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太阳能制热空调系统
来源: | 作者:nbjnwa | 发布时间: 2016-03-25 | 2102 次浏览 | 分享到:

重  点:
 
    高效的太阳能制热系统

比安装玻璃墙效果更好,而且成本更低

与其它的系统相比回收期短
 
概  要:
   
    Conserval多孔板太阳墙是一种金属太阳能集热装置,用来为建筑提供保温和通风。这套系统主要是作为工业应用,但也可以用在潜在的商业和有大面积朝南墙的多居民建筑。

1991年,安大略湖奥沙瓦市加拿大电池厂GM大楼建起一面420m2的太阳墙。安装设备降低能源成本有几种方式:俘获太阳能,通过建筑物南墙降低热能损耗,消除室内空气分层。

太阳墙的成本效率相对于其它类型的通风系统高,回收期仅一年。
 
电池厂GM太阳墙
 
项目目的: 
   
    Conserval多孔板太阳墙是一种外表美观的用来提供保温和通风的太阳能集热器。不必安装昂贵的玻璃,它可以改型来适应现有的墙体。GM项目的目的是展示太阳墙的高效性和经济性。
 
原  则:
   
    过去,工业用太阳能供热通风系统经常需要在朝南的墙面上附加大型玻璃面板。不幸的是,这些玻璃墙不但增加了火灾隐患,而且昂贵,有时也不美观。此外,由于玻璃表面的反射作用,使得太阳能有所损耗。

太阳墙是一种太阳能供热通风系统,不存在以上这些问题。完整的系统包括四个主要组成部分:多孔的金属收集器(太阳墙),太阳墙外伸的顶蓬,风扇和建筑内的通风分配管道。

太阳墙是一种不镶玻璃的多孔铝板。铝板安装在建筑的朝南外墙上,与主建筑墙之间用气室分隔开。为了最大限度地吸收太阳能,铝板表面被涂成黑色(也可以使用其他较深的颜色)。当外部的空气通过孔板被吸入气室,被吸收的太阳热能通过金属板传递给空气。

铝板的后面是气室,暖空气部分通过对流,部分通过风扇的作用上升。在墙的顶部,空气碰到顶篷,顶篷越过墙顶水平伸展开。在顶篷内,空气向通风口运动,排出建筑物。

与金属墙体一样,顶篷的表面也是多孔的,多孔是为了收集太阳墙外表面升起的热空气,此外,顶篷的内层悬挂在墙体下。

在建筑物内部,风扇系统与多孔的纤维管道相结合,引导空气补充需要通风的建筑内的其他区域。一系列的调节风门控制再循环空气与外部太阳能加热后的混合空气。

为了帮助室内空气消层,在天花板布置了通风管道。因为通过系统提供的空气比顶部的空气冷,送入的空气沉在地板上方,这样可以混合建筑物内的空气。
 
太阳墙展示多孔结构和顶篷
 
情况介绍:
   
    1991年夏季,在安大略湖奥沙瓦市加拿大电池厂GM大楼安装了一套太阳墙系统。太阳墙的总面积为420m2,包括365m2的垂直多孔板。多孔金属板上布有直径1.6mm规格的小孔。整体上看,小孔占墙表面的2%。太阳墙与现在墙体用气室分隔开大约150mm。

顶篷跨越1.6m2的横断面。项目向外超过墙表面,低于900mm。顶篷的内层表面是多孔的,开口处占表面的1%。

空气使用两台高效翼轴型风扇通过墙孔进入气室。设计的最大气流速率为每小时74,700m3,经122m的多孔管道送向工厂。实际气流速率大约为每小时68,000m3。

传送空气的温度由再循环的室内空气和太阳能加热的混合空气控制:从收集器中送出温度较低的空气,其余绝大部分为再循环的空气。理想的输出空气温度是预先制定并自动控制好的。选择舒适度最低的温度可以最大限度地激发太阳能系统的性能。

当温度超过18℃,这个系统就设计成能不通过太阳墙系统工作。自动调节顶篷上的风门直接从建筑外部引入空气。

太阳墙几乎不需要维修,风扇、发动机和风门每年只需要数小时的保养。排气管道的使用寿命为20年,太阳墙自身寿命无限期(从铝板安装起)。

基于1993-1994年的监控结果,GM太阳墙以平均72%的太阳能收集效率,每年可输送455kWh/m2的电力。而且,太阳墙系统减少了热传递,回收输入空气的热耗并对室内空气去层。最近的监控结果显示,每年节能总计300kWh/m2。因此,GM太阳墙估计每年节能755kWh/m2(基于8个月的供热季节)。
 
公 司:
   
    加拿大多伦多Conserval工程有限公司自1982年起完成了太阳能空气系统。Conserval公司首先开发了安装玻璃和无孔的太阳墙系统,然而进一步改进成多孔系统的开发。这项技术作为加拿大的官方贡献,列入国际能源总署太阳能供热和供冷计划。附件14:先进的主动型太阳能系统。
 
经济性:
   
    GM的多孔板太阳墙系统的安装总成本约为CAD92,000。每平方米的成本期望低于新建设更大的系统(相对于GM厂的发型系统)。

太阳墙相对于可替代补充空气系统的成本效率必须测算。对于GM厂可替代方案是压力蒸汽操纵风扇线圈装置或天然气直燃装置。如表1所示,任一系统的资金成本都低于太阳墙系统。然而,太阳墙的实际耗能成本的节省弥补了初期成本的额外投入。