老徐原创:设计300平米的零排放别墅你需要了解的数据

      能否让独立、双拼甚至是叠拼别墅在低排放或零排放的情况下实现室内一年四季的温度控制在18-25度之间的舒适温度?并且保证空气清新、温度适宜呢?

      答案是:有的!但方案从哪里找呢?

      别墅属于高端住宅,但利用通常的能源形式,将会比普通住宅消耗更多的能源来控制别墅内的温度、湿度及空气清新度满足人的居住需求。

      怎样才能实现低能耗或零能耗情况下的室内温度、湿度控制和空气清新度调节?这里的答案从哪里来呢?我们在进行设计分析时有哪些数据需的要注意并用得到呢?

     为了解决这个问题,我对别墅类型、所处区域、别墅可以利用的海陆空进行了分析,并查找了诸多的专业的工程公司,但这些公司只说明提供相关产品,但没有相关数据供我们参考,这其中就包括大名鼎鼎的皇明、力诺等山东的太阳能专业公司。我分别跟这两个公司的技术负责人通过电话,他们虽然有工程实施的经验和方案,但没有让我一个外行理解,也没有完全得到我想要的答案。

    下面就这个问题,我作个简单的分析研究。

    在这里我先公布几个非常重要的数据,供大家参考。

          1)达到舒适的要求,则无论供热还是供冷,1平米的能量消耗是70W左右。对于保温条件好的别墅,可以降低到30W左右。

          2)以水为储能介质(成本低、热容比高、无污染),请记住这个数据:1KWH能量,可以让1立方水温度上升0.86度(假如你学过物理,你可以用以下公式算出来:Q=C*M*T),也就是说1度电只能让水升温0.86度,这是说水的储热能力是非常强大的。

          3)目前的太阳能集热器的集热效率可以到50%,基本上在济南的纬度,一平米可以集热350-400W,注意不是发电哟!是发热!(*^__^*)。

          4)太阳能发电的效率目前比较靠谱的效率在15%左右,也就是一平米发电不到150W,这回是发电量了。这个效率比集热的效果要差2-3倍。假如有想发了电再发热的可以停停了。(^_^)你可以直接用集热板生热更高效。

好了,下面进行详细的分析。

    300平米左右的别墅是别墅里的中位数,特别是独立或双拼别墅,非常适合综合利用太阳能、电能或空气能对别墅供暖和供冷。

    冬季供热:采用屋顶太阳能集热,按照实际供热面积为200平计算,每天需要的热水量为200升,则每天总共的能量需求为:

         Q=  200*0.03(KW/平米.h)*24(h)+0.2*30/0.86=145KWH,

      假如产生这么多热量,则需要的太阳能集热板的面积是:

          145/(0.35*5)=83平米,其中0.35是每平米太阳能集热板产生的热量,5是每天的日照时间。

      那问题来了,当晚上没有太阳的时候,如何供热?以上计算是指的全天24小时的需求量,这就要求这些热量要能够通过热容比高的介质存储起来,我估计你可能也想到了,就是用水。假如存储这么多能量,需要多少升水,既保证供热效果,还保证占地较少?我们首先先考虑一下用太阳能集热板有可能产生的水温不会超过100度,用于储热的水的温升最好是在高温60-70度,这里暂定为66度,正常的水温为16度,则当中的温差有50度,那需要的水的体积是:

          145/0.86/50=3.37立方米。

      对于一些别墅只是周末去偶尔住一下的,要考虑可能阴天下雨,因此这个设计容量应该放大,让平时集的热存储在水里,并有可能将水温加热到90度。比如总水量是10立方米,可利用温差是50度(90降到40度),则总的热量输出可以有以下数值:

          10*50/0.86=581KWH,可以满足连续4天(581/145)的用热需求。

      对北方来说,冬天连续4天的阴雨天不太常见,再加上白天还可以补充热量,基本上可以保证持续供热需求。对于极端的天气,还可以采用电辅助加热。

      看到这里的时候你是不是已经在考虑你那别墅的隔热层或地下室是否有此空间安放这样的保暖储水装置了?这样的装置也是有专业公司生产的,不需要我们费心。

      对于夏季供冷来说,则也可以用吸附式制冷系统来解决。太阳能制冷,是利用太阳集热器为吸收式制冷机提供其发生器所需要的热媒水。热媒水的温度越高,则制冷机的性能系数(亦称COP)越高,这样空调系统的制冷效率也越高。槽式集热器工作温度可以达到100-380度,从而为吸收式制冷机提供了稳定、可靠、高效的热媒水,它为太阳能热利用技术开辟了一个新的应用领域。

     我以上提供的数据是您设计低功耗数据时的参考,这些数据也是我们做综合能源服务项目时非常有参考价值的数据。

      在我们山东的太阳谷--德州,就有类似的产品,相应的公司,大家可以网上搜查。

      在这里建议,这样的系统设计和施工要找专业公司、专业团队来干,否则工程质量无法保证,使用效果更是无法保证了。

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