珠海市太阳能空调系统设计

珠海市太阳能空调系统设计本设计为珠海市太阳能空调系统设计，拟为珠海市某医疗废物焚烧厂的办公楼设计太阳能空调系统。使办公楼在节约能源情况下也能保证办公楼内的舒适环境。办公楼为五层，总建筑面积为3062.64㎡，每层高度约为3.3米。在设计中，根据实际情况，采用风机盘管和新风机组的空气处理系统，风机盘管设立在房间内，送风时为露点送风，在每层楼内设置新风机机组，在距离一楼办公楼不远处设立冷水机组，新风回风经集中处理后送入各空调房间。冷水机组采用溴化锂机组，利用太阳能集热系统收集的热水以及焚烧厂所产生的余热作为溴化锂机组的热源，达到节约能耗的目的。设计内容包括：医疗废物焚烧厂办公楼的冷负荷计算；选取合适的空调末端设备；冷冻水系统的设计、布置与水力计算；风管系统设计与计算；溴化锂机组设计计算；太阳能集热系统的设计等设计内容。关键词：空调系统设计；太阳能空调；溴化锂机组；风机盘管；空气-水系统。DesignofsolarairconditioningsysteminZhuhaiAbstractThisdesignisdesignedforthesolarairconditioningsystemofZhuhaicity.ItisintendedtodesignthesolarairconditioningsystemfortheofficebuildingofamedicalwasteincinerationplantinZhuhaicity.Sothattheofficebuildinginthecaseofenergyconservationcanalsoensurethecomfortableenvironmentintheofficebuilding.Theofficebuildinghasfivefloors,withatotalconstructionareaof3062.64㎡,andtheheightofeachfloorisabout3.3meters.Inthedesign,accordingtotheactualsituation,theairtreatmentsystemoffancoilandfreshairunitisadopted.Thefancoilissetintheroom,andtheairsupplyisdewpoint.Newfanunitissetineachfloor,andthewaterchillingunitissetnotfarfromtheofficebuildingonthefirstfloor.Thechilleradoptsthelithiumbromideunit,USESthehotwatercollectedbythesolarenergycollectingsystemandthewasteheatgeneratedbytheincinerationplantastheheatsourceofthelithiumbromideunit,achievesthepurposeofenergysaving.Designcontentincludes:clinicalwasteincineratorofficebuildingcoolingloadcalculation;Selecttheappropriateair-conditioningterminalequipment;Design,arrangementandhydrauliccalculationofchilledwatersystem;Designandcalculationofairductsystem;Designandcalculationoflithiumbromideunits;Thedesignofsolarenergycollectingsystem.Keywords:Airconditioningsystemdesign;Solarairconditioning;Lithiumbromideunit;Fancoil;Air-watersystem.目录TOC\o"1-3"\h\u191071前言 前言随着我国经济的不断发展，越来越多人追求环境的舒适，空调的使用变得越来频繁。日益增长的空调数量，给人们带来凉爽的环境，同时也加剧了能源的消耗。人们渴望寻求洁净的能源来替代电能以缓解空调系统所带来的巨大消耗，而太阳能空调是一种很好的解决方法。制冷行业在长久以来的研究目标为在保证一定的冷量下，能够减少能源的消耗。其中最为常用的方式为提高单级压缩式制冷系统的制冷量和制冷剂的研究。前者在初期的效果明显，但是随着技术发展的受限，所能取得的效果也越来越小，同时在一定程度下也导致了设备的昂贵。接着人们的目光转向了制冷剂的研究，也研究了效果不错的制冷剂，但是太多数都是对于环境不友好，排放到大气中会造成臭氧层的破坏或者环境的破坏。为了解决这些弊端，人们的目光最后转到了能源的利用，尝试启用别的系统能源来源。太阳能这种触手可及且清洁的可再生资源便受到了重视和研究。我国国土面积辽阔，有着丰富的太阳能资源，也给我国太阳能空调系统留出了一片沃土。但是相比于传统的压缩式制冷系统，太阳能空调系统比较复杂，初期建设成本较高，在很多的方面都存在不足，受限于很多因素。因此即使太阳能空调系统有着不可比拟的节能环保因素，在与压缩式制冷系统竞争中都处于劣势，在未来的还需要不断的发展和改进，也更需要政府的推广和支持。2太阳能空调系统2.1我国太阳能空调的发展太阳能空调顾名思义就是太阳能作为能源，并以此来驱动的空调，是人们追求节能减排和保护环境的一种创新产物。近年来随着资源的不断紧缺，越来越多的国家和人们开始研究太阳能空调。太阳能空调拥有着广阔的应用前景和研究意义。我国在20世纪70年代末开始研究太阳能空调，当时所研制出来的大多都是小型的吸收式制冷机组，例如：在1975年天津大学研制出了连续式氨一水吸收式太阳能制冰机，一天可产出5.4kg的冰，在4年后又研制出8㎡平板型自动跟踪连续式太阳能冷藏柜；华中工学院研制了容积为70升，采光面积仅为1.5㎡的制冷装置，该太阳能制冷装置采用的工质为氨水溶液，装置可在0℃下维持10小时左右。[1]这些研究成果也为后续的太阳能空调的研究打下了基础。太阳能空调一方面受限于当时的技术，另一方面呈现的制冷效果不明显，使得技术发展缓慢，进而研究资金的减少，人才的不断流失也导致了研究人员的缺失，只有少数的科研单位在坚持。太阳能空调在我国这段时期处于停滞发展的时期。直到在1987年，在中国科学院广州能源研究所与香港理工学院合作上，两方在深圳建成了一套科研与实用相结合的示范性太阳能空调与热水综合系统，集热面积共120㎡，制冷能力14kw，也取得了巨大的成功。[2]到后来，随着全世界国家的不断研究，太阳能空调技术变得越发成熟，研究方向转为实用性的研究。面对资源危机，国家开始重视节能，因此在国家的推动下，技术得到进一步的发展，也使得太阳能空调开始出现在人们的视野，逐渐进到人们的生活中。2.2太阳能吸收式空调的原理太阳能空调制冷的方式有两种，一种是利用太阳能光-电转化，以电为能源驱动制冷机组，另一种是进行光-热转化，用热来驱动制冷机组。前者的效率低，所以一般太阳能空调都是采用后者[3]。太阳能吸收式空调系统可以看作两个部分组成，由太阳能集热系统和吸收式的制冷机组组成。吸收式制冷机组与普通的制冷机组组成部件相似，都由蒸发器，冷凝器和节流阀组成，不同的是吸收式制冷机组的压缩机由发生器和吸收器替代。吸收式制冷机组的在运行的时候需要吸收热量，加热发生器里溶液，使其溶液内的水变为水蒸气蒸发，溶液内的水减少使得发生器里面的稀溶液变为浓溶液。