中國(guó)北方以太陽(yáng)能為基礎(chǔ)平臺(tái)的采暖和生活熱水系統(tǒng)
作者：admin 發(fā)布日期：
2019-09-29
二維碼分享
1．以太陽(yáng)能為基礎(chǔ)平臺(tái)的采暖和生活熱水系統(tǒng)簡(jiǎn)介本系統(tǒng)以太陽(yáng)能平板集熱器獲得基礎(chǔ)熱能，選用燃?xì)獗趻鞝t(可采用多能互補(bǔ))輔助模塊按需補(bǔ)熱，滿足中國(guó)北方村鎮(zhèn)冬季地板采暖和全年生活熱水的全天候?qū)嵱眯蜔崴到y(tǒng)方案。1．1．1以太陽(yáng)能為基礎(chǔ)平臺(tái)：本系統(tǒng).大的特征是，采用太陽(yáng)能熱水前置式采暖循環(huán)方式，既“先用后儲(chǔ)”的串供式布局，是優(yōu)先將太陽(yáng)能集熱器的熱水直接推入地板采暖與基礎(chǔ)儲(chǔ)熱，然后再將余熱回水推回儲(chǔ)熱水箱。它有別于現(xiàn)行行業(yè)普片采用的后置式采暖方式。（將太陽(yáng)能與儲(chǔ)熱水箱形成循環(huán)回路，先加熱水箱，水箱熱了再另路進(jìn)地板循環(huán)采暖，既“先儲(chǔ)后用”的并供式布局）。而本方案前置式采暖設(shè)計(jì)，符合太陽(yáng)早起晚落的日照規(guī)律，系統(tǒng)“見(jiàn)光就熱”啟動(dòng)快，得熱量大，可以.大化的利用太陽(yáng)能這一天賜無(wú)償?shù)孛赓M(fèi)基礎(chǔ)能源。在北京冬季的晴天里，（2005年為國(guó)家海洋局極地辦南極中山站采暖預(yù)研項(xiàng)目，在北京做過(guò)實(shí)地試驗(yàn)），基本上可以達(dá)到每1平方太陽(yáng)能平板集熱器帶動(dòng)4-5平方地暖房間面積的即時(shí)采暖。既24平方太陽(yáng)能平板（12塊板），可直接帶動(dòng)100-120平方房間的地暖，達(dá)到在陽(yáng)光充足的晴天里的即時(shí)采暖要求。天氣再好時(shí)還可以適當(dāng)為夜晚儲(chǔ)備一定的備用熱能，而且這時(shí)采暖和全年生活熱水所使用的基礎(chǔ)熱能就是免費(fèi)的，系統(tǒng)的伺服運(yùn)行費(fèi)用也十分少。本系統(tǒng)采用“非承壓運(yùn)行而承壓給水”的方式運(yùn)行，簡(jiǎn)單可靠投入低，既廉價(jià)又舒適。塊：本系統(tǒng)另一特征是，可采用并聯(lián)式多能輔助模塊，能充分地結(jié)合項(xiàng)目當(dāng)?shù)鼐唧w可行的輔助能源條件，因地制宜的選擇一種適合用戶自己方便的輔助模塊靈活地并入太陽(yáng)能系統(tǒng)運(yùn)行。如天然氣（本方案選用燃?xì)獗趻靸捎脿t）、沼氣（太陽(yáng)能可增益產(chǎn)氣）、生物質(zhì)能（秸稈或甲醇）電能（.好是谷電或熱泵）等按需輔助補(bǔ)熱，又可以建立起全天候的晝夜采暖保障系統(tǒng)。這樣既充分保證系統(tǒng)采暖的連續(xù)性和舒適性，又基本上可將全年的綜合采暖使用費(fèi)，控制在單一傳統(tǒng)采暖系統(tǒng)的二分之一到三分之一。以太陽(yáng)能為基礎(chǔ)平臺(tái)（燃?xì)獗趻鞝t輔助）的采暖和生活熱水系統(tǒng)組成與運(yùn)行原理圖太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)主要由集熱、儲(chǔ)熱、輔熱、用熱、控制等5大分系統(tǒng)組成。