更全的杂志信息网

公共建筑太阳能热水比例计算方法研究

更新时间:2009-03-28

绿色建筑评价中,可再生能源利用是个重要组成部分。太阳能提供生活热水的可再生能源利用比例(简称“太阳能热水比例”)是重要的评分依据,但当下对于公共建筑太阳能热水比例的定义及计算方法,存在诸多不同的理解及计算方式。本文着重对公共建筑太阳能热水比例的定义和计算方法进行了梳理,明确了公共建筑太阳能热水比例计算过程中可能存在的疑问和解决方法,希冀为设计人员和绿色建筑评价人员提供指导。

1 公共建筑太阳能热水比例定义

目前,GB/T 50378—2014《绿色建筑评价标准》中第 5.2.16 条可再生能源利用中,关于太阳能热水比例,按照《绿色建筑评价技术细则(2015)》,住宅为“太阳能热水器等提供生活热水的住户比例”,公共建筑定义为“太阳能对生活热水的设计小时供热量与生活热水的设计小时加热耗热量的比例”。关于公共建筑太阳能热水比例的计算,常有以下几种错误计算方式。

(1)将“太阳能保证率”作为“太阳能热水比例”。GB 50015—2003(2009年版)《建筑给水排水设计规范》中将“太阳能保证率”定义为系统中由太阳能部分提供的热量除以系统的总负荷。由此可以看出,“太阳能热水比例”和“太阳能保证率”的差别在于分母,即太阳能保证率的分母是太阳能热水系统总耗热量,是衡量太阳能热水系统经济收益、节能效益的综合性指标;而太阳能热水比例的分母则是整个项目或建筑生活热水的总耗热量,考察的是整个项目或建筑太阳能利用量的指标。

举例说明,若某项目或建筑内设太阳能集中热水系统和局部(热源不采用太阳能)热水系统,定义太阳能集中热水系统中由太阳能提供的热量为 Q1,辅助热源提供的热量为Q2,局部热水系统提供的热量为 Q3,则整个建筑总生活热水耗热量为 Q1+Q2+Q3,太阳能保证率 f=Q1/(Q1+Q2),太阳能热水比例 N=Q1/(Q1+Q2+Q3)。

(2)将“太阳能热水系统提供热水比例”当作“太阳能热水比例”。以上述举例,太阳能热水系统提供热水比例 Nxt=(Q1+Q2)/(Q1+Q2+Q3)。以该公式计算出的比例通常较高,在绿建评价中易于拿分,但该计算方法中的分子包含了辅助热源提供的热量,在设计中容易出现“表面文章”现象,即太阳能保证率很低,热水系统中大多数能量其实由辅助热源提供,而非太阳能提供,采用太阳能热水系统提供热水比例计算方式容易掩盖这一事实。太阳能热水比例N=Q1/(Q1+Q2+Q3)的分子为仅太阳能提供的能量,符合GB/T 50378—2014 编制的初衷,也方便与其他可再生能源进行能量等价替换。

改革开放以来,中国扶贫开发取得了伟大的成就,在减少贫困人口、增进人民福祉、缩小农村地区间发展差距、增强贫困人口发展能力和信心等方面取得了巨大的进步,有力地支持了国家全面建成小康社会目标的实现。

总体而言,太阳能热水比例计算的分子为太阳能供热量(不含辅助热源),分母为建筑生活热水加热耗热量。但《绿色建筑评价技术细则(2015)》以设计小时供热与耗热量进行计算,存在两方面弊端:一方面,太阳能设计小时供热量难以计算,但太阳能年供热量计算较为方便;另一方面,以设计小时供热与耗热量计算,只能考察最不利工况(最大小时)时候的太阳能利用情况,但绿色建筑评价考察的是一年太阳能的平均利用情况。所以,太阳能热水比例计算应以年太阳能供热和耗热量进行计算。

因此,公共建筑太阳能热水比例的定义应为,太阳能全年供热量占建筑生活热水全年耗热量的比例。

2 公共建筑太阳能热水比例计算

2.1 计算思路

根据公共建筑太阳能热水比例的定义:太阳能全年供热量占建筑生活热水全年耗热量的比例,可知,计算思路如下。

ηL ——贮水箱和管路的热损失率,取 15%~30%;

(1)利用建筑生活平均日用水定额、用水单位数、年用水天数等数据,计算得到建筑全年生活热水总量,进一步换算成建筑全年生活热水加热耗热量 Q

该方法宏观上采用5M因素对信号系统的风险辨识进行分类,有利于认清风险根源;微观上,从全生命周期角度对信号系统分阶段风险进行辨识并评定风险损失,有利于制定信号系统风险控制措施。总体上,该方法风险辨识质量高,风险控制精准度高,且该方法的实施有利于加强城市轨道交通事前安全管理效果,也为安全相关系统的风险预评价理论研究提供参考。

(2)利用太阳能集热器面积与当地年太阳辐照数据,可得太阳能集热器总集热量,考虑集热效率、系统水箱管路等耗损率,计算得出太阳能全年供热量 Q

JT——集热器采光面上日均太阳能辐照总量,MJ/m2·d;

