工作性能报告,其中,必须包括制冷性能随热源温度的变化曲线,并应出示相关的检测报告。

   热水型(单效)溴化锂吸收式制冷机组热力COP随热水温度的变化如图2所示。


   在一般的太阳能吸收式制冷系统中,吸收式制冷机组(单效)在设计工况下所要求的热源温度为(88~90)℃,太阳能集热器可以满足系统的工作要求。对应于该设计工况,制冷机组的热力COP约为0.7。

   吸附式制冷机组COP随热水温度的变化如图3所示。


   吸附式制冷机组在设计工况下所要求的热源温度为(80~85)℃,对应的热力COP约为0.4。太阳能集热器可以满足系统的工作要求。

4.1.6 在太阳能空调系统中,蓄能水箱是非常必要的,它连接太阳能集热系统以及制冷机组的热驱动系统,可以起到缓冲作用,使热量输出尽可能均匀。

4.1. 7 太阳能空调系统在实际运行过程中,应根据室外环境参数以及蓄能水箱温度进行太阳能集热系统与辅助能源之间的切换,或者进行太阳能空调系统与常规空调系统之间的切换。因此,为了保证系统稳定可靠运行,宜设计自动控制系统,以实现热源之间以及系统之间的灵活切换,并便于进行能量调节。

4.1.8 本条规定吸收式制冷机组或吸附式制冷机组的冷却水、补充水的水质应符合国家现行有关标准的规定。