基于大規(guī)模太陽能跨季節(jié)蓄熱技術(shù)的供暖系統(tǒng)

11.系統(tǒng)概述

2.項(xiàng)目背景3.創(chuàng)新點(diǎn)4.具體方案及成果5.項(xiàng)目投入預(yù)算6.項(xiàng)目計(jì)劃及人員分配7.系統(tǒng)成本與市場競爭力分析8.經(jīng)濟(jì)效益和社會效益分析主要內(nèi)容

『太陽能具有周期波動性和不穩(wěn)定性』太陽能資源具有時(shí)間上非連續(xù)性和“夏盈冬虧”特性集熱是太陽能轉(zhuǎn)化的核心，儲熱是太陽能利用的核心。太陽能的特點(diǎn)：周期性波動不穩(wěn)定性『儲熱是彌補(bǔ)太陽能供給與需求之間季節(jié)性不平衡的關(guān)鍵』太陽輻照總熱負(fù)荷41.系統(tǒng)概述：意義：與季節(jié)性蓄熱或地源熱泵系統(tǒng)結(jié)合更有利于能源全年綜合利用提升太陽能保證率系統(tǒng)維護(hù)成本及運(yùn)行成本降低，提高系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性由于沒有集熱器悶曬空曬等問題使集熱器的使用壽命得到延長節(jié)能減排，走可持續(xù)發(fā)展的能源道路『系統(tǒng)形式』集熱器區(qū)域供熱管網(wǎng)換熱末端水源熱泵機(jī)組跨季節(jié)蓄熱水池62.項(xiàng)目背景：國外研究狀況：20世紀(jì)60年代，季節(jié)性蓄熱的概念被美國第一次提出，70年代進(jìn)行了大量的理論和實(shí)驗(yàn)研究，80年代起北歐各國緊接著進(jìn)行了一系列研究。系統(tǒng)早期主要用于大型的季節(jié)性蓄熱太陽能集中供熱裝置或區(qū)域供熱裝置中。國內(nèi)研究狀況：最早在1984年開始該方面的研究，馬文麒和李申生對非對流型太陽池和池下土壤的跨季度蓄熱問題進(jìn)行了理論分析和數(shù)值計(jì)算。從2000年開始，哈爾濱工業(yè)大學(xué)的教授及研究生對嚴(yán)寒地區(qū)太陽能跨季節(jié)土壤蓄熱供熱供冷系統(tǒng)進(jìn)行了一系列研究。此外，天津大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué)等也進(jìn)行了一系列的研究。2013年，太陽能季節(jié)性蓄熱采暖及熱水綜合示范項(xiàng)目在河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)落成，該項(xiàng)目是中國目前規(guī)模最大的太陽能跨季節(jié)蓄熱采暖項(xiàng)目。項(xiàng)目總投資約4000萬，采用69000支真空管，總集熱面積1.16萬平方米，蓄熱水箱的總蓄熱容量達(dá)2萬噸。

優(yōu)點(diǎn)：熱容量高系統(tǒng)簡單缺點(diǎn)：水箱需要承壓，造價(jià)高優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)不承壓缺點(diǎn)：占地面積大成本高于地下儲熱優(yōu)點(diǎn)：造價(jià)低模塊化設(shè)計(jì)，益于調(diào)節(jié)缺點(diǎn)：熱容量小優(yōu)點(diǎn)：熱容量高系統(tǒng)簡單缺點(diǎn)：地質(zhì)條件要求高儲熱溫度低，通常需要熱泵礫石-水含水層水箱（水池）蓄熱地埋管技術(shù)路線水箱混凝土水池蓄熱水池地下儲水層洞穴儲熱地埋管儲熱價(jià)格高高低低低低可靠性高低低低高高熱損低低中中低高不同儲熱技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性比較不同儲熱技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性比較不同儲熱技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性比較11多大面積可以稱為大型系統(tǒng)？供熱能力大于0.5MW集熱器大面積大于700m2—IEA-SHCTask45河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)太陽能采暖工程14集熱器面積：1.16萬平方米

