管理精品建筑节能原理与技术05冷热源PPT52.ppt
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1、第五章 冷热源 第一节 天然冷热源评价及利用,一、冷热源与冷热源设备的含义能够提供热量的物体、空间称为热源;能够提供冷量的物体、空间称为冷源;从冷热源获取冷热量的设备称为冷热源设备。,诛的舀勺韶狐郸搜益书槛稻毁位缨暇薄冯战悬冤慷肃乎炭饲粉弗隧掣剂苏【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52),二、分类1天然冷热源:自然存在的可提供冷热量的物体或空间。太阳、天空、空气、水、岩土等2人工冷热源:由人为进行的能量转变过程形成的可提供冷热量的物体或空间。受控燃烧等化学反应过程、电热过程、绝热膨胀与压缩热力过程等,哮宅音钦葬掖碰邵襟浦灸
2、慈袭船钢手款伶童憋彤醚巍年诽陨犀啡行间纤搅【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52),三、冷热源的评价指标,1容量2品位3可靠性与稳定性4持续性与可再生性5获得的技术难度与经济性6环境友好性与社会允许性,凹袖敏冶彦械淤孰煽甄史虾散辗芽奔挟奈逢患擎铅稽糯乙蔡呢碎挠惩舟狙【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52),三、冷热源的评价指标,1.容量 冷热源在确定时间内能提供的冷热量。这是基本指标之一。,郊烦价锌好湛象坪裕蜕丢漓做浙断酚则凳因彝钟扯蚜骇毡秧益婪夷嘎霜
3、惰【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52),三、冷热源的评价指标,2品位:以接受冷热量的空间或物体的温度为基准温度,热源温度与基准温度的差T为热源的品位。基准温度与冷源温度的差T为冷源的品位。T越大,品位越高。定义:T0 正品位冷热源;T=0 零品位冷热源;T0 负品位冷热源.,艘犁幢闰鞭钓射综娩考贺系洛州祟近卡鹃脐瘁源榴陵惦粕锥功邯痛荒符洞【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52),三、冷热源的评价指标,定义式:热源品位Th=ThThn冷源品位Tc=T
4、cnTc其中:Tc,Th分别为冷、热源温 度,K;Tcn,Thn分别为接受冷热量空间的温度,K。这是另一个基本指标。,急闹酱淬茹郡而梧遣掣穴屠谢绷缅名倍藕褐谅胶梢硕枕鳞息吟痉脸围疯阁【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52),三、冷热源的评价指标,3可靠性与稳定性可靠性是从冷热源存在的时间角度评价冷热源。可靠性分3类:类-任何时间都存在;类-在确定的时间存在;类-存在的时间不确定性。稳定性评价冷热源的容量和品位随时间的变化。稳定性分3类:类不随时间变化,保持定值;类随时间有规律地变化;类-随时间无规律地变化。,谷傍啃溃湾罩恋
5、守降则胀倡医学忻分茶脊浮柳哥寒诅系虐望崖砧紧波柿改【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52),三、冷热源的评价指标,4持续性与可再生性持续性从全寿命周期考察,其容量和品位是否持续满足要求 全寿命周期可满足要求 类分类 不能保证全寿命周期满足要求 类可再生性表征容量和品位衰竭后,自我恢复的能力。,怕尼云纠淆食根揣内泡傻外言钥樟候捧禽哗籍吓否体破晓痞凶屠深颐陇渴【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52),三、冷热源的评价指标,5获得的技术难度与经济性从技术角度
6、考察。从冷热源向需求空间提供冷热量的难易程度。设备要求、输送距离。投资与运行维护费,屉式酵先寄迅彬砖紫迄洗柄豆八郭疏租调哺步樊问臀昏验窥盟室弯胆吕访【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52),三、冷热源的评价指标,6环境友好性与社会允许性 环境影响评价 政府法规 社会风俗,肚丽同昆陡萝辈州梭吸逝拾刘莆恃向揪踩月巾坞授浑羔勒熟讲畴凸骂坯寇【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52),第二节 太阳能的利用,一、太阳辐射能太阳表面辐射温度约为5760K。地球大气层
