有關(guān)太陽能熱泵—地板輻射采暖系統(tǒng)的節(jié)能性分析

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1、第２９卷第１８期甘肅科技Ｖｏｌ２９Ｎｏ１８２０１３年９月ＧａｎｓｕＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＳｅｐ２０１３太陽能熱泵—地板輻射采暖系統(tǒng)的節(jié)能性分析田禾，耿梓洋，袁建文（中國煙草甘肅省公司，甘肅蘭州７３００５０）摘要：選取蘭州地區(qū)某節(jié)能辦公樓為建筑模型，利用清華大學(xué)開發(fā)的建筑熱環(huán)境設(shè)計模擬工具包（ＤｅＳＴ），計算了供暖季的逐時空調(diào)負(fù)荷，結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)行的情況，利用費(fèi)用年值法對該系統(tǒng)與傳統(tǒng)的集中供暖系統(tǒng)及電熱膜取暖系統(tǒng)進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)性比較分析，結(jié)果表明，該系統(tǒng)較集中供暖系統(tǒng)和電熱膜取暖系統(tǒng)低。關(guān)鍵詞：太陽能；熱管式真空管

2、；熱泵；優(yōu)化設(shè)計；經(jīng)濟(jì)性分析中圖分類號：ＴＫ５１３．５空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行模擬離不開準(zhǔn)確的負(fù)荷數(shù)據(jù)和圖２所示。準(zhǔn)確的氣象參數(shù)。為了能更準(zhǔn)確地反映系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，擬采用動態(tài)的全年溫度逐時數(shù)據(jù)、太陽輻射逐時數(shù)據(jù)等氣象參數(shù)以及動態(tài)冷熱負(fù)荷。１模型建立與條件設(shè)定計算對象為蘭州某辦公樓。該樓南北朝向，共３層，層高３．６ｍ，長４４．４ｍ，寬１５．３ｍ總建筑空調(diào)面２積２０３７．９６ｍ，體型系數(shù)０．３６９。利用ＤｅＳＴ軟件生成的建筑模型如圖１所示，辦公樓一樓建筑平面如圖１ＤｅＳＴ軟件生成的建筑模型圖２辦公樓一樓建筑平面１．１圍護(hù)結(jié)構(gòu)的選取據(jù)源，根據(jù)各

3、氣象要素的逐時規(guī)律建立模型，在各項建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能參數(shù)見表１；建筑的窗戶面逐日值與接近原數(shù)據(jù)盡量接近的前提下，生成逐時積及窗墻比見表２。氣象數(shù)據(jù)的方法及結(jié)果。１．２氣象參數(shù)的確定１．３內(nèi)部熱擾ＤｅＳＴ模擬軟件中的氣象數(shù)據(jù)是獲得了國家氣室內(nèi)熱擾依據(jù)ＧＢ５０１８９－２００５《公共建筑節(jié)能象中心的支持，取得了全國近２００個氣象站點(diǎn)建站設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》設(shè)置，并考慮作息規(guī)律；主要功能房間有后近５０年的實(shí)測逐日數(shù)據(jù)（其中包括溫濕度、太陽辦公室、會議室、休息室、走廊、門廳等，室內(nèi)熱擾設(shè)輻射強(qiáng)度、風(fēng)向、風(fēng)速、日照時間和大氣壓力）為數(shù)置見表３。第１８期

4、田禾等：太陽能熱泵—地板輻射采暖系統(tǒng)的節(jié)能性分析１１１表１建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能參數(shù)表２建筑各朝向窗戶面積及窗墻比２２建筑構(gòu)件名稱圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料傳熱系數(shù)／Ｗ／（ｍ·Ｋ）朝向窗戶面積（ｍ）窗墻比（％）外墻２４磚墻＋聚苯板內(nèi)保溫０．５６４東２０．８８０．０８內(nèi)墻普通磚內(nèi)墻１．７６１南１６７．９４０．３５屋面加氣混凝土保溫屋面０．８１２西１４．０４０．０６樓板鋼筋混凝土３．０５５北１２５．２８０．２６外窗普通６ｍｍ單玻５．７００表３室內(nèi)熱擾設(shè)置房間名稱人員熱擾燈光熱擾設(shè)備熱擾人均最低新風(fēng)２２最多人數(shù)０．１人／ｍ，人均發(fā)熱量６６Ｗ，人均產(chǎn)濕量最

