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单户住宅各种空调方案的能耗分析...

时间:2011-08-31 16:05来源: 作者: 点击:等待统计信息……
摘要:摘要: 选择烟台地区一典型单户住宅,对其进行了动态负荷计算。提出了八种空调方案,计算并分析比较了各方案的能耗,为单户住宅的空调方案选择提供了参考。 关键词: 单户住宅 空调方案 能耗 随着经济的发展,单户……
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摘要: 选择烟台地区一典型单户住宅,对其进行了动态负荷计算。提出了八种空调方案,计算并分析比较了各方案的能耗,为单户住宅的空调方案选择提供了参考。
关键词: 单户住宅 空调方案 能耗 洁净网

随着经济的发展,单户住宅(包括别墅式住宅)得到迅速的发展。
特别在沿海发达地区的小城镇,这类建筑更是随处可见。随着人民生活水平的提高,对居住条件的要求也愈来愈高。在我国纬度30°~40°地区的气候,要求稍高的住宅不仅夏季有空调供冷,冬季也需有采暖。如何采用合理的全年空调方案以降低能耗,也成为人们关注的一个问题。本文对几种可行的单户住宅空调方案进行了全年的能耗分析比较。 洁净网

1 典型住宅和冷热负荷
选择烟台地区典型单户住宅作为研究对象,建筑平面图见图1,建筑共两层,建筑面积330m2。房间包括客厅、卧室、餐厅、厨房、书房、卫生间,其中楼梯间、走廊、卫生间和厨房不考虑空气调节。图1 建筑平面图
利用清华大学环境控制系统模拟分析工具包(DeSTⅡ),计算出该建筑逐时负荷,最大热负荷为15.92kW,最大冷负荷为13.23kW。
2 空调方案确定与能耗计算方法
根据单户住宅空调负荷部分负荷率高的特点,在考虑了对太阳能及地下水资源的利用后,提出近期几种可行的空调方案,分析其全年能耗。
2.1 方案1-太阳能地板采暖+房间空调器系统
夏季用房间空调器供冷,冬季用太阳能供暖(地板采暖系统)。当有太阳辐射热时,集热器工作,向建筑供热,多余热量蓄存于蓄热水箱中,不足热量由辅助热源补充。当没有太阳辐射时,用蓄热水箱供暖,不足热量由辅助热源补充。

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经计算,该建筑需真空管式太阳能集热器面积共85m2,蓄热水箱取每m2集热器面积50升[1], 则容积为4.2m3。辅助热源为161GO小型壁挂式燃气炉,供热量是18.6kW,热效率85%。夏季时采用房间空调器进行供冷,每个房间装设一台海尔空调机,型号选择从KFR-25G到KFR-58G,性能系数COP平均为2.6。
冬季太阳能集热器的集热量与集热器进口水温有关,而用户对供水温度也有要求,故蓄热水箱考虑分层蓄水、取水。该系统耗能设备有燃气炉、水泵和房间空调器。燃气炉耗能量根据补充不足热量计算,水泵能耗为消耗功率与运行时间的乘积,房间空调器的每运行时刻的能耗为该时刻消耗功率与运行时间的乘积,累加即得供冷季总能耗。
2.2 方案2-燃气锅炉+房间空调器系统
夏季用房间空调器供冷,冬季采用燃气锅炉供应85℃热水,末端采用散热器采暖。选用与方案1相同的小型壁挂式燃气炉;夏季仍然采用海尔空调机。
耗能设备为燃气锅炉、水泵和房间空调器。在整个采暖季热负荷已知的条件下,根据燃气锅炉的热效率,即可得到能耗;水泵和房间空调器能耗计算方法同上。
2.3 方案3-电热水锅炉+蓄热器+房间空调器
夏季采用房间空调器供冷,冬季采用电热水锅炉+蓄热器系统供暖。该系统可利用夜间低谷电,本文采用三种运行模式:同时蓄热与供热、释热、锅炉单独供热。锅炉只在“谷时段”和“平时段”运行,即在这两时段进行蓄热、供热运行。选择CWDR0.03-95/70型电热水锅炉,电功率30kW,热效率98%;蓄热器容积为6.3m3。夏季仍然采用海尔空调机。
该系统耗能设备有电热水锅炉、水泵和房间空调器。电热水锅炉能耗根据采暖负荷即可确定,为计算能耗费用采用了分时段计算能耗。水泵和房间空调器的能耗计算方法同前。
2.4 方案4-热泵型变制冷剂流量系统(VRV系统)

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夏季按风冷式空调器运行,冬季按空气-空气热泵运行。根据夏季制冷工况进行设备选择,室内机根据各房间最大冷负荷选择,型号为FXYC20KVE和FXYC25KVE;室外机根据室内机的容量系数确定为大金的RSXY5K,名义制冷量为14kW,制热量为16kW。全负荷时COP冬季为3.04(室外7℃),夏季为2.3(室外35℃)。
能耗设备为室外机和室内机。机组具有良好的部分负荷性能,由样本可回归得到冬、夏不同部分负荷率和不同室外温度下的COP值,室外机耗电量由每时刻冷热负荷除该时刻和该负荷率下的COP并累积得到;并考虑了除霜损失。室内机能耗按运行时间进行累积。

(责任编辑:admin)

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