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案例 | 中國北方以太陽能為基礎平臺的采暖和生活熱水系統

來源: 點擊次數:  更新時間:2019/9/24 10:15:18  

 1.以太陽能為基礎平臺的采暖和生活熱水系統簡介

本系統以太陽能平板集熱器獲得基礎熱能,選用燃氣壁掛爐(可采用多能互補)輔助模塊按需補熱,滿足中國北方村鎮冬季地板采暖和全年生活熱水的全天候實用型熱水系統方案。
1.1系統特征
1.1.1以太陽能為基礎平臺:本系統最大的特征是,采用太陽能熱水前置式采暖循環方式,既“先用后儲”的串供式布局,是優先將太陽能集熱器的熱水直接推入地板采暖與基礎儲熱,然后再將余熱回水推回儲熱水箱。它有別于現行行業普片采用的后置式采暖方式。(將太陽能與儲熱水箱形成循環回路,先加熱水箱,水箱熱了再另路進地板循環采暖,既“先儲后用”的并供式布局)。而本方案前置式采暖設計,符合太陽早起晚落的日照規律,系統“見光就熱”啟動快,得熱量大,可以最大化的利用太陽能這一天賜無償地免費基礎能源。在北京冬季的晴天里,(2005年為國家海洋局極地辦南極中山站采暖預研項目,在北京做過實地試驗),基本上可以達到每1平方太陽能平板集熱器帶動4-5平方地暖房間面積的即時采暖。既24平方太陽能平板(12塊板),可直接帶動100-120平方房間的地暖,達到在陽光充足的晴天里的即時采暖要求。天氣再好時還可以適當為夜晚儲備一定的備用熱能,而且這時采暖和全年生活熱水所使用的基礎熱能就是免費的,系統的伺服運行費用也十分少。本系統采用“非承壓運行而承壓給水”的方式運行,簡單可靠投入低,既廉價又舒適。
1.1.2可采用多能互補輔助模嗯
塊:本系統另一特征是,可采用并聯式多能輔助模塊,能充分地結合項目當地具體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能系統運行。如天然氣(本方案選用燃氣壁掛兩用爐)、沼氣(太陽能可增益產氣)、生物質能(秸稈或甲醇)電能(最好是谷電或熱泵)等按需輔助補熱,又可以建立起全天候的晝夜采暖保障系統。這樣既充分保證系統采暖的連續性和舒適性,又基本上可將全年的綜合采暖使用費,控制在單一傳統采暖系統的二分之一到三分之一。
1.2.1系統運行原理圖
以太陽能為基礎平臺(燃氣壁掛爐輔助)的采暖和生活熱水系統組成與運行原理圖
1.2.2系統主要組成
太陽能熱水系統主要由集熱、儲熱、輔熱、用熱、控制等5大分系統組成。
2.系統運行模式與原理:
2.1太陽能直接采暖運行
在陽光充足時,當太陽能集熱器內溫度探頭 T1與保溫水箱里的T2溫差大于設定值(3至8℃)時,太陽能控制器自動啟動循環水泵,將水箱中的水推入集熱器吸收太陽熱能,再直接推入室內地暖管采暖后,直接推回到水箱底部。采暖后的余熱逐步儲存在水箱里形成基礎水溫。而此時常閉電磁閥關閉水箱的上回路。
2.2太陽能儲熱運行
在陽光充足,室內又不需要采暖時。設置常閉電磁閥開啟,打開水箱的上回路。當太陽能集熱器內溫度探頭 T1與保溫水箱里的T2溫差大于設定值(3至8℃)時,太陽能控制器自動啟動循環水泵,將水箱中的水推入集熱器吸收太陽熱能,再直接推回到水箱上部。太陽能熱量完全儲存在水箱里,供生活水加熱和需要采暖時使用。
2.3太陽能直接采暖加壁掛爐補熱運行
在太陽條件不充足,室內又需要采暖時,當太陽能集熱器內溫度探頭 T1與保溫水箱里的T2溫差大于設定值(3至8℃)時,太陽能控制器自動啟動循環水泵,同時啟動并行的壁掛爐按需輔助補熱,而此時常閉電磁閥關閉水箱的上回路。循環水泵將水箱中的水推入集熱器吸收太陽熱能,再直接推入室內地暖管采暖,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熱后,再中途回兌加入地暖管采暖的循環,根據室內采暖溫度探頭 T3的信號,自動控制壁掛爐的火力,并保障其采暖溫度的維持與穩定。
2.4壁掛爐采暖運行
在太陽條件不足,室內需要采暖時,啟動壁掛爐按需加熱室內地暖盤管采暖,回水全部經過壁掛爐重復加熱循環,根據室內采暖溫度探頭 T3的信號,自動控制壁掛爐的火力,并保障其采暖溫度的維持與穩定。
