太陽能供熱技術(shù)

1、第一章太陽能供熱技術(shù)目錄TOC o 1-5 h z技術(shù)介紹2 HYPERLINK l bookmark4 太陽能供熱系統(tǒng)細(xì)成2太陽能集熱部令3 HYPERLINK l bookmark6 13輔助設(shè)備3 HYPERLINK l bookmark8 1.4太陽能供熱技術(shù)適用范博3應(yīng)用工稈項(xiàng)目介紹4 HYPERLINK l bookmark10 項(xiàng)目概述4可行性分析6枝術(shù)可行性6經(jīng)濟(jì)可行件.6 HYPERLINK l bookmark12 基本數(shù)據(jù)6太陽能得熱量計(jì)算公式*6 HYPERLINK l bookmark14 3.2.3節(jié)能量6 HYPERLINK l bookmark16 324投資與

2、回收期7社會(huì)環(huán)境效益7 HYPERLINK l bookmark18 41社會(huì)效益7 HYPERLINK l bookmark20 環(huán)境效益7參考標(biāo)準(zhǔn)8太陽能，是一種輻射能，不帶任何化學(xué)物質(zhì)，是最潔凈，最可靠的巨大能源寶庫。雖然輻射到地球表面的能量，只有它的22億分之一，但也相當(dāng)于全世界目前發(fā)電總量的八萬倍。太陽能作為可再生能源中最重要的基本能源，是指太陽能的直接轉(zhuǎn)化和利用。通過轉(zhuǎn)換裝置把太陽輻射能轉(zhuǎn)換成熱能利用的屬于太陽能熱利用技術(shù)，目前利用熱能的技術(shù)集成了太陽能光伏發(fā)電、太陽能供熱/熱水、太陽能制冷空調(diào)、太陽能通風(fēng)降溫、可控自然采光等新技術(shù)；我國的太陽能集熱技術(shù)已逐步走向成熟，本章主要介紹

3、太陽能供熱技術(shù)。技術(shù)介紹1.1太陽能供熱系統(tǒng)組成太陽能供熱技術(shù)是利用太陽能集熱器吸收太陽能，通過傳熱工質(zhì)輸送給室內(nèi)的供熱系統(tǒng)進(jìn)行供熱。太陽能供熱系統(tǒng)除冬季供熱外還全年提供生活洗浴熱水。太陽能供熱系統(tǒng)原理圖如圖1所示。圖1太陽能供熱系統(tǒng)原理圖太陽能供熱系統(tǒng)主要由以下幾部分構(gòu)成：1）太陽能集熱部分2）輔助能源3）儲(chǔ)熱水箱及換熱裝置4）生活熱水系統(tǒng)5）供熱系統(tǒng)6）控制部分1.2太陽能集熱部分太陽能集熱器吸收太陽輻射能并傳遞給集熱器中的工質(zhì)（水或防凍液），當(dāng)集熱器中的工質(zhì)溫度高于儲(chǔ)熱水箱低部溫度時(shí)，水泵開始運(yùn)行，通過儲(chǔ)熱水箱中換熱器，把集熱器吸收的熱量傳遞給儲(chǔ)熱水箱中的水；儲(chǔ)熱水箱提供生活熱水并通過換

4、熱器加熱供熱系統(tǒng)工質(zhì)。用于太陽能供熱系統(tǒng)的集熱器推薦使用：1）平板太陽能集熱器；2）金屬吸熱體真空管集熱管。對(duì)于太陽能集熱系統(tǒng)便于維護(hù)的場(chǎng)合可使用全玻璃真空集熱管。1.3輔助設(shè)備（1）輔助能源由于太陽能具有能量的不穩(wěn)定性，會(huì)受到天氣的直接影響，如夜晚及陰雨天沒有太陽能可以利用，所以太陽能供熱一般都需要其它形式的輔助能源。（2）供熱系統(tǒng)太陽能供熱系統(tǒng)的工作溫度越低熱效率越高，因此太陽能供熱適宜采用低溫?zé)崴匕遢椛洳膳ü┗厮疁囟茸畹涂梢允?0C）。推薦太陽能供熱系統(tǒng)工作溫度低于50Co（3）儲(chǔ)熱水箱1）儲(chǔ)存太陽能產(chǎn)生熱量，平衡太陽能輻照變化與熱負(fù)荷之間矛盾；2）實(shí)現(xiàn)太陽能系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)、生活熱水