在陽(yáng)光充足時(shí)，當(dāng)太陽(yáng)能集熱器內(nèi)溫度探頭 T1與保溫水箱里的T2溫差大于設(shè)定值（3至8℃）時(shí)，太陽(yáng)能控制器自動(dòng)啟動(dòng)循環(huán)水泵，將水箱中的水推入集熱器吸收太陽(yáng)熱能，再直接推入室內(nèi)地暖管采暖后，直接推回到水箱底部。采暖后的余熱逐步儲(chǔ)存在水箱里形成基礎(chǔ)水溫。而此時(shí)常閉電磁閥關(guān)閉水箱的上回路。2．2太陽(yáng)能儲(chǔ)熱運(yùn)行在陽(yáng)光充足，室內(nèi)又不需要采暖時(shí)。設(shè)置常閉電磁閥開(kāi)啟，打開(kāi)水箱的上回路。當(dāng)太陽(yáng)能集熱器內(nèi)溫度探頭 T1與保溫水箱里的T2溫差大于設(shè)定值（3至8℃）時(shí)，太陽(yáng)能控制器自動(dòng)啟動(dòng)循環(huán)水泵，將水箱中的水推入集熱器吸收太陽(yáng)熱能，再直接推回到水箱上部。太陽(yáng)能熱量完全儲(chǔ)存在水箱里，供生活水加熱和需要采暖時(shí)使用。2．3太陽(yáng)能直接采暖加壁掛爐補(bǔ)熱運(yùn)行在太陽(yáng)條件不充足，室內(nèi)又需要采暖時(shí)，當(dāng)太陽(yáng)能集熱器內(nèi)溫度探頭 T1與保溫水箱里的T2溫差大于設(shè)定值（3至8℃）時(shí)，太陽(yáng)能控制器自動(dòng)啟動(dòng)循環(huán)水泵，同時(shí)啟動(dòng)并行的壁掛爐按需輔助補(bǔ)熱，而此時(shí)常閉電磁閥關(guān)閉水箱的上回路。循環(huán)水泵將水箱中的水推入集熱器吸收太陽(yáng)熱能，再直接推入室內(nèi)地暖管采暖，部分回水直接推回到水箱底部，另一部分回水則被壁掛爐吸入補(bǔ)熱后，再中途回兌加入地暖管采暖的循環(huán)，根據(jù)室內(nèi)采暖溫度探頭 T3的信號(hào)，自動(dòng)控制壁掛爐的火力，并保障其采暖溫度的維持與穩(wěn)定。在太陽(yáng)條件不足，室內(nèi)需要采暖時(shí)，啟動(dòng)壁掛爐按需加熱室內(nèi)地暖盤管采暖，回水全部經(jīng)過(guò)壁掛爐重復(fù)加熱循環(huán)，根據(jù)室內(nèi)采暖溫度探頭 T3的信號(hào)，自動(dòng)控制壁掛爐的火力，并保障其采暖溫度的維持與穩(wěn)定。自來(lái)水經(jīng)過(guò)吸熱盤管吸取水箱中基礎(chǔ)熱量，溫度達(dá)到用水要求時(shí)壁掛爐就不啟動(dòng)，若溫度達(dá)不到用水要求時(shí)，壁掛爐就會(huì)啟動(dòng)并按需補(bǔ)足生活水的熱量（兩用壁掛爐具備生活水優(yōu)先加熱的功能）。2．6太陽(yáng)能平板集熱器防凍運(yùn)行本系統(tǒng)采用“高板低箱”的方式，系統(tǒng)的內(nèi)存水會(huì)自動(dòng)回流，排空防凍。系統(tǒng)太陽(yáng)能平板集熱器必須保證高于室內(nèi)水箱（若低于水箱需另改設(shè)計(jì)），其室外聯(lián)通管路必須有一定的順?biāo)露?。在冬季太?yáng)能平板集熱器停止工作后，集熱器及室外系統(tǒng)的內(nèi)存水會(huì)在重力的作用下，全部自動(dòng)回流到水箱，平時(shí)處于凈空的防凍狀態(tài)。2．7太陽(yáng)能平板系統(tǒng)防過(guò)熱運(yùn)行在本系統(tǒng)的非采暖季，盡量多的采用生活熱水跨晝夜、陰雨天或季節(jié)性蓄備，或通過(guò)生產(chǎn)（如農(nóng)產(chǎn)品、小制品烘干等）、游泳池等主動(dòng)用能方式，積極消化和平衡平板集熱器所生產(chǎn)的太陽(yáng)能過(guò)剩熱量來(lái)防止系統(tǒng)過(guò)熱，若仍有大量過(guò)剩熱量，可采用限停限溫（集熱器空曬），也可適當(dāng)覆蓋遮擋前部分集熱器，或適當(dāng)種植一些瓜豆等藤本植物，來(lái)進(jìn)行部分綠色環(huán)保型的有效遮擋限制（冬季采暖季植物會(huì)全部落葉）。