温度高的水蒸气在压力的驱动下进入冷凝器，进入冷凝器后被冷却水冷却，使其温度降低，冷凝成为液体，成为温度较低的冷剂水。温度低的冷剂水进入蒸发器与管道内的冷媒水进行换热，吸收管道内冷媒水的热量后蒸发为水蒸气。吸收器内的溶液主要是由发生器内浓度高的溶液回流，当从蒸发器出来的水蒸气被送到吸收器内，水蒸气与吸收器里高浓度的溶液混合后变为稀溶液，接着在溶液泵的作用下送到发生器里面，发生器里面的溶液由浓溶液再度变为稀溶液，以准备下一次的循环。太阳能集热系统中核心为太阳能集热器，太阳能集热器能收集热能，储存在水中，形成一定温度的热水。在循环水泵的作用下不断的通过太阳能集热系统形成热水，为提供发生器所需要的热量。图2.1溴化锂吸收式太阳能空调原理图2.3太阳能空调与传统空调比较传统空调主要为以电作为驱动能源，经过多年技术的积累，其技术已经相当成熟并且得到广泛的应用。通过电力驱动空调系统里的压缩机，压缩机在电力的驱动下能够将制冷剂运输到其他部件。太阳能空调系统则主要以热源作为驱动能源，通过蒸气，热水和余热等产生的热量作为动力驱动发生器内的溶液。单效溴化锂吸收式制冷是最简单的太阳能制冷驱动的热源一般为0.03～0.15Mpa蒸气和85℃～150℃，[4]虽然太阳能空调能利用很多的低品位能源，但是其COP并不高，一般不超过1，而传统的压缩式空调系统的COP则大很多，大多数COP都大于1。从制冷效率上来说，传统空调系统要比太阳能空调系统好。在节能环保上，太阳能空调系统一般采用溴化锂作为制冷剂，而传统压缩式空调系统则采用氟利昂等的制冷剂。前者较为便宜且对环境伤害基本为零，后者价格较为昂贵但是一旦泄露则会污染环境，破坏大气层。太阳能空调系统对于电能的消耗也是极小的，对于相同制冷量的传统系统相比，电能的消耗约为其的10%~20%。因此太阳能空调系统在减少废气排放，节约能源和保护环境等方面有着巨大的作用。[5]太阳能空调系统主要是靠太阳能，因此会受限于地形天气，季节等原因，在夏季，太阳辐射量大，制冷效果也随之增大。而碰到天气恶劣的情况或者阴天的时候，太阳辐射量减少，太阳能空调系统制冷效果则会下降。而传统空调系统不会受限于这些因素，能稳定持久的制冷，因此具有良好的适应性。因此太阳能空调系统一般会有辅助热源保证系统运行的稳定，一般采用电加热的形式或者利用低品位的热源，相应的整个系统占地面积也会增大，系统也会复杂。3概述珠海市某医疗废物焚烧厂办公楼所在地为广东省珠海市香洲区。医疗废物焚烧厂主要处理香洲区的医疗废物，日均处理医疗废物5吨。3.1气象参数表3.1珠海市所处的经纬度经度113°03′～114°19′纬度21°48′～22°27′3.2夏季设计参数表3.2夏季设计参数空调室外干球计算温度33.5℃空调室外湿球计算温度27.7℃空调日平均温度30.1℃室外通风计算温度31℃最热平均月相对湿度（%）83%风速（m/s）1.8大气压力（Pa）100450大气透明度53.3建筑概况珠海市某医疗废物焚烧厂办公楼占地面积为540.8㎡，1-5层总建筑面积为3785.6㎡，每层楼高3.3m。该建筑物相关资料如下表3.3。表3.3建筑物相关资料名称实际情况传热系数屋面砾砂外表层5mm，卷材防水层5mm，水泥砂浆找平层20mm，加气混凝土200mm，隔汽层70mm，现浇钢筋混凝土屋面板10mm，内粉刷。Ⅲ型。k＝0.78W/m2·k外墙外墙为厚度为250mm的砖墙，外贴瓷砖厚度为10mm，墙外表面为水泥砂浆20mm，砖墙厚为200mm，白灰内粉刷20mm，Ⅲ型墙。k＝1.97W/m2·k外窗双层钢窗，玻璃为6mm厚的双层透明普通玻璃，内有百叶窗（浅色）作为内遮阳。k＝3.01W/m2·k外门玻璃为6mm厚的单层透明普通玻璃。k＝2.6W/m2·k内墙邻室包括走廊，温度均相同。照明单盏照明设备额定功率设定为120W，设计使用时间10小时。设备设备的使用主要为电脑设备，使用时间为10个小时。空调使用时间空调每天使用10小时.早上8:00-18:00。4太阳能空调系统的负荷计算计算夏季空调房间或区域的负荷应根据下表4.1各项确定。[6]表4.1空调房间或区域的夏季负荷计算空调房间或区域的夏季计算得热量通过维护结构传入的热量透过外窗进入的太阳辐射热量人体散热量照明散热量设备散热量空调房间或区域的夏季计算散湿量人体散湿量渗透空气带入的湿量各种潮湿表面、液面或液流的散湿量设备散湿量通过维护结构的散湿量4.1室内空调设计参数根据实际的建筑情况，选取合适数据以及系数。（1）照明设备设计参数按照所设计的照明设备的功率可得，照明功率密度为5.5w/㎡，照明设备的数量为室内房间的面积除以照明功率。（2）室内人员冷负荷设计参数对于办公室等人员密集场所，采取每人4㎡面积来计算人数，对于会议室等其他场所，按照一般实际情况，人数为5-15人。劳动状态处于静坐，群集系数取0.96，进入的小时数为10个小时。（3）电热设备设计参数采用电热设备的功率密度代替计算，办公楼办公室属于普通办公室，功率密度为20w/㎡，会议厅等室内房间的功率密度为5w/㎡。（4）新风量设计参数对于办公室等的人员密集的场所，新风量选择每人最低新风量为180m³/h来计算，对于人员较少的产所采用换气次数来确定新风量。根据推荐值，会议室的换气次数3，接待室的换气次数为4，休息室、档案室以及展览厅为10。采用室内状态点送风，没有进行热回收。4.2外墙和屋顶冷负荷外墙和屋顶的瞬时冷负荷计算公式：（式4.1）式中：4.3外窗传热冷负荷和外窗辐射冷负荷4.3.1外窗传热冷负荷窗户传热冷负荷的计算公式：（式4.2）式中：4.3.2外窗太阳辐射冷负荷窗户太阳辐射冷负荷的计算公式：（式4.3）式中：4.4设备、照明和人体散热得热冷负荷4.4.1电热设备散热形成的冷负荷计算电器设备散热量的计算公式：（式4.4）式中：4.4.2照明散热形成的冷负荷计算照明设备一般为白炽灯和荧光灯，散热形成的冷负荷计算公式：白炽灯：（式4.5）荧光灯：（式4.6）式中：4.4.3人体散热形成的冷负荷计算人体散热形成的冷负荷计算公式：（式4.7）式中：5冷负荷计算结果及过程以五楼北侧的办公室5001为例，外墙的传热系数为1.97W/m2·k，外窗传热系数为3.01W/m2·k，外门传热系数为2.6W/m2·k，照明设备计算得的功率为120w，电热设备功率密度为20w/㎡，设计使用时间为10小时，内墙邻室温度均相同。空调设计使用时间为10个小时，通过输入房间内门窗面积等参数，通过天正暖通软件输出冷负荷计算书。(1)单个办公室的冷负荷计算图5.1办公室5001的结构设计图表5.1办公室5001房间冷负荷计算表5001[办公室]房间参数面积92.85m2高度3.30m室内温度27.0℃相对湿度60%人体23人照明680W设备8000W新风690.00m3/h北外墙基本信息长6.00m高(宽)3.30m面积19.80-8.4m2传热系数1.97(W/㎡·K)负荷值78.567.961.657.457.461.667.976.489.1101.7114.4127.1137.6北外门_嵌基本信息长0.94m高(宽)2.00m面积1.89m2传热系数2.60(W/㎡·K)负荷值106.4147.6143.1165.7178.9185.1176.8203.1165.4160.387.722.718.4北外窗_嵌基本信息长1.62m高(宽)2.00m面积3.24m2传热系数3.01(W/㎡·K)负荷值116.1162.2161.7190204.2209.6197.5215.9179.7172100.447.738.8北外窗_嵌基本信息长1.62m高(宽)2.00m面积3.24m2传热系数3.01(W/㎡·K)负荷值116.1162.2161.7190204.2209.6197.5215.9179.7172