4.4.1 太陽能空調(diào)系統(tǒng)蓄能水箱的設(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定：
    1 蓄能水箱可設(shè)置在地下室或頂層的設(shè)備間、技術(shù)夾層中的設(shè)備間或?yàn)槠鋯为?dú)設(shè)計(jì)的設(shè)備間內(nèi)，其位置應(yīng)滿足安全運(yùn)轉(zhuǎn)以及便于操作、檢修的要求；
    2 蓄能水箱容積較大且在室內(nèi)安裝時(shí)，應(yīng)在設(shè)計(jì)中考慮水箱整體進(jìn)入安裝地點(diǎn)的運(yùn)輸通道；
    3 設(shè)置蓄能水箱的位置應(yīng)具有相應(yīng)的排水、防水措施；
    4 蓄能水箱上方及周圍應(yīng)留有符合規(guī)范要求的安裝、檢修空間，不應(yīng)小于600mm；
    5 蓄能水箱應(yīng)靠近太陽能集熱系統(tǒng)以及制冷機(jī)組，減少管路熱損；
    6 蓄能水箱應(yīng)采取良好的保溫措施。
4.4.2 太陽能空調(diào)系統(tǒng)蓄能水箱的工作溫度應(yīng)根據(jù)制冷機(jī)組高效運(yùn)行所對應(yīng)的熱水溫度區(qū)間確定。
4.4.3 太陽能空調(diào)系統(tǒng)蓄能水箱的容積宜按每平方米集熱器(20～80)L確定。
4.4.4 空調(diào)末端系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)太陽能空調(diào)的冷凍水工作溫度進(jìn)行設(shè)計(jì)，并應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50019的有關(guān)規(guī)定。
4.4.5 輔助能源裝置的容量宜按最不利條件進(jìn)行設(shè)計(jì)。
4.4.6 輔助能源裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)符合現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范的規(guī)定。
4.4.7 太陽能空調(diào)系統(tǒng)的控制及監(jiān)測應(yīng)符合下列規(guī)定：
    1 熱力制冷系統(tǒng)宜采用集中監(jiān)控系統(tǒng)，不具備采用集中監(jiān)控系統(tǒng)的熱力制冷系統(tǒng)，宜采用就近設(shè)置自動(dòng)控制系統(tǒng)；
    2 輔助能源系統(tǒng)與太陽能空調(diào)系統(tǒng)之間應(yīng)能實(shí)現(xiàn)靈活切換，并應(yīng)通過合理的控制策略，避免輔助能源裝置的頻繁啟停；
    3 太陽能空調(diào)系統(tǒng)的主要監(jiān)測參數(shù)可按表4.4.7確定。

表4.4.7 太陽能空調(diào)系統(tǒng)的主要監(jiān)測參數(shù)

 

條文說明

4.4 蓄能系統(tǒng)、空調(diào)末端系統(tǒng)、輔助能源與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.4.1 在太陽能空調(diào)系統(tǒng)中，蓄能水箱是非常必要的，它同時(shí)連接太陽能集熱系統(tǒng)以及制冷機(jī)組的熱驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可以起到緩沖作用，使熱量輸出盡可能均勻。本條規(guī)定了蓄能水箱在建筑中安裝的位置、需要預(yù)留的空間、運(yùn)輸條件及對其他專業(yè)如結(jié)構(gòu)、給水排水的要求。其中，蓄能水箱必須做好保溫措施，否則會(huì)嚴(yán)重影響太陽能空調(diào)系統(tǒng)的性能。保溫材料選取、保溫層厚度計(jì)算和保溫做法等在現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50019中的“設(shè)備和管道的保冷和保溫”一節(jié)中已作詳細(xì)規(guī)定，應(yīng)遵照執(zhí)行。
4.4.2 太陽能空調(diào)系統(tǒng)的蓄能水箱工作溫度應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)。例如，對于最常見的單效溴化鋰吸收式太陽能空調(diào)系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)工況下所要求的熱源溫度為(88～90)℃，因此，蓄能水箱的工作溫度可設(shè)定為(88～90)℃。對于吸附式太陽能空調(diào)系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)工況下所要求的熱源溫度為(80～85)℃，因此，蓄能水箱的工作溫度可設(shè)定為(80～85)℃。