3．1系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)3．1．1 項(xiàng)目地點(diǎn)：北京昌平小湯山附近農(nóng)村，北緯40.17°,東經(jīng)116.39°；（2005年在此地做過(guò)實(shí)地試驗(yàn)）3．1．3 集熱器類型：2㎡太陽(yáng)能平板集熱器；3．1．5 蓄熱水箱：1000L，常壓不銹鋼保溫水箱；3．1．6 輔助熱源：18kw，天然氣壁掛冷凝兩用爐；3．1．8安裝平面太陽(yáng)能輻射量：全年6257.81MJ/㎡，采暖季1801.45 MJ/㎡，采暖季日平均值14.41 MJ/（㎡·d）；（取值）3．1．11 設(shè)計(jì)熱水溫度：55℃：3．1．12設(shè)計(jì)冷水溫度：10℃：3．1．13設(shè)計(jì)采暖室外平均溫度：-1.6℃：3．1．14設(shè)計(jì)采暖室內(nèi)平均溫度：18℃：3．1．15建筑采暖負(fù)荷qH取36W/㎡；3．3 太陽(yáng)能采暖太陽(yáng)能集熱器設(shè)計(jì)3．3．1太陽(yáng)能采暖時(shí)集熱器面積計(jì)算公式：計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3.3．2根據(jù)太陽(yáng)能工程平板集熱器類型規(guī)格：2㎡太陽(yáng)能平板集熱器；2×12=24㎡，選擇集熱器12塊，總面積：24㎡；4．太陽(yáng)能系統(tǒng)節(jié)能減排效益分析4．1．1太陽(yáng)能系統(tǒng)增投資：28000元（不包括供暖末端和輔助鍋爐）；4．1．2太陽(yáng)能系統(tǒng)維修費(fèi)100元/年4．1．3太陽(yáng)能輻射量：采暖季1801.45 MJ/㎡，全年6257.81MJ/㎡；4．1．4熱負(fù)荷：采暖負(fù)荷，3600W，熱水負(fù)荷，327W；4．1．6電：北京正常電價(jià)（不含采暖補(bǔ)貼）取0.8元/（kW?h），4．1．7每千瓦時(shí)電的熱值為3600KJ 4．1．8太陽(yáng)能系統(tǒng)壽命取20年4．2 太陽(yáng)能系統(tǒng)節(jié)能量4．3．節(jié)能費(fèi)用預(yù)評(píng)估太陽(yáng)能系統(tǒng)20年采暖加生活熱水合計(jì)共節(jié)約：116606元4．4 系統(tǒng)投資的經(jīng)濟(jì)效益太陽(yáng)能系統(tǒng)增投資回收期約為4年4．6實(shí)地太陽(yáng)能采暖試驗(yàn)類似案例2005年在北京昌平小湯山附近農(nóng)村農(nóng)舍太陽(yáng)能采暖實(shí)地試驗(yàn)（南極中山站采暖項(xiàng)目預(yù)研）照片[1] 何梓年、朱敦智主編，太陽(yáng)能供熱采暖應(yīng)用技術(shù)手冊(cè)，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.5.[2] 李恒旺，中國(guó)實(shí)用新型， CN200720001918.3非承壓運(yùn)行而承壓給水的太陽(yáng)能系統(tǒng)裝置。[3] 李恒旺，中國(guó)發(fā)明..， CN200710004131.7非承壓運(yùn)行而承壓給水的太陽(yáng)能系統(tǒng)裝置。
當(dāng)前位置：
干熱巖地?zé)崂?/a>