100.447.738.8北外墙基本信息长6.00m高(宽)3.30m面积19.80-5.1m2传热系数1.97(W/㎡·K)负荷值100.887.279.173.673.679.187.298114.3130.6146.8163.1176.7北外门_嵌基本信息长0.94m高(宽)2.00m面积1.89m2传热系数2.60(W/㎡·K)负荷值106.4147.6143.1165.7178.9185.1176.8203.1165.4160.387.722.718.4北外窗_嵌基本信息长1.62m高(宽)2.00m面积3.24m2传热系数3.01(W/㎡·K)负荷值116.1162.2161.7190204.2209.6197.5215.9179.7172100.447.738.8北外墙基本信息长6.00m高(宽)3.30m面积19.80-7.6m2传热系数1.97(W/㎡·K)负荷值84.172.86661.461.46672.881.895.4108.9122.5136.1147.4北外窗_嵌基本信息长3.78m高(宽)2.00m面积7.56m2传热系数3.01(W/㎡·K)负荷值270.9378.5377.4443.3476.4489460.9503.8419.3401.4234.3111.490.5西外墙基本信息长5.50m高(宽)3.30m面积18.15-7.6m2传热系数1.97(W/㎡·K)负荷值129.5109.992.378.670.864.964.968.878.696.2121.7154.9194.1西外窗_嵌基本信息长3.78m高(宽)2.00m面积7.56m2传热系数3.01(W/㎡·K)负荷值63.6109.7154186211.7397.6850.11289.81422.11060.7356.9111.490.5屋面基本信息长18.00m高(宽)5.16m面积92.85m2传热系数0.78(W/㎡·K)负荷值327.2259.3232.1252.5320.4442.7599775.6965.81142.41291.91400.61461.7人体显热38.61015.21079.41105.11130.81156.61169.41182.31195.11208655.4244.2179.9全热1142.62119.22183.42209.12234.82260.62273.42286.32299.123121759.41348.21283.9湿负荷1.661.661.661.661.661.661.661.661.661.661.661.661.66照明负荷值65.3546.7579.4603.8620.2644.6661677.3685.4701.8709.9236.6212.2设备负荷值167.1612.8854.21021.41151.31262.813371411.314671504.21559.91114.2891.4新风显热1398.21398.21398.21398.21398.21398.21398.21398.21398.21398.21398.21398.21398.2全热5806.65806.65806.65806.65806.65806.65806.65806.65806.65806.65806.65806.65806.6湿负荷6.076.076.076.076.076.076.076.076.076.076.076.076.075001[办公室]小计冷负荷(W)2990.651465450.95888.56248.46767.87420.483238506.18396.76894.35092.24839.2新风冷负荷(W)5806.65806.65806.65806.65806.65806.65806.65806.65806.65806.65806.65806.65806.6总冷负荷(W)8797.210952.611257.511695.11205512574.41322714129.614312.714203.312700.910898.810645.8湿负荷(kg/h)1.661.661.661.661.661.661.661.661.661.661.661.661.66新风湿负荷(kg/h)6.076.076.076.076.076.076.076.076.076.076.076.076.07总湿负荷(kg/h)7.737.737.737.737.737.737.737.737.737.737.737.737.73冷指标(W/m2)32.255.458.763.467.372.979.989.691.690.474.354.852.1新风冷指标(W/m2)62.562.562.562.562.562.562.562.562.562.562.562.562.5总冷指标(W/m2)94.7118121.2126129.8135.4142.5152.2154.1153136.8117.4114.7总湿指标(kg/hm2)0.080.080.080.080.080.080.080.080.080.080.080.080.08整栋办公楼的冷负荷计算表5.2办公楼各房间负荷计算表楼号楼层房间房间面积工程负荷最大值时刻(15点)的各项负荷值房间最大负荷总冷负荷新风冷负荷总湿负荷新风湿负荷总冷指标新风冷指标总湿指标新风量m2WWkg/hkg/hW/m2W/m2kg/hm2m3/hW1号楼5层5001[办公室]92.8514129.65806.67.736.1152.262.50.0869014312.75002[办公室]119.0315826.87573.810.087.913363.60.0890016305.425003[休息室]20.4150123366.13.883.5245.6164.90.194005498.085004[办公室]124.217652.18078.710.758.5142.1650.0996017973.615005[走廊]118.099597.165647.596.981.355.60.0678010168.115006[办公室]101.8513220.463129.8620.0875013616.755007[小型会议室]30.613791.416123.9550.072003930.764层4001[办公室]92.85133545806.67.736.1143.862.50.0869013353.984002[办公室]119.0314832.57573.810.087.9124.663.60.0890014840.864003[休息室]20.414841.53366.13.883.5237.2164.90.194005400.774004[办公室]124.216614.78078.710.758.5133.8650.0996016614.684005[走廊]118.098610.765647.596.972.955.60.067808715.114006[办公室]101.8512369.763121.4620.0875012405.14007[小型会议室]30.613535.716115.5550.072003845.283层3001[办公室]92.85133545806.67.736.1143.862.50.0869013353.983002[办公室]119.0314832.57573.810.087.9124.663.60.0890014840.863003[休息室]20.414841.53366.13.883.5237.2164.90.194005400.773004[办公室]124.216614.78078