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3大案例,3种方案看太阳能采暖!(范围横贯东西)
太阳能产业资讯网 2018-07-12 16:36:57 分享至:
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[摘要]本期典范栏目将结合部分案例及专家观点,深入探讨太阳能光热企业的突围之策。

随着国家对节能减排、治理大气污染的不断关注,清洁能源取暖成为北方乃至全国的趋势。“煤改清洁能源”在各地上演,成为当今能源领域里最热闹,点击率最高的一出大戏。太阳能采暖是清洁采暖的重要组成部分,随着北京地区对太阳能采暖的日渐重视,太阳能采暖预计将辐射至整个北方地区。然而当前太阳能采暖在我国还面临着不少问题。本期典范栏目将结合部分案例及专家观点,深入探讨太阳能光热企业的突围之策。

太阳能采暖典型案例篇再续

案例一

太阳雨:山西长治市金色家园小区

项目概况:占地面积21384平方米,建筑面积为57000平方米,小区共 层。长治县地理坐标为东经111°58′03″~112°44′04″,北纬 35°49′ ~ 37°08′,平均海拔高度为 1000 米,年日照时数 2310 ~ 2660 小时,平均曝幅量4200 ~ 5400MJ/m2。计划采用全玻璃真空管横排式联箱集热器,需要集热面积 4237m2,项目采用太阳雨240管 / 组的集热器90组(分 3 行,每行 30 列), 200管 / 组的集热器19组(分1行,每行19列),共25400支真空热管,共计 4254m2。换热装置采用换热井的方式,换热井600口,井深为 100m,每口井的换热面积为20.25平方米,总共换热面积为12150平方米。集热器安装在建筑面上,实现与建筑相结合。

系统设计

由于太阳能的分布与季节不匹配的特点使得太阳能利用受到限制,太阳能与地源热泵相结合,弥补了太阳能不稳定和间歇性的特点,并减小太阳能集热器与地埋换热面积,二者联合运行能满足一定供暖要求。该项目通过地源热泵利用地球浅层土壤所储藏的太阳能资源作为热泵热源和空调冷源。系统可分为太阳能集热蓄热循环和土壤储热取热循环两大系统,系统由地源热泵、太阳能集热器、储热水箱、连接管道、控制系统等部分构成。

在冬天,管道内的液体将地下的热量抽出,然后通过系统导入建筑物内,由于冬季土壤温度较低,系统运行初期地埋管换热器周围土壤温度得不到有效恢复,热泵效率也降低,因此采用太阳能季节性土壤蓄热,把除冬季外收集的太阳能热量通过地埋管换热器蓄存在土壤之中,冬季利用热泵将热量从土壤中取出的补热方式进行供暖,同时蓄存冷量,供夏季使用。在夏天,热量从建筑物内抽出,通过系统排入地下,同时蓄存热量,以备冬季使用。系统将太阳能转换为热水,将热水储存在水箱内,然后通过热水输送到发热末端(风机盘管散热器采暖、制冷)提供建筑采暖、制冷和生活热水。

案例二

工程概况

本项目为主动式太阳能采暖系统—液体工质集热器短期蓄热采暖系统,主要项目地点位于西藏双湖县,主要为普鲁岗日宾馆提供冬季采暖和洗浴热水。
根据气象资料,当地的海拔约为 4,950m,年平均日太阳辐射量为 21MJ/m2·d 左右,晴天占 95% 以上,冬季室外平均气温约为- 25℃左右。

该宾馆是一栋两层楼的建筑物,总建筑面积约为2000m2,需要采暖的建筑面积为 1350m2,其中客房 600m2,厨房及餐厅 230m2,会议室 115m2,浴室、洗衣房 65m2,门厅及库房等约 340m2。

此宾馆的围护结构较好、保暖性能良好;宾馆屋面为平顶,主体朝向为正南方向,采光条件良好,适宜于安装太阳能集热器,宾馆屋顶可利用的面积约为 750m2 左右(另有东、西两边标高不同的面积约 100m2);原建筑有单独的水箱间,面积约为 60m2,可以放置太阳能储热水箱及其他设备。

系统设计原则

本系统考虑到采暖的季节性,因而确定的设计原则是:

在采暖期,太阳能供热采暖系统主要用于为宾馆房间的采暖,也可兼用于淋浴;在非采暖期,太阳能供热采暖系统用于为宾馆提供淋浴用热水及供应大量的生产和生活用热水,让太阳能系统在非采暖期也能作出其应有的贡献,做到全年综合利用,从而使整个系统产生更大的经济效益。

系统运行结果及实景图

本系统在采暖期主要用于为建筑房间提供采暖(可兼用于淋浴), 供水温度为65 ℃ ~ 80 ℃, 回水温度 为50℃~ 65℃,供回水温差为 15℃左右。在非采暖期用于为宾馆提供淋浴用热水,生活用热水箱采用最高温度限制,限制温度为 85℃,以保证整个系统的正常运行和使用寿命。几年来,系统一直运行良好。

西藏普鲁岗日宾馆建成的太阳能供热采暖系统,涉及到系统设计和系统运行的各个方面,取得了丰富的实践经验,为今后进一步设计各类太阳能供热采暖系统,并为在我国严寒和寒冷地区推动绿色建筑的建立,提供了较为坚实的技术基础。