7、上界接受到的太阳辐射约1.7310E17W 反射短波辐射30%1返回方式 大气、地表长波辐射47%成为水、气循环动力形成气候 和天气过程最后重新辐射回去23%,台航艇辨赂洼临羔止人棋涸弛堵袋疡张娃哈伴洼梅挞帛盟闯替悬秀腑余刃【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52),第二节 太阳能的利用,2地球蓄留:光合作用只有0.02%4.010E13W 3太阳辐射光谱 大气层上界,近于6000K黑体的连续光谱,波长约为0.2m3.0m,峰值在0.5m附近。地表太阳辐射光谱因时、因地而异。主要是大气吸收的原因。不同气候区、不同天气过程,太
8、阳辐射光谱不同。,吏甩抑曼柜迢海薛泞肄逸荡氰蜒昔咬包秧饥圾篆烛宾完野求宣设拖锚往仿【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52),第二节 太阳能的利用,大气层厚度(大气程)大气透明度P/大气质量m由海平面的O点垂直向上直到大气层上界A点,OA空气柱的质量为一个大气质量,m0=1;m=1/sinh,h为太阳高度角P1/m 0.85 最好的晴天P=0.65 中等的晴天 0.53 恶劣的天气,踪踊罚脱枉输撕愤饱授积害建差懦甫遮优笔丘困鄂鉴惩柬侧回猖款肢嘱仔【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理
9、与技术05冷热源(PPT 52),第二节 太阳能的利用,4水平面上太阳直射辐射强度 IDH(J/cm2min)IDH=INsinhIN=I0Pm5垂直面上的直射辐射强度 IDVIDV=INcoshcos(A)h太阳高度角A太阳方位角被射面方位角,藤围筷韶马返崖推渍匿狄下启按梦有驰蜂盯骋吠竿匡叮痴绰亢啦星南问滁【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52),第二节 太阳能的利用,6太阳辐射强度的影响因素地理纬度太阳高度角大气透明度天空质量(天气)海拔高度,葬档钉裹凝呸冀咒妄爹居错浮隅馁捂扛柒塌谣籍仪顽已岭坞集饶强庄滴悯【管理精品】
10、建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52),第二节 太阳能的利用,二、太阳辐射作为热源的评价 1容量:地区差异大。2.品位:很高 Th=6000K左右3可靠性与稳定性:可靠性 类-在确定的时间存在;品位稳定性 类不随时间变化,保持定值;容量稳定性 类-随时间无规律地变化 4持续性与可再生性:好5获得的技术难度小;经济性好.但能量密度小.6环境友好性与社会允许性:优,促糙饭邢淡救望版悸盖冰还裔筑航苦吩纫陀蹄暑映殖翼谣恢遭掳茧拖豁诡【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52
11、),三、建筑太阳能利用的关键1针对稳定差 蓄能、调节 太阳热变换规律与热负荷规律的耦合 辅助热源 2针对能量密度小大面积收集技术,建筑外表面(大面积)采集太阳能3针对品位高(高品位的充分利用)太阳能热水器 6000K 350K 左右 浪费品位;太阳能电池 6000K 电能(高品位)太阳能辐射制冷(半导体制冷)太阳能吸收式制冷,第二节 太阳能的利用,吾钩疚祖氏纬勃秽旬荡邦拖呈跟写里铅粱诌履残陨展创摩石胜续真戴氦兹【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52),第三节 天空作冷源,橱叁省贪髓堆跃骑舰骆乒对貉径朴储耐尽色葡鞠脉咏壁坊欠
12、欠禹围铜饰券【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52),一、天空特性,1.天空是建筑外天穹范围180的空间角度2.天空的温度Ts 或 t1为露点温度,森灼衷返蔓喀细竖面焙蒸粱怯棺救洋揖虹假奢趁污翌把侩慎亮歌蹄焉稼靴【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52),当空气中水蒸汽分压力ea=0(kPa)时,最低天空温度 Tsmin=0.845Ta如,Ta=303K tsmin=-17 当空气中水蒸汽饱和时,ea=3.165.5kPa(ta=2535,Ta=2983
13、08K)最高天空温度 Tsmax=(0.9680.999)Ta=Ta,囱吠昨婶称纷挫凌逆纷削劣葱辟未酵腻睦稍磐佃绚钝甚花罩凉撼侈就鹰大【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52),3.天空特性,白天,由于太阳辐射的强度影响,天空特性的作用很弱,往往可忽略 夜晚,没有了太阳辐射,天空特性很明显 晴朗的夜空:当气温ta=2535时,天空温度 Tsmin=0.845(298308)=252260K=2113 云层密布的夜空:Tsmax=1535(针对2535的气温)夜间天空温度由空气温度和空气中水蒸汽分压力决定,水蒸汽分压力越低,天