.710.758.5133.8650.0996016614.683005[走廊]118.098610.765647.596.972.955.60.067808715.113006[办公室]101.8512369.763121.4620.0875012405.13007[小型会议室]30.613535.716115.5550.072003845.282层2001[办公室]92.85133545806.67.736.1143.862.50.0869013353.982002[办公室]119.0314832.57573.810.087.9124.663.60.0890014840.862003[休息室]20.414841.53366.13.883.5237.2164.90.194005400.772004[走廊]118.098610.765647.596.972.955.60.067808715.112005[办公室]124.216614.78078.710.758.5133.8650.0996016614.682006[办公室]101.8512369.763121.4620.0875012405.12007[小型会议室]30.613535.716115.5550.072003845.281层1001[会议室]45.696023.72524.63.362.6131.855.30.073006518.771002[办公室]67.429714.54291.85.714.585109801.411003[会议室]45.724665.22524.63.362.610255.20.073005018.031004[接待室]50.216793.455135.3110.60.125006974.621005[大厅]188.0514593.810435.111.6410.977.655.50.06124014740.291006[办公室]124.0816051.27826.310.428.2129.463.10.0893016051.211007[办公室]50.216123.132824.373.4121.965.40.093906140.431008[档案室]33.032427.91673.5510.062002504.541009[展览厅]30.072930.71697.5560.062003503.281号楼小计3062.6371029197340.3251.06206.4823450371029工程合计3062.6371029197340.3251.06206.4823450371029冷负荷=总冷负荷-新风冷负荷，即计算结果为冷负荷图5.2办公楼冷负荷柱状图从图5.2中可以看出最大冷负荷出现在15点且最大冷负荷为173.69kw。5.1空调系统的分类及比较空调系统运输冷量的介质为空气，冷冻水，制冷剂，因此系统可分为全空气系统、全水系统、空气-水系统和制冷剂系统。集中式空调系统、半集中式空调系统和分散式空调系统则根据空气处理设备的集中程度划分。对于处理不同的空气来源又可分为封闭式系统、直流式系统和混合式系统。表5.3全空气系统与空气－水系统方案比较表比较项目全空气系统空气－水系统设备布置与机房空调与制冷设备可以集中布置在机房机房面积较大层高较高有时可以布置在屋顶或安设在车间柱间平台上只需要新风空调机房、机房面积小风机盘管设置在空调机房内分散布置、敷设各种管线较麻烦风管系统空调送回风管系统复杂、布置困难支风管和风口较多时不易均衡调节风量放室内时不接送、回风管当和新风系统联合使用时，新风管较小节能与经济性可以根据室外的气象参数进行多种工况的自动调节对热湿负荷变化不一致或室内参数不同的多房间不经济部分房间停止工作不需空调时整个空调系统仍需运行不经济灵活性大、节能效果好，可根据各室负荷情况自我调节风机盘管在冬夏可以制热也可以制冷，但是水管内壁容易结垢，从而导致换热效率低无法实现全年多工况节能运行使用寿命使用寿命长使用寿命较长安装设备与风管的安装工作量大周期长安装投产较快，介于集中式空调系统与单元式空调器之间维护运行空调与制冷设备集中安设在机房便于管理和维护布置分散维护管理不方便，水系统布置复杂、易漏水温湿度控制可以严格地控制室内温度和室内相对湿度对室内温度要求严格时难于满足空气过滤与净化可以采用初效、中效和高效过滤器，满足室内空气清洁度的不同要求，采用喷水室时水与空气直接接触易受污染，须常换水过滤性能差，室内清洁度要求较高时难于满足消声与隔振可以有效地采取消防和隔振措施必须采用低噪声风机才能保证室内要求风管互相串通空调房间之间有风管连通，使各房间互相污染，当发生火灾会通过风管迅速蔓延各空调房间之间不会互相污染表5.4空调系统特点比较系统特点封闭式系统它所处理的空气全部来自空调房间本身，没有室外空气补充。这种系统冷、热耗量最省，由于没有外界的新鲜空气，所以卫生效果差。这种系统适用于人员生活工作较少的或者封闭少人的房间，如：仓库等。全新风系统它所处理的空气全部来自室外，室外空气经风机盘管处理后送入室内，然后全部排出。这种系统空气品质好，但是相应的耗能以及运行费用高。使用于不允许回风的场合，如放射性试验室以及散发大量有害物的车间等。一次回风系统综合封闭式系统和全新风系统两者，采取一部分回风来自于室内，一部分回风来自于外界。这种系统既能满足卫生要求，经济性比较合理，因此无一般的特殊要求，都会采用这种系统。5.2一次回风系统一次回风系统是指新风和回风在送入房间内仅混合一次。其特点是：（1）设备结构复杂，布置比较复杂，但是初始建设投资较小；（2）可利用最大送风温差送风，若温差受到限制，可以通过再加热保证送风温差；（3）空调机组在机房内集中管理，便于日后的日常维护和管理；（4）可在管道中安装消声装置，噪音震动小；（5）可在出风口处安装空气过滤装置，保证房间内的空气品质；（6）及时在多种工况下也能实现自动调节，但是无法做到精确的调节。5.3风机盘管加新风系统这次医疗废物焚烧厂的办公楼设计为风机盘管布置在房间内部，回风直接在室内被风机盘管吸收降温处理，然后处理好的回风与新风混合送入室内。新风机组则设置在专门的地方，通过风管传输到风机盘管内，其特点是：（1）优点：①风管产生的噪音小，产生的噪音一般在30—40dB，适合与办公楼，宿舍等这些比较安静的场所，避免噪声过大影响工作学习；②可以单独控制风机盘管。风机盘管机组的风机速度可以调节，可根据实际的需求情况进行快慢的调整；同时可以根据自动控制温度调节器灵活的调节房间的温度；当房间内没有人的时候，机组可以停止，达到节能经济的效果；③便于对分区的控制。根据冷负荷可以把使用目的和使用时间等分割为若干区域系统，分别进行控制；④风机盘管机组体型小，占据空间小，布置简单且安装方便。⑤后期改造方便，当后期因房间面积的改变需要增加或减少风机盘管机组，比较容易实现改造。（2）缺点：①风机盘管布置在在室内，容易与室内的建筑布局产生矛盾，因此在布置的时候要考虑室内布局；②风机盘管布置在室内，当房间的数量较多的时候，则会导致风机盘管的数量也会增加，对于后续的检查和管理难度增大；③风机盘管需要新风量时比较困难，不能独立提供；④风机静压小，不适合采用性能好的空气过滤器；⑤此外，由于风机盘管机组对于风机和电动机等的加工质量要求较高，对于管道的保温要求严格，要避免冷凝水在系统运转时生成。（3）风机盘管与新风系统的容量匹配：本设计采用新风承担室内冷负荷的处理方式。在这方式中，室内的部分冷负荷由风机盘管承担，新风冷湿负荷与室内的湿负荷及部分冷负荷由新风承担。该方案的优点是：风机盘管运行时，减少了系统对空气的污染。同时采用这种方式，风机盘管产生的噪声是较小的，比较适合工作。