暖通空调新技术太阳能采暖通风

1、暖通空调节能新技术暖通空调节能新技术 太阳能采暖通风太阳能采暖通风 一、太阳能建筑采暖一、太阳能建筑采暖 二、太阳能通风设计二、太阳能通风设计 三、太阳墙采暖通风系统三、太阳墙采暖通风系统 一、太阳能建筑采暖一、太阳能建筑采暖 被动式被动式 主动式主动式 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最优化。在条件允许的情况下,应优先选用被动式太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。太阳能技术的采用则作为利用太

2、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：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。布太阳热能，从而解决建筑物的采暖问题。 设计基本思想：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。配热空气。 采

3、暖过程：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。收的热量释放出来，维持室温。 设计原则：设计原则： 要有有效的绝热外壳，有足够大的集热表面，室内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布置尽可能多的储热体，以及主次房间的平面位置 合理。合理。 （1）直接受益式）直接受益式 直接受益式是应用最广的一种方式，构造简单，易于直接受益式是应用最广的一种方式，构造简单，易于 安

4、装和日常维护；与建筑功能配合紧密，便于建筑立安装和日常维护；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）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，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。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。面空气，通过对流

5、使室内升温。 （3）附加阳光间式）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。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，设可开闭的盖板，冬夏兼顾，都能工作。冬季

6、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。式传到室内。 3.主动式太阳能采暖 主动式设计定义：以太阳能的集热器、管道、散热器、风机主动式设计定义：以太阳能的集热器、管道、散热器、风机 或泵以及储热装置等组成强制循环的太阳能采暖系统。相对或泵以及储热装置等组成强制循环的太阳能采暖系统。相对 于被动式系统而言，主动式系统较为复杂，造价较高，多应于被动式系统而言，主动式系统较为复杂，造价较高，多应 用于大型公共建筑。用于大型公共建筑。 1太阳能集热器 2供热管道 3散热设备 4贮热器 5辅助热源 6风机或

7、泵 （1）空气集热式）空气集热式 以空气作媒介源自被动式太阳能采暖技术的基本思路，但是因为增加以空气作媒介源自被动式太阳能采暖技术的基本思路，但是因为增加 了需要动力的风机和引导气流的风管，有的还包括了储热部分。了需要动力的风机和引导气流的风管，有的还包括了储热部分。 a.传统形式。在建筑的向阳面设置太阳传统形式。在建筑的向阳面设置太阳 能空气集热器，用风机将空气通过碎石能空气集热器，用风机将空气通过碎石 贮热层送入建筑物内，并与辅助热源配贮热层送入建筑物内，并与辅助热源配 合。由于空气的比热小，从集热器内表合。由于空气的比热小，从集热器内表 面传给空气的传热系数低，所以需要大面传给空气的传热

8、系数低，所以需要大 面积的集热器，而且该形式热效率较低。面积的集热器，而且该形式热效率较低。 b.集热屋面。集热屋面。 把集热器放在坡屋面、用混把集热器放在坡屋面、用混 凝土地板作为蓄热体的系统。凝土地板作为蓄热体的系统。 OM阳光住宅技术体系阳光住宅技术体系 （1）空气集热式）空气集热式 （1）空气集热式）空气集热式 暖通空调新技术太阳能采暖通风 冬季：室外空气被屋面下的通气槽引入，积蓄在檐下，冬季：室外空气被屋面下的通气槽引入，积蓄在檐下， 被安装在屋顶上的玻璃集热板加热，上升到屋顶最高被安装在屋顶上的玻璃集热板加热，上升到屋顶最高 处，通过通气管和空气处理进入垂直风道转入地下室，处，通过

9、通气管和空气处理进入垂直风道转入地下室， 加热室内厚水泥地板，同时热空气从地板通风口流入加热室内厚水泥地板，同时热空气从地板通风口流入 室内。室内。 该系统也可同时加热室内冷空气，但是需要在室内上该系统也可同时加热室内冷空气，但是需要在室内上 空设风机和风口，把空气吸入并送到屋面集热板下。空设风机和风口，把空气吸入并送到屋面集热板下。 （1）空气集热式）空气集热式 夏季夜晚工况夏季白天工况 夏季：夜晚系统运行与冬季白天同，但送入室内的是凉空夏季：夜晚系统运行与冬季白天同，但送入室内的是凉空 气，起到降温作用。气，起到降温作用。 夏季白天集聚的热空气能够加热生活热水。夏季白天集聚的热空气能够加热