5、系統(tǒng)和輔助能源系統(tǒng)之間能量交換。1.4太陽能供熱技術(shù)適用范圍（1）適用于節(jié)能建筑。對(duì)于非節(jié)能建筑太陽能采暖投資收益低于對(duì)建筑進(jìn)行節(jié)能改造所帶來收益；（2）適用于低層建筑物。太陽能能量密度較低，同時(shí)建筑物可布置太陽能集熱器面積有限，因此不能提供高層建筑供熱所需熱量，太陽能采暖比較適合6層以下建筑。如板樓、平房、農(nóng)村住宅、別墅等。適用于白天使用的公共建筑。如：學(xué)校、圖書館、辦公樓、工廠車間、商場(chǎng)、展覽館等。適用于使用電、油和液化氣等能價(jià)較高燃料采暖的場(chǎng)所。適用于環(huán)保要求高，又缺乏清潔能源的地區(qū)。適合于政府支持的項(xiàng)目。應(yīng)用工程項(xiàng)目介紹2.1項(xiàng)目概述北京平谷區(qū)大華山鎮(zhèn)掛甲峪村太陽能采暖項(xiàng)目是北京市發(fā)改

6、委支持的可再生能源利用示范項(xiàng)目。戶型均是二層別墅小樓，建筑按北京市65%節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，太陽能供熱系統(tǒng)由北京市太陽能研究所有限公司設(shè)計(jì)、建造。供熱系統(tǒng)原理示意圖如下圖2所示。I丨來水1-太朗淀果熱髀齡列舸對(duì)抄瀝(生物質(zhì)3-地限采暖儲(chǔ)熱水箱(幵式)S洗浴儲(chǔ)熱水箱(承片)主隹熱水地板采睡地質(zhì).采毆循環(huán)宋自動(dòng)拌r刪1Q禰門11-補(bǔ)水浮球閥12-洗浴水箱荊助電加熱圖2平谷掛甲峪村太陽能供熱系統(tǒng)示意圖平谷掛甲峪太陽能供熱系統(tǒng)采用28m2平板太陽能集熱器，采用溫差循環(huán)方式,回流式防凍、過熱保護(hù)設(shè)計(jì)方案。表1.新農(nóng)村住房介紹項(xiàng)目位單數(shù)據(jù)圖片地址北京市平谷區(qū)掛甲峪村No.l、7、8建筑物類型新農(nóng)村居民房No.2

7、、6建筑年代2004年住房層數(shù)2房屋維護(hù)結(jié)構(gòu)建筑節(jié)能65%設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)每戶建筑面積2m175總建筑面積2m26600（152戶）太陽能集熱器面積：2m28No.3儲(chǔ)熱水箱容積：升600生活熱水水箱：升175生活熱水輔助電加熱器：Wk1.5生物質(zhì)炊暖爐：Wk18.6系統(tǒng)特點(diǎn)：1）選用太陽能選擇性涂層的高效平板集熱器，冬季效率高、系統(tǒng)壽命長2）太陽能集熱器采用鋼化玻璃和整體板芯，屋面免維護(hù)3）生物質(zhì)鍋爐輔助加熱，使用當(dāng)?shù)氐男讲?，費(fèi)用低4）低溫?zé)崴匕骞┡?，熱穩(wěn)定性好、舒適性高、節(jié)能效果顯著5）水箱溫度分層技術(shù)，實(shí)現(xiàn)低溫地板供暖和洗浴用水的不同溫度需求6）搪瓷水箱，保證生活用水品質(zhì)7）閉式承壓水箱、頂水

8、法供水，省電8）采用進(jìn)口水泵，耗電低、噪音小、壽命長9）排空法解決夏天過熱和冬天防凍，系統(tǒng)可靠通過2005年12月和2006年1月測(cè)試表明，在地板供暖供水溫度為3540C,可保證室內(nèi)溫度18C以上；夜晚停止供暖系統(tǒng)運(yùn)行，環(huán)境溫度在-5-9C時(shí)，整個(gè)夜晚室溫下降23C；停用輔助鍋爐，晴天室溫可達(dá)到1214C,多云天氣室溫可達(dá)到1012C。整個(gè)冬季運(yùn)行表明，以平板集熱器組成的太陽能供熱系統(tǒng)可以保證冬季系統(tǒng)安全運(yùn)行，即使在意外停電情況下也可保證系統(tǒng)防凍?？尚行苑治黾夹g(shù)可行性該技術(shù)在歐洲已規(guī)?；瘧?yīng)用，近年在北京郊區(qū)新農(nóng)村建設(shè)中開始大規(guī)模推廣。經(jīng)濟(jì)可行性3.2.1基本數(shù)據(jù)表2.北京地區(qū)氣象參數(shù)表*項(xiàng)目1