当房间内没有人的时候，虽然风机盘管停止运行，但是新风机组还是在运行，还是在不断的输送新风，保证室内的空气的空气质量。6空气处理过程计算本设计采用新风承担负荷的空气处理方案，将新风处理到室内参数90%含湿量线，即室内的部分冷负荷由风机盘管承担，新风冷、湿负荷与室内湿负荷及部分冷负荷由新风系统承担。6.1风机盘管加新风系统夏季处理过程计算图6.1焓湿图O点为室外的状态点；D点为新风处理到机器露点；R点为室内的状态点；F点为风机盘管处理后的状态点；S点为送风的状态点。处理过程以办公室5001为例。（1）确定室内状态点R。（2）确定室外状态点O。（3）确定室外新风被处理到机器露点D。（4）确定送风状态点S。（5）确定风机盘管处理后的状态点F点。计算送风量根据公式计算送风量式：（式6.1）式中：系统的送风是由风机盘管的新风和室内回风共同送风的，风机盘管的风量的计算公式为：（式6.2）式中：根据计算所得办公楼1-5层各类房间类型办公楼层的冷负荷、湿负荷以及送风量等数据，将计算结果汇总到表6.1。表6.1各类型房间送风量房间面积（m2)冷负荷（w)湿负荷（Kg/h）送风量(m³/h)办公室500192.8514129.67.733050办公室5002119.0315826.810.083370休息室500320.4150123.88690办公室5004124.217652.110.754010走廊5005118.099597.17.591260办公室5006101.8513220.48.42800小型会议室500730.613791.42.12900会议室100145.696023.73.361500办公室100267.429714.55.711900会议室100345.724665.23.36600接待室100450.216793.46.17500大厅1005188.0514593.811.641800办公室1006124.0816051.210.422720办公室100750.216123.14.371180档案室100833.032427.91.9300展览厅100933.072930.71.95606.2风机盘管的选型根据上述表格选取适合的风机盘管，以办公室5001为例，冷负荷为14129.6w，送风量为3050m³/h，选用的型号为FP-102暗装卧式风机盘管，该型号的制冷量为5400w，送风量为1020m³/h，布置数量为3台。以该型号的风机盘管布置在房间内，根据房间的冷负荷和送凤量的需求来进行数量的选取。表6.2风机盘管参数表设备型号送风量冷负荷水流量总数量（台）FP-10210205.4910856.3选取办公楼的新风机组设计的系统为每层楼都有一个独立的新风机组，根据计算出来的每一层的新风量和新风冷负荷选取合适的新风机组型号，为保证选取型号适合，相关参数宜均大于计算所得的结果，表6.3为各层计算所得的新风量和新风冷负荷。表6.3各层新风量和新风冷负荷楼层新风冷负荷W新风量m³/h一层398004570二层394004680三层394004680四层394004680五层394004680总计19740023290根据表中的数据可以知道各楼层所需的新风量和新风冷负荷，以此可以选取合适的新风机组。根据数据可知二至五层的新风量和新风冷负荷一样，一层的新风冷负荷和新风量与二到五层相差不大。因此，可以以二层的数据作为参考。所选的新风机组的参数为下表6.4。表6.4新风机组参数表楼层新风量m3/h新风负荷KW型号额定风量m3/h冷量KW盘管数量电机功率KW水流量Kg/h水压降KPa余压Pa一至五层468039.4HDK-055000563排1963055.72707空调新风系统本设计选用风机盘管加新风系统，属于半集中式空调系统。风机盘管处理室内回风，室外新风经过新风机组的处理后与处理后的回风一同送入室内。同时系统也是空气—水系统，室内的冷量由新风冷负荷和冷冻水所承担的负荷共同承担，这种系统具有良好的经济性，同时布置灵活，控制方便，因此适用性广。7.1空调风系统设计原则新风管道设计的前提是保证能满足楼层所需要的风量，在满足这个前提下也要考虑风管的在建筑中的布局走势，同时也要考虑造价的因素，在相对价格较少的情况下能满足所需的风量。风管布置一般布置在吊顶内，同时要避开承重墙和梁等，不能直接在承重墙上开冻直接穿过。综上所述，在设计中应注意以下几个设计原则：要优先保证设计参数的准确，例如：温度、湿度、风量等。一个楼层宜划分为一个新风系统。在保证风管的实用性下也兼顾其经济性。不能影响到建筑内的承重建筑，尽量保证建筑的美观。新风管道的选择分管的形状一般为矩形和圆形两种，圆形风管的强度大，不容易变形，消耗钢量小，但相对于矩形所占据的空间比较大，因此对于建筑空间比较狭小的地方一般不采用。矩形风管的形状占据空间小，布置起来方便容易，因此适用于明装以及布置空间狭小复杂的地方。同时在矩形风管中，方形风管阻力比矩形的风管阻力要小，而且在相同风口面积下耗钢量较小。在本次的空调系统设计中，风管采用的形状为矩形。7.2风管管径及风口尺寸计算在设计风管尺寸时，噪声的大小受到风管面积大小的影响，因此在设计风管时要考虑风速。随着风速增大，则噪音也会增大，影响室内人员的正常工作和作息。但风速不是越小越好，风速过小，则会影响最终的效果，导致风量不够。表7.1风管风速与噪音参考表室内允许噪声dB(A）主管风速m/s支管风速m/s新风入口风速m/s25～353～4≤2335～504～72～33.550～656～92～54～4.565～858～125～85本系统设计噪音的允许值控制在40～50dB(A)之间，在这个范围内进行风管尺寸的设计计算，在合理的范围内保证风速的合适，以满足实际要求。7.3风管水力计算风管水力计算采用假定流速法，其阻力由沿程阻力和局部阻力组成。沿程阻力（式7.1）局部阻力（式7.2）总阻力（式7.3）式中：可根据下表7.2风管局部阻力系数进行计算。表7.2风管局部阻力系数表类型局部阻力系数类型局部阻力系数风量调节阀0.28突扩0.54弯头0.2渐缩0.35Y型分流三通0.12图7.1办公楼1层风管布置图图7.2办公楼2-7层风管布置图表7.3办公楼1层楼最不利路径水力计算表最不利阻力(Pa)90编号G(kg/h)L(m)形状D/W(mm)H(mm)υ(m/s)ΔP(Pa)15457.13.8矩形4004007.836.406.425154.60.67矩形4004007.41.0201.0234973.10.97矩形4004007.141.3801.3844791.61.42矩形4004006.881.8701.8754307.60.9矩形4004006.180.9700.9764005.11.27矩形4004005.751.201.273823.64.87矩形4004005.494.204.283642.12.17矩形4004005.231.7101.71356053.05矩形2001205.799.7658.3468.1366051.13矩形2001205.793.6103.61表7.4办公楼2-5层楼最不利路径水力计算表最不利阻力(Pa)52编号G(kg/h)L(m)形状D/W(mm)H(mm)υ(m/s)ΔP(Pa)15662.84.1矩形5005005.22.4302.4325384.52.75矩形5005004.941.4801.4835021.51.18矩形5005004.610.5600.5644743.23.37矩形5005004.361.4301.4354380.21.71矩形5005004.020.6300.6363908.31.52矩形5005003.590.4500.45736302.77矩形5004004.171.260.481.74832672.77矩形4004004.691.780.612.3934290.43.46矩形1601203.474.8233.738.5135290.41.57矩形1601203.472.1802.188空调水系统设计与计算冷冻水和冷却水为主要的空调水系统的两个部分，在本设计中主要考虑冷冻水管路的设计与计算，冷却水的设计计算暂不考虑。