案例三

项目概况

山东滕州市位于山东省南部,地处温暖带半湿润地区,阳光充沛,年均日照 2383 小时,历年平均气温 13.6℃,最热月为 7 月,平均气温 26.9℃;非常适合太阳能热泵供热采暖工程的建设条件。座落在滕州经济开发区山东光普是专业从事太阳能光热利用产品的研制开发、生产制造和市场推广的高科技民营企业。公司综合考虑滕州当地的气候条件、环保要求、燃料结构、能源效益和经济承受能力等因素,在公司办公楼的楼顶建设了太阳能热泵供热采暖工程,该采暖以“节能、高效、稳定、可靠”为技术特点。将太阳能与空气源热泵结合起来进行供热采暖,进一步提高了能源利用率,降低了热泵热水系统地域的限制条件,最大程度地改善了系统整体运行。系统控制器是采用台达的可编程控制器作为核心控制器, PLC 通过温度、压力、流量、液位等参数来控制系统的运行、检测系统的故障、驱动系统各部件的运行等功能,系统借助于计算机软件,可以实现远程监控功能。该工程实例中以低碳节能高效多能互补的供热系统为公司职工提供安全舒适的生活热水,并为公司办公楼提供采暖用热。

太阳能与空气源热泵工作原理及设计特点

太阳能热泵是将空气源热泵与太阳能集热系统相结合的一种装置,在有太阳辐射时,系统转化为太阳能热泵原理制热;在阴雨天或夜晚没有太阳辐射时,系统转化为空气源热泵原理制热。系统装置既能保证供热的稳定,又具有相对空气源热泵和太阳能集热系统较高的制热效率,通过对办公楼顶的太阳能与热泵供热采暖工程的测试和应用,节能效果显著。

该太阳能与热泵供热采暖工程工作原理:利用卡诺循环的原理,将太阳能集热器制成太阳能和空气源集热蒸发器,集热蒸发器中的制冷剂工质直接吸收太阳能辐射能(有太阳辐射时的工况)和空气热能(夜晚或阴雨天的工况)低温蒸发,经压缩机压缩排出高温高压的制冷剂蒸汽进入高温冷凝器冷凝放热,冷凝液在高低压差的作用下通过热力膨胀阀降压降温进入蒸发器中吸热蒸发,从而形成一个热泵工作循环。系统实现了花少量的电能,将大量的热能从低温热源向高温热源的输送,输送的热量除以所花电能称为热泵的能效比(COP)。

本采暖供热工程的系统特点

1.现场监控技术:该工程以太阳能集热器吸收太阳能作为主要供热源,以空气源热泵作为辅助热源,大大降低了普通热泵热水系统的地域光照等限制,并采用 PLC 作为控制器,通过计算机与系统控制器以及其他设备的通讯,使其具有现场实时模拟、故障监测与诊断以及远程通讯、远程控制及故障处理的功能。

2.智能控制技术:系统采用智能微电脑自动控制技术,可自动快速达到设定水温、自动补水,保证输出水压恒定。供水温度在 45℃~ 60℃范围内可调。

3.民用商用皆可:系统出水速度快,开机 10S 后即有高温热水。出水量大,特别适合用于学校、酒店、医院等民用洗浴中心,也可为纺织、化工、轻工等行业提供商用大热水量热水。

4.不受气候影响、阴晴两可:晴天利用太阳能进行加热,雨天及日照强度差时利用双热泵加热系统,系统平均热效率最高可达 COP=4.5。

5.设备安装灵活:集热系统与热泵机组可在屋顶安装,也可地面放置。

6.高效经济、绿色环保:机组 20 小时产水量为 12 吨,投资报价约 12 万元,热水系统投资平均为 1 万元 / 吨,回收期 18 个月。绿色、环境友好型热水系统。

太阳能热泵供热采暖系统相关设计

太阳能热泵是指把太阳能集热技术和热泵技术有机结合起来,利用太阳能作为蒸发器的主要热源,其他低品质能源作为辅助能源,经过热泵技术提升品质之后与太阳能热源协同作用的供热系统,太阳能热泵可同时提高太阳能集热器效
率和热泵系统性能。

该公司 500m2 办公楼顶的太阳能与热泵供热采暖工程中太阳能与空气能热泵相结合互为辅助,保证了全年全气候供热,在实际运行过程中节能效果显著,环保和减排效果也很好,为全厂职工提供了生活热水并为办公楼提供了供暖热源。太阳能和空气源热泵集成供热系统方案是近年来中央热水系统热源设备发展的新动向,且太阳能与热泵的集成有两种考虑模式:一是以太阳能加热为主,以空气源热泵加热为辅,但是前提是建筑允许放置太阳能集热板,有足够的面积;二是以空气能热泵加热为主,太阳能加热为辅,该公司办公楼正好符合安装条件。该采暖工程的运行模式是为了使空气源热泵在低温环境下还能高效、稳定、可靠运行,用太阳能作为其辅助热源或直接加热水箱内的水或提供预热。

原标题:【案例】太阳能采暖典型案例(含西藏等)

来源:中国太阳能产业资讯杂志



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