5、大功率１８Ｗ／ｍ，２３辦公室最大功率１３Ｗ／ｍ３０ｍ／ｈ·人０．１０２ｋｇ／ｈ電熱轉(zhuǎn)換效率０．９２２最多人數(shù)０．３人／ｍ，人均發(fā)熱量６１Ｗ，人均產(chǎn)濕量最大功率１１Ｗ／ｍ，２３會議室最大功率５Ｗ／ｍ３０ｍ／ｈ·人０．１０９ｋｇ／ｈ電熱轉(zhuǎn)換效率０．９２２最多人數(shù)０．３人／ｍ，人均發(fā)熱量６２Ｗ，人均產(chǎn)濕量最大功率１１Ｗ／ｍ，２３休息室最大功率５Ｗ／ｍ３０ｍ／ｈ·人０．０６８ｋｇ／ｈ電熱轉(zhuǎn)換效率０．９２２最多人數(shù)０．０２人／ｍ，人均發(fā)熱量５８Ｗ，人均產(chǎn)濕量最大功率５Ｗ／ｍ，電３走廊無２０ｍ／ｈ·人０．１８４ｋｇ／ｈ熱轉(zhuǎn)換效率０．９２２最

6、多人數(shù)０．０５人／ｍ，人均發(fā)熱量５８Ｗ，人均產(chǎn)濕量最大功率１５Ｗ／ｍ，３門廳無２０ｍ／ｈ·人０．１８４ｋｇ／ｈ電熱轉(zhuǎn)換效率０．９１．４房間溫、濕度設(shè)定表４該建筑冷、熱負(fù)荷統(tǒng)計數(shù)據(jù)根據(jù)《辦公建筑設(shè)計規(guī)范》ＪＧＪ６７－２００６二類標(biāo)項目統(tǒng)計模擬結(jié)果統(tǒng)計２準(zhǔn)，室內(nèi)溫度：夏季為２６℃，冬季為１８℃；室內(nèi)相對總建筑采暖空調(diào)面積（ｍ）１１４４．７５項目負(fù)荷統(tǒng)計濕度：夏季小于或等于６０％，冬季大于或等于３０％。全年最大熱負(fù)荷（ｋＷ）１０１．７６大廳、辦公室、會議室、衛(wèi)生間等進(jìn)行采暖及空調(diào)，樓全年最大冷負(fù)荷（ｋＷ）７６．９９梯間、走廊夏季不進(jìn)行

7、空氣調(diào)節(jié)。全年累計熱負(fù)荷（ｋＷ·ｈ）６５９３０．９３１．５采暖空調(diào)模式全年累計冷負(fù)荷（ｋＷ·ｈ）７００１１．８４本例為辦公建筑，末端采用風(fēng)機(jī)盤管，冷熱源由項目負(fù)荷面積指標(biāo)２太陽能—地源熱泵系統(tǒng)提供?？照{(diào)啟停設(shè)置為：全年最大熱負(fù)荷指標(biāo)（Ｗ／ｍ）８８．８９２空調(diào)啟停即人們對房間溫度有要求的時刻?？杖曜畲罄湄?fù)荷指標(biāo)（Ｗ／ｍ）６７．２６２全年累計熱負(fù)荷指標(biāo)（ｋＷ·ｈ／ｍ）５７．５９調(diào)啟停時間的設(shè)置是空調(diào)運(yùn)行時間的長短、空調(diào)能２全年累計冷負(fù)荷指標(biāo)（ｋＷ·ｈ／ｍ）６１．１６耗的大小以及空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用的多少的決定因素。因項目分季節(jié)負(fù)荷指標(biāo)此其

8、設(shè)置情況直接影響了所使用的空調(diào)系統(tǒng)的分析采暖季熱負(fù)荷指標(biāo)（Ｗ／ｍ２）１７．４０結(jié)果，而空調(diào)的啟停有著很大的隨機(jī)性和不確定性，２空調(diào)季冷負(fù)荷指標(biāo)（Ｗ／ｍ）１６．９６它因各房間的功能等不同而異。這里按辦公室典型表４中采暖季節(jié)熱負(fù)荷指標(biāo)為１７．４０Ｗ／ｍ２，說情況考慮