8.1各种空调水系统优缺点的比较表8.1空调水系统的比较系统名称介绍优点缺点开式系统管路与大气相通与水蓄冷系统的连接简单管网和设备易腐蚀，高能耗闭式系统管路不与大气相同腐蚀的几率小，水泵扬程低，低耗能与水蓄冷系统的连接复杂同程式（顺流式）系统供水与回水管中水的流向相同水量分配比较均匀，便于水力平衡需设回城管路，管路长度增加，压力损失相应增大，投资大异程式（逆流式）系统供水与回水管中水的流向相反不需设回程管道，不增加管道长度，投资小当系统较大时，水力平衡较困难两管制系统供冷与供热合用同一管网系统随季节的变化而进行转换系统简单，占用空间小，投资小不能同时满足供冷和供热的需求三管制系统分别设供冷和供热管路，但冷热回水合用同一管路能同时满足供冷和供热需求，管网相对于四管制简单占用空间大，冷热回水流入同一管道混合，能量损失四管制系统供冷和供热分别设置两套管网系统，可以同时进行供冷或供热能满足同时供冷或供热的需求，没有混合能量损失管路系统复杂，占用空间大，投资大分区两管制系统分别设置冷热源并同时进行供冷与供热运行，但冷热分别输送，输送管路为两管制。能同时对不同区域进行供冷和供热，系统简单，投资低需要同时分区配置冷源和热源定流量系统冷（热）水的流量保持恒定，通过改变供水温度来适应负荷的变化系统简单，操作简单设计时不能同时考虑使用系数，不利于节能变流量系统冷（热）水的温度保持恒定，通过改变循环水量来适应符合的变化输送能耗随负荷的减少而减低，可以考虑同时使用系数，能耗低系统复杂，必须配置自控装置，若控制不当有可能导致蒸发器结冰单式泵（一次泵）系统冷、热源侧与负荷侧合用一套循环水泵系统简单，投资低，运行安全适应性差，系统常处于大流量小温差的情况，不利于节能复式泵（二次泵）系统冷、热源和负荷合用一套循环水泵适应性强，能根据负荷需求调节流量，出水温度稳定，能耗低功率大，操作复杂，投资大8.2确定冷冻水系统形式根据以上不同系统的介绍，对其的优缺点进行比较，同时考虑建筑的类型和成本造价，最后采用闭式供回水的冷冻水系统，在闭式系统中水泵扬程低，能源消耗小，安装成本低且安装方便。冷冻水在蒸发器内进行换热后由水泵提供动力，从给水管运输到风机盘管中，在风机盘管的换热以后，变为温度较高的水，再由冷冻水泵提供动力，冷冻水从回水管流回冷水机组中的蒸发器，再次被带走热量。而冷却水则经过冷凝器，通过换热器换热，吸收冷凝器所释放的热量，温度较高的冷却水被冷却水泵运输到冷水塔，经过冷却再次成为温度较低的冷却水，回到冷凝器处换热。在这过程中大气没有和冷冻水直接接触，形成了一个密闭的循环系统。由于本设计为空调系统是设计，主要考虑供冷，供热不考虑，因此采用两管制系统。8.3冷冻水管的水力计算空调水系统阻力包括三种：设备阻力、设备阻力和管道阻力。沿程阻力（式8.1）局部阻力（式8.2）总阻力（式8.3）式中：表8.2水管局部阻力系数表类型局部阻力系数类型局部阻力系数直流三通1旁流三通1.5合流三通3分流三通3立管合流三通5立管分类三通6.5闸阀0.5弯头1截止阀1计算步骤：（1）给各管段标上序号，确定最不利环路。（2）用假定流速法确定管段管径。图8.1办公楼最不利环路（3）计算办公楼最不利环路，计算结果为下表8.3。表8.3办公楼最不利环路水力计算表最不利阻力(Pa)97905最不利环路立管1楼层5编号Q(W)G(kg/h)L(m)D(mm)υ(m/s)R(Pa/m)ΣξΔP(Pa)VG1459000789483.31251.63233.571.577119862757VG236720063158.43.31251.3151.3514998471347VG327540047368.83.31001.52270.26189211552047VG418360031579.23.31001.01123.221407513920VG59180015789.63.3651.21300.8619937291722VH1459000789483.31251.63233.571.577119862757VH236720063158.43.31251.3151.3514998471347VH327540047368.83.31001.52270.26189211552047VH418360031579.23.31001.01123.221407513920VH59180015789.63.3651.21300.8619937291722E175400928.816.15250.42127.553.220604028142341FG16108001857.66.85320.54150.891.910342731308F44.36320.8325.68114203241743F20.23400.78250.65157306362FG132700046445.47400.98384.38121044772581FG12324005572.85.1500.7146.171745246992FG11378006501.60.81500.82196.171160335495FG10432007430.45.49500.94253.41113904381828FG9486008359.23.23501.05317.87110265541580FG85400092883.97501.17389.56115476842231FG75940010216.82.89650.78130.231376305681FG66480011145.60.41650.85153.83164363427FG57020012074.43.14650.92179.361563427989FG47560013003.21.36650.99206.831282495777FG381000139321.62651.07236.241384568952FG28640014860.82.58651.14267.5916896461336FG19180015789.62.38651.21300.8607150715FH16108001857.67.15320.54150.891.910792731353F44.32320.8325.68114073241731F20.53400.78250.651132306438FH132700046445.17400.98384.38119894772466FH12324005572.85.1500.7146.171745246992FH11378006501.61.11500.82196.171218335554FH10432007430.45.19500.94253.41113144381752FH9486008359.23.53501.05317.87111225541676FH85400092883.67501.17389.56114306842114FH75940010216.83.19650.78130.231415305720FH66480011145.60.11650.85153.83117363381FH57020012074.43.18650.92179.361570427996FH47560013003.21.32650.99206.831274495769FH381000139321.92651.07236.2414555681022FH28640014860.82.28651.14267.5916096461255FH19180015789.62.54651.21300.86076307639相关设备的选型9.1水泵的选型和计算（1）冷冻水泵流量的计算为以下公式:（式9.1）式中；冷冻水流量（2）冷冻水泵扬程H的确定水泵扬程H可以根据以下公式计算：（式9.2）式中：根据上面的空调水环路的水力计算中可知，整个环路的最不利环路的总阻力为冷冻水泵的扬程：（式9.3）式中：水泵的扬程根据计算结果可知冷冻水泵流量为，冷冻水泵扬程为，为保证冷冻水泵能正常工作，在选择冷冻水泵时的参数要大于计算所得的数据。