4.4.3 太陽能空調(diào)系統(tǒng)通常與太陽能熱水系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)，因此，蓄能水箱的容積同時(shí)要考慮熱水系統(tǒng)的要求，在對國內(nèi)外已有的太陽能空調(diào)項(xiàng)目進(jìn)行總結(jié)的基礎(chǔ)上，得到蓄能水箱容積的設(shè)計(jì)可按照每平方米集熱器(20～80)L進(jìn)行。如沒有熱水供應(yīng)的需求，蓄能水箱容積可適當(dāng)減小。同時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)考慮非制冷工況下太陽能熱水的利用問題。此外，受建筑使用功能的限制，當(dāng)太陽能空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間與空調(diào)使用時(shí)間不一致時(shí)，蓄能水箱應(yīng)滿足蓄熱要求。
    在確定蓄能水箱的容量時(shí)，按照目前國內(nèi)的應(yīng)用案例，可參考的方案包括：
    1 設(shè)置一個(gè)不做分層結(jié)構(gòu)的普通蓄能水箱。如上海生態(tài)建筑太陽能空調(diào)系統(tǒng)，由于建筑的熱水需求很小，因此，150m²集熱器對應(yīng)的蓄能水箱設(shè)計(jì)容量僅為2.5m³，其主要作用是穩(wěn)定系統(tǒng)的運(yùn)行。在非空調(diào)工況，太陽能熱水被用作冬季采暖以及過渡季節(jié)自然通風(fēng)的加強(qiáng)措施。再如北苑太陽能空調(diào)系統(tǒng)，制冷量360kW，集熱面積850m²，蓄能水箱40m³。
    2 設(shè)置一個(gè)分層蓄能水箱。如香港大學(xué)的太陽能空調(diào)示范系統(tǒng)，38m²太陽能集熱器，采用了2.75m³的分層蓄能水箱。
    3 設(shè)置大小兩個(gè)蓄能水箱(小水箱用于系統(tǒng)快速啟動(dòng)，大水箱用于系統(tǒng)正常工作后進(jìn)一步蓄存熱能)。如我國“九五”期間實(shí)施的乳山太陽能空調(diào)系統(tǒng)，540m²太陽能集熱器，采用了兩個(gè)蓄能水箱，小水箱4m³用于系統(tǒng)快速啟動(dòng)，大水箱8m³用于蓄存多余熱量。
    4 設(shè)置具有跨季蓄能作用的蓄能水池。如我國“十五”期間建設(shè)的天普太陽能空調(diào)系統(tǒng)，812m²太陽能集熱器，采用了1200m³的跨季蓄能水池。
    對于不做分層結(jié)構(gòu)的普通蓄能水箱，為了很好地利用水箱內(nèi)水的分層效應(yīng)，在加工工藝允許的前提下，蓄能水箱宜采用較大的高徑比。此外，在水箱管路布置方面，熱驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的供水管以及太陽能集熱系統(tǒng)的回水管宜布置在水箱上部；熱驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的回水管以及太陽能集熱系統(tǒng)的供水管宜布置在水箱下部。
    根據(jù)現(xiàn)有的太陽能空調(diào)工程案例可知，一般情況下不需要設(shè)置蓄冷水箱。部分工程對蓄冷水箱有所考慮，但中小型系統(tǒng)的蓄冷水箱容積一般不超過1m³。僅當(dāng)系統(tǒng)考慮跨季蓄能時(shí)，蓄熱或蓄冷水箱才設(shè)置得比較大，如北苑太陽能空調(diào)系統(tǒng)，除設(shè)置40m³的蓄熱水箱外，還設(shè)置了30m³的蓄冷水箱。
4.4.4 空調(diào)末端系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合制冷機(jī)組的冷凍水設(shè)定溫度。吸收式制冷機(jī)組一般可提供冷凍水的設(shè)計(jì)溫度為(7／12)℃，此時(shí)，空調(diào)末端宜采用風(fēng)機(jī)盤管或組合式空調(diào)機(jī)組。而吸附式制冷機(jī)組的冷凍水進(jìn)出口溫度通常為(15／10)℃，此時(shí)空調(diào)末端處于非標(biāo)準(zhǔn)工況，因此需要對末端產(chǎn)品的制冷量進(jìn)行溫度修正，相應(yīng)地，空調(diào)末端宜采用干式風(fēng)機(jī)盤管或毛細(xì)管輻射末端。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50019的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
4.4.5 本條規(guī)定了太陽能空調(diào)系統(tǒng)輔助能源裝置的容量配置原則。由于太陽能自身的波動(dòng)性，為了保證室內(nèi)制冷效果，輔助能源裝置宜按照太陽輻射照度為零時(shí)的最不利條件進(jìn)行配置，以確保建筑室內(nèi)舒適的熱環(huán)境。
4.4.6 從技術(shù)可行性以及目前的應(yīng)用現(xiàn)狀來看，太陽能空調(diào)系統(tǒng)的輔助能源裝置涉及燃?xì)忮仩t、燃油鍋爐以及常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)等。在結(jié)合建筑特點(diǎn)以及當(dāng)?shù)啬茉垂?yīng)現(xiàn)狀確定好輔助能源裝置后，各類輔助能源裝置的設(shè)計(jì)均應(yīng)符合現(xiàn)行的設(shè)計(jì)規(guī)范，例如：
