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1工程概況

本工程為國家太陽能熱水器質量監(jiān)督檢驗中心（北京）順義檢測基地。工程總建筑面積為1850 平方米，建筑類型為辦公室及實驗室（如圖1 所示）。

2建筑概況

本工程建筑物圍護結構基本情況如下：

建筑面積：1850m2，分為上下兩層，共15 個房間；

平均窗墻面積比：0.14；

辦公樓墻體保溫層采用硬泡聚氨酯，平均厚度30mm；

墻體平均傳熱系數：0.32W/（m2·k）；

辦公樓屋面保溫層采用擠塑聚笨板，平均厚度60mm；

屋面平均傳熱系數：0.49W/（m2·k）。

90系列塑鋼型材窗戶（90 系列塑鋼型材+ 中空玻璃，Low-E 6+9+6），傳熱系數：2.2 W/（m2·k）。
如圖2 所示，利用Trnsys 軟件，對建筑物冷熱負荷做了模擬計算，根據軟件模擬結果，該建筑夏季冷負荷99.8W/m2，冬季熱負荷為50.3W/m2。

3系統(tǒng)設計

經對比分析，本工程采用了性能較為穩(wěn)定，經濟性較好的U形管集熱器（如圖3所示），制冷機組選用了低溫熱源中即可驅動的溴化鋰吸收式制冷機組，末端空調系統(tǒng)采用風機盤管形式。夏季，太陽能集熱系統(tǒng)向吸收式制冷機組提供熱量，由制冷機組轉化為冷量提供給整個建筑；冬季，太陽能集熱系統(tǒng)收集熱量并通過板換實現整個建筑的采暖。為了充分利用太陽能，本系統(tǒng)分別設計了儲熱水箱和蓄冷水箱。為驗證不同輔助能源的經濟性及可靠性，本工程設計了兩種輔助能源：生物質鍋爐和風冷冷水機組。不同形式集熱器特點如表1所示。

圖1 辦公樓實體圖

太陽能集熱系統(tǒng)主要設備選型：

集熱器面積：457m2；

集熱器類型：U 型管式；

集熱器規(guī)格：Φ58mm×1800mm×16 支；

圖3 U形管太陽能集熱器

 

 

集熱器與建筑結合方式：置于建筑物屋面（如圖3 所示）。

集熱器效率性能指標：經國家太陽能熱水器質量監(jiān)督檢驗中心（北京）檢測，選用的集熱器在歸一化溫差為0.07m2·K/W，過熱保護及防凍功能。

4.2空調系統(tǒng)控制

為了達到太陽能熱利用的最大化，本系統(tǒng)分為四種工況運行，即制冷工況、制冷加蓄冷工況、蓄冷水箱運行工況及蓄冷工況。

5系統(tǒng)經濟性

本工程實際造價為139.4 萬元，折算到單位空調面積為753元/m2。根據夏季實測數據，太陽能空調系統(tǒng)在空調工況下的運行費用為4.2元/m2，費效比為0.15 元/kW·h。

6結語

根據實際測算值，本工程集熱系統(tǒng)運行效率高達50%，溴化鋰機組COP 平均值高達0.75，太陽能制冷性能系數為0.38，實現了太陽能空調系統(tǒng)高效運行。本系統(tǒng)所采用的制冷機組在68℃熱源溫度下即可啟動，并選用容易大量獲取的生物質燃料作為太陽能的輔助能源，提高了太陽能空調系統(tǒng)的可再生能源應用比例。

該工程將繼續(xù)對本系統(tǒng)采暖工況進行檢測，獲取更加全面的數據，對太陽能供熱空調系統(tǒng)進行更加全面的評價，為更好地促進太陽能在建筑物的應用積累寶貴經驗。

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