因此选择型号为IS200-150-250A的水泵，该水泵设备参数如表9.1。表9.1冷冻水泵性能参数表型号转速n(r/min)流量Q扬程H(m)功率(kw)(m3/h)(L/s)IS200-150-250A2870309.2冷水机组的选择冷水机组一般的驱动方式来源电力和热源。表9.2常用的冷水机组比较表冷源设备电动压缩式冷水机组吸收式冷水机组制冷机的工作形式涡旋式、往复式、螺杆式、离心式热水型、蒸汽型、直燃型特点体积小、重量轻，适合面积较小的场合，整个机组靠电力维持，电力成本高制冷剂相对于氟利昂等具有环保性，制冷剂价格便宜，机组耗电少，同时可以利用余热废热进行制冷在这次的设计中采用溴化锂的吸收式冷水机组，在减少耗电量的同时，也可以利用焚烧厂的余热进行辅助加热，在满足实际负荷下也能达到最佳的经济性。10溴化锂吸收式机组的设计本次设计采用的吸收式制冷机组为单效溴化锂吸收式制冷机组。[7]10.1已知条件制冷量冷媒水进口温度冷媒水出口温度冷却水进口温度加热发生器的热水温度10.2设计参数的选定（1）吸收器出口冷却水温度和冷凝器出口冷却水温度冷却水采取串联的方法，一般冷却水的总温升取，假设，则，，则（2）冷凝温度以及冷凝压力冷凝温度一般比冷却水出口温度高，假设，则根据饱和水和饱和蒸气的热力性质表可查得该点的压力。（3）蒸发温度以及蒸发压力蒸发温度一般比冷媒水出水温度低，假设，则根据饱和水和饱和蒸气的热力性质表可查得该点的压力。（4）吸收器内稀溶液的最低温度吸收器内稀溶液的出口温度一般比冷却水出口温度高，假设，则（5）吸收器压力因挡水板而造成的压降一般为，假设，则（6）稀溶液质量分数根据吸收器内的压力以及吸收器最低温度，在溴化锂溶液的图中确定稀溶液质量分数，得。（7）浓溶液质量分数为了保证循环的经济性和安全可行性，循环的放气范围在，即，假设，则（8）发生器内溶液最高温度根据发生器内的压力以及发生器溶液浓度，在溴化锂溶液的图中确定浓溶液最高温度，得。（9）浓溶液热交换时温度为避免浓溶液结晶，所取的温度要比结晶温度高以上，一般温差取值范围为，即假设温差取值为，则（10）浓溶液出热交换器时的比焓根据浓溶液在该状态下的温度以及该状态下浓溶液浓度，在溴化锂溶液的图中确定浓溶液在该温度和压力下的比焓，得。（11）稀溶液出热交换器时的温度循环倍率根据稀溶液在该状态下的比焓以及该状态下浓溶液浓度，在溴化锂溶液的图中确定浓溶液在该状态点下的温度，得。（12）喷淋溶液的比焓和浓度吸收器稀溶液再循环倍率一般取值范围为，假设，则根据喷淋溶液在该状态下的比焓以及该状态下浓溶液浓度，在溴化锂溶液的图中确定浓溶液在该状态点下的温度，得。表10.1循环各点的参数值[8]名称点号温度/℃质量分数压力/kPa比焓/（kJ/kg）蒸发器出口处冷剂蒸气1＇40.8192934.36吸收器出口处稀溶液239.40.6280.8259.16冷凝器出口处冷剂水3459.59615.4冷凝器进口处水蒸气3＇949.593001.24发生器出口处浓溶液41010.679.59384.56发生器进口处饱和稀溶液5950.6289.59367.84吸收器进口处饱和浓溶液6520.670.8305.14热交换器出口处稀溶液772.50.628321.85热交换器出口处浓溶液854.40.67317.68吸收器喷淋溶液9＇43.50.642278.6210.3设备热负荷计算（1）计算冷剂水流量蒸发器单位热负荷冷剂水流量（2）计算发生器热负荷发生器热负荷（3）计算冷凝器热负荷冷凝器热负荷吸收器热负荷（4）计算溶液热交换器热负荷溶液热交换器热负荷计算溴化锂吸收式机组热平衡、性能系数和热力完善度热平衡吸收热量放出热量性能系数热力完善度冷却水的平均温度冷媒水的平均温度可逆制冷机性能系数热力完善度10.4各类泵的流量计算根据公式（式10.1）式中：根据以及计算，可得根据以及计算，可得（1）计算吸收器泵的流量（2）计算发生器泵的流量（3）计算冷媒水泵的流量（4）计算冷却水泵的流量经过吸收器时流量经过冷凝器时流量冷却水泵流量取两者的较大值。（5）计算蒸发器流量蒸发器冷剂水的再循环倍率一般取值范围为，假设，得10.5传热计算根据日本型号为HAU-100单效溴化锂吸收式制冷机组，发生器传热系数；冷凝器传热系数；蒸发器传热系数；吸收器传热系数；溶液热交换器传热系数。（1）计算发生器的传热面积（2）计算冷凝器的传热面积（3）计算吸收器的传热面积（4）计算蒸发器的传热面积（5）计算溶液热交换器的传热面积10.6计算结果将上述计算结果汇总到下表10.2表10.2单效溴化锂吸收式制冷机组计算汇总表初始条件制冷量冷媒水进口温度冷媒水出口温度冷却水进口温度热水进口温度173.69kw12℃7℃32℃85℃设备热负荷发生器热负荷冷凝器热负荷吸收器热负荷溶液热交换器热负荷COP热力完善度270.09kw178.7kw265.9kw74.89kw0.6430.44流量吸收器泵流量发生器泵流量冷媒水泵流量冷却水泵流量蒸发器泵流量6.742.4329.8751.962.7传热面积发生器传热面积冷凝器传热面积吸收器传热面积蒸生器传热面积溶液热交换器传热面积8.45.4534.513.28.211太阳能集热系统11.1我国太阳能资源情况我国国土面积辽阔，所能利用的太阳能资源丰富，全国各地太阳能年辐射总量约为，大多数日照时间都处于2200h以上。[10]但是受限于地形以及气候等的原因，我国的太阳能呈现为分布不均的情况，根据地区年辐射总量的大小能大致分为四个类别。表11.1全国各地区年辐射总量[11]类别年辐射总量/(MJ/㎡）日照时间/h地区16680-84003200-3300宁夏北部、甘肃北部、新疆东南部、青海西部和西藏西部25852-66803000-3200河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部35016-58522200-3000山东东南部、河南东南部、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、江苏北部、安徽北部、天津、北京和台湾西南部43344-50161000-2200湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏南部、安徽南部以及黑龙江、台湾东北部、四川、贵州、重庆等由表中可以看出太阳能丰富地区大多处于人迹罕及或者欠发达的地区，而较为发达的地区相对来说没那么丰富。通过地区间的横向对比发现内陆地区比沿海地区的太阳能资源丰富，纵向对比则发现高纬度地区到低纬度的地区，年辐射总量在分逐渐减少。11.2珠海市太阳能资源情况珠海市位于广东省，地理位置在广州附件，因此经纬度与广州相差不大，地形以及气候条件与广州相近，可以用下表11.2广州全年太阳能各月辐射总量作为参考计算。