吐鲁番市某工厂宿舍楼空调系统设计

吐鲁番市某工厂宿舍楼空调系统设计

吐鲁番市某工厂宿舍楼空调系统设计

  • 适用:本科,大专,自考
  • 更新时间2021年
  • 原价: ¥303
  • 活动价: ¥200 (活动截止日期:2021-10-29)
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吐鲁番市某工厂宿舍楼空调系统设计

吐鲁番市某工厂宿舍楼空调系统设计 

摘要:吐鲁番这个地区很是特别,白天日照时间长,升温迅速,但散热慢,加上昼夜温差很大,这就会导致人们的舒适感下降,由此,就可利用白天的太阳光照时间长这一特点,把太阳能集热器中所聚集的光能通过吸热体转换为热能,再让热媒将这些热量传递给蓄热槽中的相变材料,通过相变材料的相变潜热吸收大量热能,将这些热能储存起来,从而达到蓄热的目的。放热时,也是通过热媒流经相变材料,使得相变材料遇低温热媒发生相变,放出热量,并将所放出的热量传递给热媒。夏季时,将热媒送达房间顶部的吸附式空调系统中,给系统供热,使得吸附式制冷系统给室内供冷;冬季时,直接将热媒输送到蒸发器中进行热交换,由风机向室内吹出热量,从而为室内供暖。

关键词:吐鲁番;太阳能;集热器;蓄热槽;吸附式制冷系统;供暖;制冷

Design of air conditioning system for dormitory building of a factory in Turpan

Abstract: Turpan is very special in this area. It has long sunshine time during the day, rapid temperature rise, but slow heat dissipation, coupled with large temperature difference between day and night, which will lead to a decline in people's comfort. Therefore, the light energy gathered in the solar collector can be converted into heat energy through the heat absorber, and then the heat medium can transfer the heat to the phase change material in the heat storage tank, absorbing a large amount of heat energy through the phase change latent heat of the phase change material, and storing the heat energy, thus achieving the purpose of heat storage. When releasing heat, the phase change material also flows through the phase change material through the heat medium, so that the phase change material undergoes phase change when encountering the low-temperature heat medium, releases heat, and transfers the released heat to the heat medium. In summer, the heat medium is delivered to the adsorption air conditioning system at the top of the room to supply heat to the system, so that the adsorption refrigeration system supplies indoor cooling. In winter, the heating medium is directly transported to the evaporator for heat exchange, and the fan blows heat into the room, thus heating the room.

Keywords: Turpan; Solar energy;Collector;Regenerative;Tank;Adsorption refrigeration system; Heating; Refrigerat

第一章 绪论

第一节 设计太阳能蓄热制冷空调系统的意义

据报道,直到2016年,我国在建筑能源消耗这方面约耗费8.99亿吨标准煤燃料,建筑方面能耗就占全国总的能源消耗的20.6%之多;而在建筑的碳排放方面,其排放总量能达到19.6亿吨的CO2,大约占全国的所有的能源碳排放量的19%。数据之大,问题巨大。就在2016年的全国所有修建完成的建筑的总的碳排放量中,电力的碳排放就占到了46%,这是建筑物的最大碳排放的来源,就北方地区而言,因采暖所排放的碳就占比25%,而煤、天然气等化石燃料的碳排放也占到了28%之多。在建筑能源消耗中,传统空调系统对电能的消耗占比极高,达到了30%——40%。电能属于二次能源,从一次能源到二次能源这中间的转换消耗很大,尤其是火力发电,不仅对一次能源的消耗量大,且大量的煤炭燃烧也给我们赖以生存的环境带来很大的影响。在当前社会,电力工业已经变成我国最具污染的排放产业之一,我国每年会产生1500万吨左右的污染烟尘。然而太阳能指的是太阳经过核聚变所产生的热射能通过光的形式传输到地球,通常我们是将太阳能归于可再生资源之中的,其量之大,就其对我们人类而言就是取之不尽、用之不竭的。太阳能归属于清洁能源,它具有一些特点特点,如:普遍、无害、巨大、持久。

吐鲁番这块地域一直都有着特别的暖温带大陆性干旱荒漠气候。就因为其地处大山之间,环绕四周,高山耸立,提高温度很快、且散热还比较慢、这就导致吐鲁番地区的气温常年居高不下、白天与黑夜的温度差距竟然可以达到几十度之多、而且降水又特别的少、风力还特别的强,吐鲁番地区一直以来都有着“火州”和“风库”的别称。吐鲁番所在地域一年之中的平均气温能达到14℃左右,尤其是在夏季,其平均气温不低于30℃。在全年之中,气温在35℃以上的酷暑天气,平均也能达到99天左右;而在40℃以上的严酷的热浪天气,平均下来也有28天之多。吐鲁番地区的四季气候变化很是丰富,其特点有:春季停留时间很短,平均在61天左右,且开春特别的早,温度上升的又很快;但是夏季又非常的漫长,平均在152天左右,且天气特别的炎热,人感到很难受;秋季时间也特别的短,平均下来在57天左右,其特点是降温迅速;而冬季则相对来讲就比秋天稍长一点,其平均也能达到95天左右,风力很小且雪很稀少,几乎是看不到的,一天到晚天色晴好,但严寒所在的时期就很短。一年十二个月,其中属一月份最为寒冷,而七月份最为酷热。吐鲁番所在地域的光、热资源非常之丰富,且日照时间很是长,日平均气温相对其他地方来讲还是比较高的,白天和黑夜的温度之差很大,这个地域的全年的日照时数基本上都在3000个小时以上,其大量的太阳光的热辐射量就能达到139.5卡/cm2,就整个吐鲁番市的日照射热量就能高达9.8万亿卡。再加上北部天山一直起着天然屏障的作用,这就间接的导致吐鲁番的无霜期平均每年都能达到268.6天之多,而在最长一次的年份中,竟然达到了324天之多,吐鲁番这个地域可以说是我国长城以北的区域中,无霜期最长的区域。就这么一小块地方,它全年所在10℃以上的有效积温[  积温:一年内日平均气温≥10℃持续期间日平均气温的总和,即活动温度总和,简称积温。是研究温度与生物有机体发育速度之间关系的一种指标,从强度和作用时间两个方面表示温度对生物有机体生长发育的影响。一般以℃为单位,有时也以度·日表示。