2.2 建筑生活热水加热耗热量计算

 

式中:q——平均日用水定额,按 GB 50555—2010《民用建筑节水设计标准》取值;

m——用水单位数;

d——年用水天数;

式中:Qw —平均日用水量(L/d),103.4 L/d;

ρ——热水密度,kg/L;

随着人们生活节奏的加快,传统的饮食的方式和饮食方法难以满足现代人的生活要求,通过淮山选料、清洗、热烫、去皮、切片、护色、粉碎、干燥、包装[43]等工序,把鲜淮山加成速溶淮山粉。由于速溶淮山粉饮用方便、符合现代人快节奏生活需求,因此,速溶淮山粉具有广阔的市场前景。李强等[44]研究报道,在生产速溶淮山粉时,与热风干燥法相比,喷雾干燥法能节省生产时间、而且喷雾干燥法生产的速溶淮山粉粉末均匀、颜色洁白,复水性好,用温水或热水冲泡可迅速溶解。金金[45]等采用预煮熟化工艺,使淮山块茎中的淀粉达到完全糊化状态,然后将其加工成速溶淮山粉,可改善其冲泡品质。

tr——热水温度,℃;

tl——冷水温度,℃,采用全年平均自来水温。以上海为例,按照 DG/T J08-2004A—2014《太阳能热水系统应用技术规程》,tl 取 15 ℃。

2.3 太阳能供热量计算

 

ηL—管路及贮水箱的热损失率,取 15%;

(3)太阳能热水比例 N=Q/Q

ηcd——集热器年平均集热效率,按集热器产品实测数据确定,经验值为 45%~50%;

784 Clinical efficacy of cataract phacoemulsification performed in seven African countries during“Mission Harmony-2017”task

[14]人们[B门]生活当中,在家里过得时间比较少{CC1不多}[BQ],两代人应利用{CC2用}这个时间。

CGF 作为一种简便、安全、价廉的自体材料,其良好的修复与再生能力已经在各个口腔领域中得到广泛的运用,然而,在血管生成、免疫作用、皮肤覆盖以及在体内自我吸收时间方面的研究仍然较少,在缺损区内部生长的机制尚未明确。此外,CGF与其他材料的联合应用是否能优于生物材料的单独使用效果,还需要更深入的研究。但我们相信,作为一种目前较理想的生物材料,CGF会发挥出令人惊叹的效果。

在计算 Azj 的过程中常见的问题有以下几点。

(1)不论是平板还是真空玻璃管形式的集热器,太阳能集热面积就是集热器总面积,无须考虑真空玻璃管之间缝隙所占的面积。此举一方面可以方便计算,另一方面玻璃真空管的实际集热效率 ηcd 比计算集热效率要高,玻璃真空管之间缝隙所占面积损失已考虑在集热器年平均集热效率当中了。

MUSIC算法是现代谱估计中的一种功率谱估计方法,基本原理是对信号Tx进行特征分解,获取两个相互正交的子空间,分别对应信号子空间Ts和噪声子空间Tn,再利用其正交性构造出空间谱函数.过程可表示为

(2)间接式太阳能系统的集热面积 Ajj,应按照 GB 50015—2003 公式(5.4.2A-2)进行计算,然而该公式计算复杂。根据工程经验:若 Ajj=Azj×K(换热系数),由该公式计算所得的 K 一般在 1.05~1.1 之间,对于工程计算来说,精度已足够。

(3)集热器的安装倾角和朝向应符合当地相关规定,否则应对集热器面积进行补偿。以上海市为例,根据上海市地理纬度,太阳能光热集热板的安装倾角宜在 30°±10°以内;方位角宜朝正南放置。当集热器的方位角偏离正南或倾角不等于当地纬度时,集热器面积应按式(3)计算:

 

式中:Ab——补偿后的集热器面积;

小组合作式学习方式能强化学生的团队合作意识,能有效提升学生的学习成效.每个学生都是一个个体,其思维方式都是不一样的,学生可使用小组合作式学习的方式,将自己的观点表达出来,也听取其他同学的观点,让学生之间实现共同发展.小组合作式学习方式彰显了合作共赢的观念,学生在教师提出问题之后,在小组内部进行探讨交流,集思广益并且取长补短,提升学生解决问题的能力,也能使学生感知到责任感和集体荣誉感.