9、月2月3月4月5月6月當(dāng)?shù)丶療崞鞑晒饷嫔系哪昶骄仗柲茌椪樟?，MJ/m2Jt15.3118.4318.4818.2118.4217.22月平均室外氣溫,CTa-4.6-2.24.513.119.824月日照小時(shí)數(shù)，hSy200.8201.5239.7259.9291.8268.8項(xiàng)目7月8月9月10月11月12月當(dāng)?shù)丶療崞鞑晒饷嫔系哪昶骄仗柲茌椪樟?，MJ/m2Jt15.2015.4717.4817.0115.1114.21月平均室外氣溫,CTa25.824.419.412.44.1-2.7月日照小時(shí)數(shù)，hSy217.9227.8239.9229.5191.2186.7根據(jù)上表統(tǒng)計(jì)計(jì)算，年

10、平均日太陽能輻照量為16.71MJ/m2。3.2.2太陽能得熱量計(jì)算公式*太陽能供熱系統(tǒng)日得熱量=AcxJTxcdx（1-L）式中：Ac直接系統(tǒng)集熱器總面積，m2；cJT按照年平均日太陽能輻照量為16.71MJ/m2；ncd熱管真空管集熱器平均集熱效率為0.56；全玻璃真空管集熱器平均集熱效率為0.50；平板集熱器平均集熱效率為0.45；nL貯水箱和管路的熱損失率為0.10；以上計(jì)算得出的是太陽能集熱器的得熱量，具體采暖實(shí)際有效得熱量還要根據(jù)系統(tǒng)形式乘以不同的換熱系數(shù)（nx約95%）修正計(jì)算才能得出供熱系統(tǒng)的有效得熱量。3.2.3節(jié)能量（1）每戶日節(jié)能AQ=AcXJTx“cdx（1-“L）Xn

11、x=28x16.71x0.45x0.9x0.95=180MJ；式中：nx換熱系數(shù)修正值，取0.95；（2）每戶年節(jié)能：每年按365天計(jì)算，Q=65706.14MJ；（3）每戶年節(jié)煤：1kg標(biāo)煤的低位熱值為29306kJ/kg；M=65706.14x1000/29306=2.24噸標(biāo)煤3.2.4投資與回收期投資回收期：PBk=Inv/s式中：PBk-回收期，年；Inv-太陽能系統(tǒng)投資，元/m2。s-太陽能節(jié)省費(fèi)用，元/m2.年；太陽能供熱系統(tǒng)投資：折合建筑面積約為230元/平米，掛甲峪每戶系統(tǒng)約4萬元*。標(biāo)煤費(fèi)用換算：2.24噸標(biāo)煤約2000元；新農(nóng)村安裝太陽能系統(tǒng)政府檢驗(yàn)合格后給與一定的補(bǔ)助；

12、經(jīng)政府補(bǔ)貼后，系統(tǒng)的回收期約為10年。社會(huì)環(huán)境效益4.1社會(huì)效益新村建設(shè)采用建筑節(jié)能技術(shù)，應(yīng)用太陽能供暖/熱水系統(tǒng)、薪柴等生物質(zhì)利用系統(tǒng)及低溫?zé)崴匕遢椛涔┡到y(tǒng)，利用太陽能和農(nóng)村果樹枝條等當(dāng)?shù)刭Y源實(shí)現(xiàn)100%可再生能源解決農(nóng)村家庭的“炊事、生活熱水和供暖”等用能。項(xiàng)目改變農(nóng)民的居住生活條件，減少用能支出，保護(hù)當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境，促進(jìn)郊區(qū)休閑旅游，提高農(nóng)民收入，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和農(nóng)村的可持續(xù)發(fā)展。4.2環(huán)境效益1噸碳可產(chǎn)生3.67噸的二氧化碳（44/12=3.67），1噸標(biāo)煤可產(chǎn)生3.48噸的二氧化碳（含碳量95%）；1戶每年可節(jié)約標(biāo)煤2.24噸。CO2減排量：2.24X3.48=7.8噸；掛甲峪村這期太陽能