有效积温:活动温度与生物学下限温度的差值称为有效温度。生育时期内有效温度的总和称为有效积温(简称A值)。其中不包含低于B值的温度,所以更能表征生物有机体生育所需要的热量。多应用于生物有机体发育速度的计算。] 就能达到5300℃这个令人看着就发麻的温度。

假设我们先将一部分太阳能集中存储起来,再将这些能量利用到空调系统中,从而降低空调对二次能源——电能的应用,进而减少其他一次能源在转换为电能方面的消耗。只要换热效率能进一步提高,那么它的经济价值不言而喻。

第二节 主要设计内容

本课题主要是以太阳能热利用技术和蓄能空调技术作为基础,利用这两大技术将太阳能与空调器结合起来,利用太阳能实现制冷和制热的效果。

基于此,主要内容有以下几个方面:

①集热器的设计;

②蓄热槽的设计;

③吸附式制冷系统的设计。

第二章 室内冷、热负荷计算

第一节 冷负荷计算

冷负荷计算采用简约计算法,即将建筑物的总冷负荷分为外围护结构和室内人员两部分,把各个房间看成单独的空间,按朝向计算维护结构冷负荷,再加上人员的人体散热(按每人116W计算),然后将计算结果乘以新风负荷系数1.5即可。

该宿舍楼的南、北外墙面积为14m2,东、西外墙面积为28m2,屋顶面积为32m2,墙厚δ=370mm,外部由砖墙构成,内部由泡沫混凝土、木丝板及白灰粉刷组成,类型为Ⅰ。根据附录查得外墙传热系数 ,屋顶由预制细石混凝土板25mm,表面喷白色泥浆,通风层≥200mm,卷材防水层,水泥砂浆找平层20mm,保温层,隔汽层,现浇钢筋混凝土板及内粉刷组成,厚度δ=70mm,保温层厚度 =150mm,类型为Ⅰ。室内设计温度均为25℃,一间房间有6人居住,共有三种不同的房间类型。根据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB 50736-2012)规定:如果空调区与邻室的温差大于或等于5℃,或通过隔墙和楼板等的传热量大于该房间热负荷的10%,应计算通过隔墙或楼板等的传热量。再结合宿舍楼的平面图,为简化计算,将所有宿舍间共分为三种类型,它们分别为南、北墙+屋顶冷负荷宿舍间、南、北、东墙+屋顶宿舍间及南、北、西墙+屋顶宿舍间。

 

其中   为建筑物空调系统总冷负荷(W);

       为建筑围护结构(包括外墙和屋顶)所引起的总冷负荷(W);

       为建筑物内总人数;

       为该建筑外墙或屋顶的传热面积;

       外墙和屋顶的传热系数 ,可根据外墙和屋顶的构造,由附录查询;

       为以北京地区的气象条件为依据算出的外墙和屋顶冷负荷计算温度的逐时值(℃),根据外墙和屋顶的不同类型分别在附录中查取;

       为地点修正值(℃);根据不同的设计地点在附录中查询;

       为夏季空气调节室内计算温度(℃)。 

目录

第一章 绪论·························································1

  第一节 设计太阳能蓄热制冷空调系统的意义···························1

  第二节 主要涉及内容··············································2

第二章 室内冷、热负荷计算··········································3

  第一节 冷负荷计算················································3

  第二节 热负荷计算················································5

第三章 光热转换····················································6

  第一节 太阳能转化为光能··········································6

  第二节 几种太阳能集热器的工作原理及特点··························7

  第三节 平板型集热器的热力计算····································12

第四章 蓄热槽设计··················································30

第一节 蓄热槽总体设计············································30

  第二节 蓄热系统的蓄热特性分析····································35

第五章 吸附式制冷系统设计··········································38

  第一节 吸附现象··················································38

  第二节 吸附式制冷系统············································40

  第三节 几种工质对的特点··········································42

  第四节 蓄热槽给吸附式制冷系统供热流程····························47

  第五节 基本循环热力计算与分析····································48

结束语·····························································52

参考文献···························································53

致谢·······························································54

参考文献

[1]黄翔.空调工程(第三版)[M]北京:机械工业出版社,2017.11

[2]邵理堂,李银轮.新能源转换原理与技术 太阳能[M]镇江:江苏大学出版社,2016.8

[2]翁史烈.能源转换与管理技术[M]上海:上海交通大学出版社,2018

[4]于军胜,王军,曾红娟.太阳能应用技术[M]成都:电子科技大学出版社,2012.2

[5]陈二雄,方徐君,胡韩莹.《一体式两床连续型吸附制冷系统开发》[J].太阳能学报,2017.4

[6]王如竹,王丽伟,吴静怡.吸附式制冷理论与应用[M]北京:科学出版社,2007

[7]方贵银.蓄能空调技术[M]北京:机械工业出版社,2018,8

[8]孙如军,韩荣涛,李兴宾.平板型太阳能集热器原理与应用[M]北京:冶金工业出版社,2017.10

[9]孙如军,卫江红.太阳能热利用技术[M]北京:冶金工业出版社,2017.7


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