2.5生活熱水的運行
自來水經過吸熱盤管吸取水箱中基礎熱量,溫度達到用水要求時壁掛爐就不啟動,若溫度達不到用水要求時,壁掛爐就會啟動并按需補足生活水的熱量(兩用壁掛爐具備生活水優先加熱的功能)。
2.6太陽能平板集熱器防凍運行
本系統采用“高板低箱”的方式,系統的內存水會自動回流,排空防凍。系統太陽能平板集熱器必須保證高于室內水箱(若低于水箱需另改設計),其室外聯通管路必須有一定的順水坡度。在冬季太陽能平板集熱器停止工作后,集熱器及室外系統的內存水會在重力的作用下,全部自動回流到水箱,平時處于凈空的防凍狀態。
2.7太陽能平板系統防過熱運行
在本系統的非采暖季,盡量多的采用生活熱水跨晝夜、陰雨天或季節性蓄備,或通過生產(如農產品、小制品烘干等)、游泳池等主動用能方式,積極消化和平衡平板集熱器所生產的太陽能過剩熱量來防止系統過熱,若仍有大量過剩熱量,可采用限停限溫(集熱器空曬),也可適當覆蓋遮擋前部分集熱器,或適當種植一些瓜豆等藤本植物,來進行部分綠色環保型的有效遮擋限制(冬季采暖季植物會全部落葉)。
3.系統設計
3.1系統設計參數
3.1.1  項目地點:北京昌平小湯山附近農村,北緯40.17°,東經116.39°;
(2005年在此地做過實地試驗)
3.1.2  采暖面積AO:100㎡;
3.1.3  集熱器類型:2㎡太陽能平板集熱器;
3.1.4  集熱器方位、角度:S正南,∠30°;
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;
3.1.7  采暖季天數:125 d;
3.1.8安裝平面太陽能輻射量:全年6257.81MJ/㎡,采暖季1801.45 MJ/㎡,采暖季日平均值14.41 MJ/(㎡·d);(取值)
3.1.9  戶均人數:3人
3.1.10平均日用熱水定額:50L/人
3.1.11 設計熱水溫度:55℃:
3.1.12設計冷水溫度:10℃:
3.1.13設計采暖室外平均溫度:-1.6℃:
3.1.14設計采暖室內平均溫度:18℃:
3.1.15建筑采暖負荷qH取36W/㎡;
3.1.16 集熱器面積:24㎡;
3.2供熱負荷
3.3  太陽能采暖太陽能集熱器設計
3.3.1太陽能采暖時集熱器面積計算公式:
計算結果見表3.3.2
3.3.2采暖集熱器面積計算表
根據太陽能工程平板集熱器類型規格:2㎡太陽能平板集熱器;2×12=24㎡,選擇集熱器12塊,總面積:24㎡;
4.太陽能系統節能減排效益分析
4.1基礎參數
4.1.1太陽能系統增投資:28000元(不包括供暖末端和輔助鍋爐);
4.1.2太陽能系統維修費100元/年
4.1.3太陽能輻射量:采暖季1801.45 MJ/㎡,全年6257.81MJ/㎡;
4.1.4熱負荷:采暖負荷,3600W,熱水負荷,327W;
4.1.5非采暖季熱水保證率取100%;
4.1.6電:北京正常電價(不含采暖補貼)取0.8元/(kW•h),
4.1.7每千瓦時電的熱值為3600KJ 
4.1.8太陽能系統壽命取20年
4.2 太陽能系統節能量
4.3.節能費用預評估
太陽能系統20年采暖加生活熱水合計共節約:116606元
4.4  系統投資的經濟效益
太陽能系統增投資回收期約為4年
4.5減排效益

案例 | 中國北方以太陽能為基礎平臺的采暖和生活熱水系統因其質量好,價格低受到了廣大用戶好評,還負責上門安裝調試,可以先下單生產后再發貨、安裝,被廣泛使用在:學校宿舍集中供熱水工程、學校游泳池、賓館熱水工程、農家樂太陽能熱水工程等場所。,我公司的案例 | 中國北方以太陽能為基礎平臺的采暖和生活熱水系統型號不一,規格齊全,天天看高清是鄭州最早從事太陽能熱水工程、空氣工程 的生產銷售安裝廠家之一,同時也是河南重要的熱水工程/空氣能工程和太陽能工程生產供應基地,能滿足您的各種需求,歡迎合作.安裝熱水工程電話:13653834335
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