10、生活热水。 该系统由玻璃盒子单元、百叶该系统由玻璃盒子单元、百叶 集热板、蓄热单元、风扇和风集热板、蓄热单元、风扇和风 管等组合而成。管等组合而成。 热过程：玻璃夹层中的集热板热过程：玻璃夹层中的集热板 把光能转换成热能，加热空气，把光能转换成热能，加热空气， 空气在风扇驱动下沿风管流向空气在风扇驱动下沿风管流向 建筑内部的蓄热单元。在流动建筑内部的蓄热单元。在流动 过程中，加热的空气与室内空过程中，加热的空气与室内空 气完全隔绝。气完全隔绝。 窗户集热板系统示意 c窗户集热板系统窗户集热板系统 集热单元安装在向阳面，空气可加热到集热单元安装在向阳面，空气可加热到3070。集热单元的内外两。集

11、热单元的内外两 层均采用高热阻玻璃，不但可以避免热散失，还可防止辐射过大时对层均采用高热阻玻璃，不但可以避免热散失，还可防止辐射过大时对 室内造成不利影响。不需要集热时，集热板调整角度，使阳光直接入室内造成不利影响。不需要集热时，集热板调整角度，使阳光直接入 射到室内。夜间集热板闭合，减少室内热散失。射到室内。夜间集热板闭合，减少室内热散失。 蓄热单元可以用卵石等蓄热材料水平布置在地下，也可以垂直布置蓄热单元可以用卵石等蓄热材料水平布置在地下，也可以垂直布置 在建筑中心位置。在建筑中心位置。 适用范围：集热面积约占建筑立面的适用范围：集热面积约占建筑立面的1/3，最多可节约，最多可节约10%的

12、供热能量，的供热能量， 与日光间的节能效果相仿，适用于太阳辐射强度高、昼夜温差大的地与日光间的节能效果相仿，适用于太阳辐射强度高、昼夜温差大的地 区的低层或多层居住建筑和小型办公建筑。区的低层或多层居住建筑和小型办公建筑。 c窗户集热板系统窗户集热板系统 一般用水做介质，也可以一般用水做介质，也可以 使用高沸点油或防冻剂。使用高沸点油或防冻剂。 建筑顶层设置太阳能集热建筑顶层设置太阳能集热 器，结合水泵、水箱、辅器，结合水泵、水箱、辅 助热源供热、供水。助热源供热、供水。 液体集热器系统图 （2） 液体集热式液体集热式 供热的散热方式有多种：供热的散热方式有多种： 在地板或顶棚铺设盘管，进行低

13、温辐射采暖；在地板或顶棚铺设盘管，进行低温辐射采暖； 将热水先送入中央风机盘管，变成管道热风后将热水先送入中央风机盘管，变成管道热风后 再送入房间；再送入房间； 利用房间的风机盘管散热器散热；利用房间的风机盘管散热器散热； 利用房间的板式散热器散热。利用房间的板式散热器散热。 1）定义：太阳能热）定义：太阳能热 源热泵采暖系统是将源热泵采暖系统是将 太阳能集热器和热泵太阳能集热器和热泵 组合成一个系统，由组合成一个系统，由 太阳能为热泵提供所太阳能为热泵提供所 需要的热源，将低品需要的热源，将低品 位热能提升为高品位位热能提升为高品位 热能，从而为建筑物热能，从而为建筑物 供热。供热。 太阳能