表11.2广州全年太阳能各月辐射总量广州纬度23°10＇精度113°20＇海拔高度41.7m月份123456789101112月平均室外气温（℃）13.614.517.922.125.527.628.628.415.3水平面月平均日太阳总辐射量（MJ/㎡·日）8.8577.6117.3938.71211.1612.84114.93113.89513.79413.11311.79610.528倾斜表面月平均日太阳总辐射量（MJ/㎡·日）10.4598.2037.4848.44410.55411.91413.76313.20713.97214.34614.21813.355月日照小时数122.373.964.567.6108.4145.6209.4180.3176.6188.3178.8171.7计算珠海市夏季倾斜面平均辐照强度。空调使用时间为夏季，根据表11.1可以选取月份为6、7、8月份进行计算。平均月日照小时数假设平均每月有30天，则平均每日日照小时数为太阳能集热器收集太阳能时为倾斜，所以倾斜表面平均日太阳能总辐照量为则夏季倾斜面平均辐照强度为11.3太阳能集热系统以及集热器太阳能集热系统主要由太阳能集热器、储热水箱、循环水泵以及各类的仪表组成，最重要的组成部分为太阳能集热器。冷水流入太阳能集热器的管道内，通过太阳能平板集热器收集热量传递到冷水中，待到达一定的温度之后便通过水泵输送至储热水箱，然后冷水再次进入到集热器内，循环往复，这样就能不断得到热水。储存在水箱里面的热水能保持一定的温度，等需要用的时候便能通过水泵运输。热水在使用后，变为温度较低的水能再次进入循环水泵内，形成循环。太阳能集热器主要有平板集热器、真空管集热器以及聚集式集热器。一般太阳能集热系统采用的集热器为平板集热器和真空管集热器。平板集热器关键是靠金属吸热板芯，金属吸热板芯的一面吸收太阳热量，另一面与集热器内的工质直接接触，能高效迅速的传递热量。同时在金属吸热板芯表面有一层透明盖板，阳光能穿过盖板，在吸收热量的时候也能盖板也能减少热量的散失。而真空管集热器则是工质直接在真空管加热，加热的效果好。两者相比，前者的加热效率较低，热量损失大，但是对于冲击破坏的抵抗力较好，后者则是加热效率好，热量损失小，但是由于是玻璃管，容易损坏。在天气寒冷的地方，平板集热器里面的工质会冻结成冰，导致平板集热器的损坏，而真空管集热器即使在寒冷的地方也不会冻结，因此适合北方的环境。12太阳能平板集热器的布置与选型12.1太阳能保证率太阳能保证率为太阳能集热系统得到热量和系统所需要的热负荷的比值，其主要根据当地的太阳能辐照强度，其次系统的稳定程度以及集热器类型等的因素也会影响太阳能保证率。对于医院、宿舍、办公楼等的负荷比较稳定的可取下表的中上值。表12.1太阳能保证率推荐表[12]资源划区年太阳辐照量/(MJ/㎡）地区太阳能保证率资源丰富区≥6700宁夏北、甘肃西、新疆东南、青海西、西藏西60%～80%资源较富区5400～6700冀西北、京，津、晋北、内蒙及宁夏南、甘肃中东、青海东、西藏南、新疆南50%～60%资源一般区4200～5400鲁、豫、冀东南、晋南、新疆北、吉林、辽宁、云南、陕北、甘东南、粤南、湘、贵、赣、江、浙、沪皖、鄂、闽北、粤北、陕南、黑龙江40%～50%资源贫乏区≤4200川、黔、渝30%～40%12.2计算太阳能集热器集热面积根据公式（式12.1）式中：根据，，，，取，得12.3太阳能集热器的选型与布置珠海位于南方，即使在寒冷的冬季温度也很少低于零度，同时真空的造价比较贵，对于用量较多的办公楼来说，平板集热器相对来说比较好。所以这次的设计采用尺寸为太阳能平板集热器。选取的太阳能平板集热器的型号和相关参数为下表12.1。表12.2太阳能平板集热器型号及其参数型号尺寸/mm有效采光面积/㎡容量/L日产水量/L工作温度/℃工作压力/MPaGT-2000-150L1000*20001.792.2150-35～2000.6图12.1太阳能平板集热器太阳能集热器选取的布置方位为正南方向。在全年使用的情况下，太阳能集热器的安装倾角宜与当地纬度接近。偏重于冬季使用时，倾角宜在当地纬度基础上增大；偏重于夏季使用时，倾角宜在当地纬度基础上减小。珠海纬度约为，偏重夏季使用的情况下，集热器的倾角可选为。[13]根据下表12.3查询平板集热器最小安装间距表12.3长为集热器正南方向放置时前后排间距表城市纬度Φ（°）182022242628303234363840424446485052集热器长（m）1使用情况偏重春夏秋三季使用安装角度（°）81012141618202224262830323436384042最小安装间距D（m）0.050.060.070.320.370.420.480.540.610.680.770.86使用情况偏重冬季使用安装角度（°）283832343638404244464850525456586062最小安装间距D（m）0.460.530.60.680.770.870.991.571.782.012.32.653.083.644.38使用情况全年使用安装角度（°）182022242628303234363840424446485052最小安装间距D（m）50.290.330.380.430.480.540.60.670.750.830.911.01可查询计算得最小的安装间距为太阳能集热器的排列方式有并联和混联，串并联和并串联两者并称为混联，单排并联所占据的地方较大，而且管路过长会造成热量的损失过大，所以太阳能集热的排列方式为串并联。表12.4太阳能集热板安装参数太阳能集热器类型尺寸/m倾斜角/º最小安装距离/m排列方式数量/块太阳能平板集热器2*1120.16串并联56013储热水箱有效容积和选型根据经验设计，假设循环热水的回水温差取值为，进口，出口，则循环热水的流量根据经验假设循环水量单位体积约为水箱有效容积的，得水箱在储水的过程中要保持一定的温度，因此水箱需要进行保温处理，同时也要电加热来保证水温度。根据计算结果选取合适的储热水箱，水箱的型号及其参数为下表13.1。表13.1水箱型号及其参数水箱型号容量/m³规格/m额定输出功率/kw电压/vT36365*3*2.43220图13.1储热水箱14辅助热源设计14.1太阳能空调的弊端太阳能空调的能源主要来自于太阳能，太阳能是清洁的可再生能源，但是其获取的方式不稳定，在面对阴天和雨天的情况下，太阳能的辐射大幅度减少。在这样的天气下，太阳能空调的效率也会急剧地下降，甚至达不到制冷的效果。因此为了避免太阳能所带来的不确定的情况，太阳能空调系统一般会设置辅助热源，辅助热源一般为废气余热或者是电加热后得到的热水。在辅助热源的帮助下，在极端天气下也能保持系统的运行。14.2焚烧厂医疗废物焚烧情况珠海市某医疗废物焚烧厂是通过控气热解医疗废物，在这过程中会产生大量的热量，这些热量可以作为辅助热源来保证太阳能空调的运行。医疗废物焚烧的大致过程为：医疗废物与空气混合后将在焚烧炉内在充分燃烧，产生的烟气，的高温烟气经过换热器后被冷却为的烟气，这些温度较低烟气则会进入净化系统，最后达到所达标的温度和烟气控制物标准后排放到环境中。14.3计算所产生的余热医疗废物焚烧厂产生温度为的烟气量为，经过换热后冷却为，的烟气比热约。假设采用浮头式换热器冷却烟气，一般冷却水两端温差取,取温差，则假设冷却水进口温度为，则出口温度为。则产生的余热热量Q冷却水流量余热热量所能代替的百分比由计算结果可得医疗废物焚烧所产生的余热可以代替24.6%的所需的热量。14.4辅助热源设计冷却水经过换热器与烟气换热，冷却水升温，形成一定温度的热水，通过管道运输到太阳能集热平板集热器内继续吸热升温，到达一定温度后作为溴化锂冷水机组热源。在太阳能辐射不足时，可以直接利用冷却水升温后的热水作为热源，保证系统的稳定性。图14.1辅助热源设计图15经济性分析太阳能空调系统的经济性主要在于太阳能的利用，太阳能是一种清洁