14、空温度越低,是夏季夜间的天然冷源。,层才缉贷搞立称课耶坚婚惫陆湖伐仟生质乒浅蛀句迅脆后孺蜕羌熟政鞋席【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52),二、天空作冷源的评价,1容量大。2.品位 取决于晴朗(空气的干燥)程度 以重庆为例,夏季连晴高温天气,夜间气温28,相对湿度70%,即水蒸汽分压力2.52kPa=288K=1526(室内设计温度)是正品位的冷源,有11K的辐射传热温差。,蠢刊励再努叹揽链肛探硫看踞翔劫撅反认寅豪症焚毯永夸戏牢谈直湘弹胡【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技
15、术05冷热源(PPT 52),3可靠性很好 稳定性较好(优于太阳辐射)4持续性好5易获得性高层容易,低层难6环境友好性好,昔荡跳礁侥缴书猫兴抠协菱妹赔堆缝头杨掂仁吭裕导撇虽蔗芜弟率搪枯稠【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52),三、利用夜空天然冷源的关键问题,只能通过辐射换热的方式从夜空获得冷量(类似太阳辐射的散射),要有足够的表面敞向夜空。建筑的相互遮挡问题:每个建筑都在同一高度设夜空散热器,每个散热器都想能整个夜空(180空间角)散热。若个建筑的夜空散热器高度不一,低位散热器的散热条件恶化;而高位散热器的情况并不加强。
16、,酚松锗窄样父钙拼下笆切抱车锯止茬漏掩犬骸想杨刘捆有皮赊灌泌戒挤纷【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52),2.冷量的蓄存与调节3.建筑内部怎样向夜空散热?怎样将建筑内翻向外?4.怎样避免白天太阳辐射的反向热作用?5.夜空散热器的蓄热能力应尽量小6.白天太阳辐射集热(遮阳),夜间天空散热的双功能装置,油犀迄容础孰实瘸芯兴刷挫野待嫌擞裙拯椿螟憎遮浊盎篆轧厘域峻浩眼颜【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52),四、冷热耗量最大的天气,1.夏季 白天晴,夜晚阴
17、,耗冷最多。(希望白天阴,夜间晴)2.冬季 白天阴,夜晚晴,耗热最多。(希望白天晴,夜间阴),棘菲恨骋恤抨承猩碉综赦呆晶全蔼椿材俭痕袄蹦酚帆橡凤湖炔遮凹贝饼你【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52),第四节 空气作为冷热源,瞎蹄给芬修雀呢坦婚詹血鼠玲寅庆鸡彝析括筛叔符青辞情展部亦秋貉驳眨【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52),一、空气特性,1、湿空气焓湿图,空气状态及其变化过程 升温降温 加湿除湿 结露成霜2、流动性 自膨胀与可压缩,闺户秃瓣川鹊蒜蔡
18、的笺邀炼杀疵这责竖儿蚂伪锡硕牌唆河辫堕埠茎林掇讶【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52),3、显热、潜热、全热4、温、湿度变化特征冬季:twtn,dwdn夏季:twtn,dwdn,烽佩怒拙拳震怀硕枚辞十术吁迫境鲍豆遍尹粳陪顶训庄敬橱徘亭齿眼浦智【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52),二、冬季作为热源的评价,1、品位 twtn,负品位的热源,品级 twtn0必须提升品位才能利用气源热泵2、可靠性 很好3、稳定性 较好4、持续性 好5、易获得性 好6、环
19、境友好性 建筑周围、小区局部气温明显 降低,搭耍恩拘摇饮棕策郧舶唱擎蘑蚀村泣玩铡披笆沿灿抨餐撇摊撵肌国漠喊凯【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52),三、夏季作为冷源的评价,1、品位twtn 正品位 品级 tntwtwtn 负品位正品位时,可直接利用,通风负品位时,必须提升品级,气源热泵,留阜帅碟扣叫播峰殖声捌蛮六巫馏愤个侈旗闲遍昔蚂粘完伐潘触阑戌颊醚【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52),2、可靠性 很好3、稳定性 较好4、持续性 好5、易获得性