    1 輔助燃?xì)忮仩t的設(shè)計(jì)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鍋爐房設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50041和《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50028的相關(guān)要求；
    2 輔助燃油鍋爐的設(shè)計(jì)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鍋爐房設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50041的相關(guān)要求；
    3 輔助常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50019的相關(guān)要求。
4.4.7 太陽能空調(diào)系統(tǒng)的控制主要包括太陽能集熱系統(tǒng)的自動(dòng)啟?？刂?、安全控制以及制冷機(jī)組的自動(dòng)啟?？刂坪桶踩刂?。系統(tǒng)的控制應(yīng)將制冷機(jī)組以及輔助能源裝置自身所配的控制設(shè)備與系統(tǒng)的總控有機(jī)聯(lián)合起來。除通過溫控實(shí)現(xiàn)主要設(shè)備的自動(dòng)啟停外，其他有關(guān)設(shè)備的安全保護(hù)控制應(yīng)按照產(chǎn)品供應(yīng)商的要求執(zhí)行。宜選用全自動(dòng)控制系統(tǒng)，條件有限時(shí)，可部分選用手動(dòng)。其中，太陽能集熱系統(tǒng)應(yīng)自動(dòng)控制，其中應(yīng)包括自動(dòng)啟停、防凍、防過熱等控制措施。
    太陽能空調(diào)系統(tǒng)的熱力制冷機(jī)組宜采用自動(dòng)控制，一般通過監(jiān)測蓄能水箱水溫來控制制冷機(jī)組以及輔助能源裝置的啟停。在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的過程中，還要綜合考慮建筑空調(diào)使用時(shí)間以及制冷機(jī)組、輔助能源裝置的安全性和可靠性。
    1 當(dāng)達(dá)到開機(jī)設(shè)定時(shí)間(結(jié)合建筑物實(shí)際使用功能確定)，同時(shí)蓄能水箱溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，開啟制冷機(jī)組。例如：在設(shè)計(jì)工況下，單效吸收式制冷機(jī)組的開機(jī)溫度可設(shè)定為88℃；而吸附式制冷機(jī)組的開機(jī)溫度可設(shè)定為85℃。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，開機(jī)設(shè)定溫度可適當(dāng)降低，例如：單效吸收式制冷機(jī)組的開機(jī)溫度可設(shè)定為80℃左右；而吸附式制冷機(jī)組的開機(jī)溫度可設(shè)定為75℃左右。這種情況下，雖然制冷機(jī)組COP有所降低，但是，空調(diào)冷負(fù)荷也相對較低。隨著太陽輻射照度不斷升高，蓄能水箱的水溫會(huì)逐漸升高，制冷機(jī)組COP相應(yīng)逐漸升高，這與空調(diào)冷負(fù)荷的變化趨勢相似。
    2 在太陽能空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行過程中，如果受環(huán)境影響，蓄能水箱水溫太低不足以有效驅(qū)動(dòng)制冷機(jī)組時(shí)，應(yīng)開啟輔助能源裝置。為了避免輔助能源裝置的頻繁啟停，輔助能源裝置的開機(jī)溫度設(shè)定值可適當(dāng)降低，例如：對于單效吸收式制冷機(jī)組，可將開機(jī)溫度設(shè)定為75℃左右；對于吸附式制冷機(jī)組，可將開機(jī)溫度設(shè)定為70℃左右。輔助能源裝置的停機(jī)溫度設(shè)定值可按照制冷機(jī)組設(shè)計(jì)工況確定。
    3 如果達(dá)到開機(jī)設(shè)定時(shí)間，蓄能水箱溫度尚未達(dá)到設(shè)定值時(shí)，應(yīng)及時(shí)開啟輔助能源裝置。
    4 當(dāng)達(dá)到停機(jī)設(shè)定時(shí)間(結(jié)合建筑物實(shí)際使用功能確定)，除太陽能集熱系統(tǒng)保持自動(dòng)運(yùn)行外，系統(tǒng)其他部件均應(yīng)停機(jī)。
    太陽能空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)測參數(shù)主要包括兩部分：室內(nèi)外環(huán)境參數(shù)和太陽能空調(diào)系統(tǒng)參數(shù)。其中，與常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)有所區(qū)別的主要是太陽輻射照度的監(jiān)測、太陽能集熱器進(jìn)出口溫度與流量、蓄熱水箱溫度和輔助能源消耗量的監(jiān)測。