R——补偿因子(详见 DG/T J08—2004A—2014——附录A)。

3 案例分析

3.1 太阳能热水系统情况

(1)项目概况。上海市杨浦区某高校学生宿舍建设项目,建筑面积 59 727.7 m2,层数共 25 层,建筑高度 78.5 m,分为两栋宿舍塔楼和裙房,群房内主要功能为活动室和咖啡厅。

(2)热源及供应范围。每栋宿舍塔楼单独设置 1 套集中热水供应系统,供给学生宿舍淋浴和盥洗用热水,采用太阳能加热,空气源热泵辅热。裙房公用卫生间洗手盆和咖啡厅设置局部热水供应系统,采用小型电热水器就近供热。

n——热水系统年运行天数,以年用水天数计。

(3)供水方式。集中热水供应系统采用直接加热开式系统,保证供水压力稳定。每栋学生宿舍塔楼顶层分别设置热水机房,机房内设置太阳能集热水箱、供热水箱及热水变频恒压供水泵组。热水分区与冷水系统保持一致,保证冷热水压力平衡。热水系统采用上行下给、立管机械循环方式。局部热水管道采用平衡阀,保证热水循环效果。

(4)热水量计算。热水节水用水量计算见表 1,其中热水年用水天数,除去寒暑假,取 250 d。

 

表1 生活热水节水用水量

  

项目 平均日节水用水定额 用水数量 年用水天数 平均日用水量/m3·d-1 年用水量/m3·a-1定额 单位 数量 单位学生宿舍 50 L/(人·d) 2 068 人 250 103.4 25 850咖啡厅及活动室 4 L/(人次·d) 2 000 人次 250 8 2 000合计 250 111.4 27 850

3.2 太阳能集热器面积计算

直接式系统集热器总面积如式(4)所示:

基于工作过程的项目化课程教学遵循以工作过程为导向的原则,以实际工作为基础,以项目为载体,以技能训练为主线,整理融合教学内容,学生通过完成项目任务实现学习目标。

 

C——水的比热,C=4.187 kJ/kg·℃;

Cw —水的定压比热容,Cw=4.187 kJ/(k g ·℃)

tend —贮热水箱内水的设计温度,取 60 ℃;

ti —水的初始温度,取 15 ℃;

JT— 集热器采光面上的年均日太阳辐照量,取 12 761 kJ/m2·d;

f — 太阳能保证率,取 50%;

对参加“2018年江苏省定向锦标赛暨江苏定向邀请赛”中的带队教练和教师进行本课题相关的专题访谈,为研究的内容分析和逻辑论证提供理论支持。

ρ—设计热水温度所对应的密度,为 0.983 kg/L;

ηcd— 太阳能集热器年平均集热效率,取 50%;

ηL— 管路及贮水箱的热损失率,取 15%。

计算太阳能集热器总面积 Ac=1 606 m2。本项目屋面可利用面积有限,仅供设置 800 m2 太阳能集热器。

当转轴为城墙齿时,应在转子处于差涨零位,或换算至零位的情况下,测量接触式密封环至城墙齿凸台边缘前后侧的轴向距离,该距离必须大于正负差涨的极限值,否则差涨较大时密封环会落入城墙齿的凹槽中造成损坏。

3.3 太阳能热水比例计算

(1)太阳能全年供热量。按式(5)计算:

 

式中:Ac—直接式系统集热器面积,为 800 m2

JT—集热器采光面上的年均日太阳辐照量,取 12 761 kJ/m2·d;

ηcd—太阳能集热器年平均集热效率,取 50%;

式中:Azj——直接式太阳能系统的集热面积,m2

n —年用水天数,250 d。

计算出 Qg=1.08×106 MJ/a。

(2)生活热水全年耗热量。按公式(6)计算:

 

式中:q—项目年热水用水量,为 27 850 m3

Cw—水的定压比热容,4.187 kJ/(k g·℃);

tend—热水的设计温度,取 60 ℃;

ti—水的初始温度,取 15 ℃;

ρ—设计热水温度所对应的密度,为 0.983 kg/L;

计算出 Qh=5.16×106 MJ/a。

阳光从仓库大门的铁锁上反射出一道耀眼的光芒,甲洛洛用背挡住这刺眼的光芒,眯缝起眼,看着昨天丁主任交给他的失物清单:

(3)太阳能热水比例=太阳能全年供热量/生活热水全年耗热量=20.9%。

4 结 语

关于公共建筑太阳能热水比例的计算方法,缺乏统一性和可操作性。对公共建筑太阳能热水比例的定义进行辨析,明确计算过程中可能存在的疑问和解决方法。运用该定义及计算方法,进行项目案例分析计算。对设计人员及绿色建筑评价人员具有较强的参考和指导意义。

主站单元将接收到的上位机的指令转发至 RS-485 总线并将采集到的数据打包发送到上位机进行显示和处理,使用以太网网口[7]协议芯片W5300实现主站单元与上位机之间的通信。上位机通过以太网网口下发的命令遵循如表1的通信协议。

 
李冬梅
《绿色建筑》 2018年第06期
《绿色建筑》2018年第06期文献

服务严谨可靠 7×14小时在线支持 支持宝特邀商家 不满意退款

本站非杂志社官网,上千家国家级期刊、省级期刊、北大核心、南大核心、专业的职称论文发表网站。
职称论文发表、杂志论文发表、期刊征稿、期刊投稿,论文发表指导正规机构。是您首选最可靠,最快速的期刊论文发表网站。
免责声明:本网站部分资源、信息来源于网络,完全免费共享,仅供学习和研究使用,版权和著作权归原作者所有
如有不愿意被转载的情况,请通知我们删除已转载的信息 粤ICP备2023046998号