14、热泵系统图 （3）太阳热源热泵采暖）太阳热源热泵采暖 暖通空调新技术太阳能采暖通风 （2）太阳热源辅助地源热泵 太阳能集热器的作用：太阳能集热器的作用： 冬季：进一步加热经冬季：进一步加热经 过地埋管的热水，将过地埋管的热水，将 这一部分热量送入室这一部分热量送入室 内。内。 夏季：夏季： 暖通空调新技术太阳能采暖通风 （3）太阳热源热泵热水系统 二、太阳能通风设计 由上向下通风：由上向下通风： 室内温度小于室外温度室内温度小于室外温度, 存在密度差，室外气体存在密度差，室外气体 进入室内，室内气体排进入室内，室内气体排 出室外。出室外。 1.通风原理 进风口在上面进风口在上面 排风口在下面排

15、风口在下面 由下向上通风：由下向上通风： 如果室内温度高于室外如果室内温度高于室外 温度，则通风状况热空温度，则通风状况热空 气上升，从建筑上部风气上升，从建筑上部风 口排出，室外新鲜的冷口排出，室外新鲜的冷 空气从建筑底部被吸入。空气从建筑底部被吸入。 1.热压通风原理 进风口在下面进风口在下面 排风口在上面排风口在上面 2.热压通风的多种形式 （1）纯开放空间）纯开放空间 空间比超过空间比超过1:3的竖井共享空间的竖井共享空间 （2）双墙空间）双墙空间 超过超过600宽的双墙夹层空间宽的双墙夹层空间 2.热压通风的多种形式 （3）烟囱空间）烟囱空间 冲出屋面的竖向突兀空间冲出屋面的竖向突兀

16、空间 2.热压通风的多种形式 高度为高度为34 层，周边风层，周边风 速较小，设速较小，设 计了一组顶计了一组顶 帽可以升降帽可以升降 的圆柱形玻的圆柱形玻 璃通风塔作璃通风塔作 为建筑的入为建筑的入 口和楼梯间口和楼梯间 传统的被动式玻璃集热器传统的被动式玻璃集热器 3.应用实例分析 英国国内税务中心英国国内税务中心 自然通风：设计师在控制建筑进深自然通风：设计师在控制建筑进深13.6m以利于以利于 自然采光和通风的基础上，设计了一组顶帽可以升降自然采光和通风的基础上，设计了一组顶帽可以升降 的圆柱形玻璃通风塔作为建筑的入口和楼梯间。的圆柱形玻璃通风塔作为建筑的入口和楼梯间。 夏季：玻璃通风

17、塔可以最大限度的吸收太阳的能量，夏季：玻璃通风塔可以最大限度的吸收太阳的能量， 进一步加强烟囱效应，带动各楼层的空气循环，实现进一步加强烟囱效应，带动各楼层的空气循环，实现 自然通风。自然通风。 冬季：可将顶帽降下封闭排气口，通风塔变成为一个冬季：可将顶帽降下封闭排气口，通风塔变成为一个 玻璃暖房，有利于节能采暖能耗。玻璃暖房，有利于节能采暖能耗。 3.应用实例分析 三、太阳墙采暖通风系统 1.系统组成和工作原理系统组成和工作原理 太阳墙系统由集热和气流太阳墙系统由集热和气流 输送系统组成，房间是储输送系统组成，房间是储 热器。热器。 （1）集热系统：垂直墙）集热系统：垂直墙 板、遮雨板和支撑

18、框架。板、遮雨板和支撑框架。 （2）气流输送系统：风）气流输送系统：风 机和管道。设置风机，用机和管道。设置风机，用 于抽取空腔内的空气。于抽取空腔内的空气。 （1）结构）结构 太阳墙板材覆于建筑外太阳墙板材覆于建筑外 墙的外侧，上面开有小墙的外侧，上面开有小 孔，与墙体的间距由计孔，与墙体的间距由计 算决定，一般在算决定，一般在 200mm左右，形成的左右，形成的 空腔与建筑内部通风系空腔与建筑内部通风系 统的管道相连。统的管道相连。 2. 多孔波形金属板集热太阳墙 太阳墙板外表面为深色（吸收太阳热）太阳墙板外表面为深色（吸收太阳热） 内表面为浅色（减少热损失）内表面为浅色（减少热损失） （1）冬季工况 当太阳墙内空气温度达到设定送风温度且室内温度