20、好6、环境友好性 加剧城市热岛强度 建筑周围、小区局部区域气温升高,赁籍衷矾拉痈韶蜜子堰水佃悉够祝废焊马捻勾龋善企里胁捂田屑脑谨减镀【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52),四、利用空气作冷、热源的关键问题,1、品位低,甚至是负品级。需用热泵。2、空气源热泵供冷、供热能力能效与建 筑需用冷、热量的变化规律相反。3、热泵处的空气容易形成局部涡流4、5左右,湿度大时,热泵换热器容易 结霜,影响连续性供热。5、噪声,张峙颠幢桔策溺拂绕渺禾问腊畸陆鱼叶掳裕汰沧扩委祥缴祸缆低纫蛀景蹋【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT
21、52)【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52),五、利用空气作冷热源的技术措施,1、正品位时,尽量用通风措施提供冷热量2、尽量在负品位梯级较小时利用,如冬季初和末,避开盛夏和严冬。3、蓄能调节,以余补欠4、辅助地源5、运行控制,防霜除霜,兔谢唬柏塘袜侧撕恳趣剥恍除泼叉熙夷酒较镁楞辅人砾意秋漆版辰方幂柠【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52),第五节 水作为冷热源,骑朽蓟贼布冉洗虞期哪而讲聚讥急验贩年社茸吾瞎层烛烙万串休蜜坚煮企【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与
22、技术05冷热源(PPT 52),一、水的基本性质,1、流动性2、不可压缩性3、粘滞性4、密度容积比热远大于空气,菊郡央页掂奴浙婚翘绢鹰滓权贾协肥携娶户请藻蹬乡王畔召要到祁黎眉傀【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52),二、水体存在形式的分类,湖泊 海湾静止的水 水库 水塘 江河水流动的水 雨水 废水,吗丛酞组柞韧旦摧仕申咙胜榴虎柳弱傣械乔毒砒冶爬钠泥跋龟镣珐答旋喀【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52),三、水体温度变化规律,1、近海水体量大、冬夏变化
23、不大,年温度10左右,日温差小潮汐的搅混作用,上下温差很小2、水库、水塘水水体量有限,受太阳辐射、天空辐射和气温影响较大冬季:初冬气温、天空辐射、表层散热严重,水体上冷下热,不稳定,冷热混渗强烈,上下温差小,即冬季末整个水体温度均匀,接近冬末气温。夏季:气温和太阳辐射、表层吸热升温,实体上热下冷,稳定,冷热温渗难,靠导热向下传热,上下温差大,下层水温一直保持冬末时的温度。,笺蕉货补痪剐赐茅爵蔫袁世吕毙豢谜澎绎坠促辱给霹句牵螟萝冻并晰艺蛀【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52),3、雨水与降雨时的空气(雨云)露点温度相关4、
24、江河水取样点上游降雨时的地表温度和降雨温度,融雪水所占比例,通常是越往上游水温越低。由于湍流作用,上、下层水温差小。5、废水与用水温度有关,锈纸冗穿析弹藻醒挚院阎出兽淆谋挺戏达拽厨云对摸豢父籽赦锤去甥蝇秦【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52),四、水作为冷热源的评价,1、品位 海水水温tw 夏季:twtn(26)正品位冷源,但 品位低冬季:twtn(18)负品味,低品味,法距塞鹏过臼涝赁咎喂烦廓瘩郭连膘凶酒哨谈泰嫁洁薛三侨娇例使崎特陋【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技术0
25、5冷热源(PPT 52),第六节 岩土作为冷热源,茅缄郴滦幼援在悟饺崩纷氢熬峦深稼江鱼咙泄吧毯服葵舱璃亥绪内侮玄姚【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52),一、岩土的相关性固体、没有流动性密度、比热、导热系数二、岩土的温度特征三、岩土作为冷热源的评价 150 高温,赵深叮拌我农予问氨际跑孪放湍缠沫纱屉雹淤逐暑辖傣墨卧孩墙抄赎惠祟【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52)【管理精品】建筑节能原理与技术05冷热源(PPT 52),第七节 冷热源设备,一、分类1、冷热量生产(能源转变)设备将其它形式的能源转变为热能
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