儲熱水箱：228個(gè)89噸的地上水箱跨季節(jié)蓄熱河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)太陽能采暖工程15162.項(xiàng)目背景：研究內(nèi)容總結(jié)：系統(tǒng)數(shù)值模型建立和系統(tǒng)動態(tài)模擬；蓄熱體結(jié)構(gòu)、形狀和埋深對地下溫度場的影響；研究各組成部分間的關(guān)系及系統(tǒng)的能耗特性；示范項(xiàng)目運(yùn)行測試。173.創(chuàng)新點(diǎn)用跨季節(jié)蓄熱水箱（水池）存儲太陽能實(shí)現(xiàn)太陽能的跨季節(jié)利用。供暖季初期采用跨季節(jié)蓄熱水箱（水池）里的高溫?zé)崴苯庸┡?，中后期采用跨季?jié)蓄熱水箱（水池）里的水經(jīng)熱泵提溫后供暖。利用TRNSYS能耗模擬軟件對系統(tǒng)的運(yùn)行性能進(jìn)行逐時(shí)模擬。總結(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)方法及關(guān)鍵技術(shù)，尤其是跨季節(jié)蓄熱水箱（水池）的結(jié)構(gòu)研究及設(shè)計(jì)，目的是提高蓄熱、儲熱和取熱的效率。184.具體方案及成果技術(shù)原理：以跨季節(jié)蓄熱水箱（水池）蓄熱技術(shù)為基礎(chǔ)，把春夏秋三季的太陽輻射熱能儲存起來，以供冬季采暖使用。系統(tǒng)不僅能夠解決太陽能熱水器三個(gè)季節(jié)閑置的問題，大大提高太陽能系統(tǒng)的全年利用率。技術(shù)路線：實(shí)地考察，理論研究，示范項(xiàng)目測試。工藝可行性分析：目前國內(nèi)的真空管型太陽能集熱器產(chǎn)能巨大，大規(guī)模量產(chǎn)的大型自動線也非常成熟。水源熱泵是技術(shù)成熟的節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品。兩種產(chǎn)品的系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)比較完備，并不斷有更穩(wěn)定性能更好的產(chǎn)品投入市場?？缂竟?jié)蓄熱水箱的拼裝也有很多廠家可以生產(chǎn)制作，但是跨季節(jié)蓄熱水池的制作經(jīng)驗(yàn)較少，還需要進(jìn)一步調(diào)研。194.具體方案及成果

成果：1、國內(nèi)外示范工程調(diào)研報(bào)告。2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)選型方案、安裝施工參考方案3、蓄熱系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)報(bào)告。4、專利及相關(guān)技術(shù)文章。5、配合完成國際能源署的工作。205.項(xiàng)目預(yù)算研發(fā)費(fèi)用明細(xì)金額（萬元）系統(tǒng)調(diào)研考察差旅費(fèi)用10參加國內(nèi)外論壇及會議費(fèi)用2系統(tǒng)軟件學(xué)習(xí)及資料費(fèi)用4測試費(fèi)2人工費(fèi)2合計(jì)20216.項(xiàng)目計(jì)劃及人員分配序號系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)基本產(chǎn)品配備設(shè)計(jì)人員負(fù)責(zé)人配合部門完成日期1項(xiàng)目立項(xiàng)申請及技術(shù)評審李旭光、吳曉瓊、李旭光項(xiàng)目評委總工辦2016/1/232系統(tǒng)調(diào)研、考察及測試?yán)钚窆?、吳曉瓊、張?qiáng)、李本華、周新龍李旭光研發(fā)部、測試部2016/5/153系統(tǒng)的總結(jié)與研究李旭光、吳曉瓊、張強(qiáng)、周新龍李旭光研發(fā)部、測試部2016/7/154系統(tǒng)模擬費(fèi)用李旭光、吳曉瓊李旭光研發(fā)部2016/10/155產(chǎn)品技術(shù)文件編制李旭光、吳曉瓊李旭光研發(fā)部2016/11/256編寫項(xiàng)目總結(jié)報(bào)告及項(xiàng)目驗(yàn)收文件李旭光、吳曉瓊李旭光總工辦、研發(fā)部2016/12/25227.系統(tǒng)成本與市場競爭力分析成本分析：以10000m2的供熱面積為例，安裝800m2的集熱器，蓄熱水池體積3200m3,熱負(fù)荷按50W/m2，共500kW，配兩臺250kW的水源熱泵，風(fēng)盤估計(jì)為300臺，水泵及管路閥件及施工等估價(jià)80元/m2，則系統(tǒng)總造價(jià)為324萬元。名稱數(shù)量單位單價(jià)（元）總價(jià)（萬元）集熱器800m250040蓄熱水池3200m3500160水源熱泵2臺10000020風(fēng)機(jī)盤管300臺80024其他部分及施工1套80000080累計(jì)324238.經(jīng)濟(jì)效益和社會效益分析經(jīng)濟(jì)效益分析：則系統(tǒng)造價(jià)為324萬元，毛利可達(dá)324×20%=64.8萬元，以一年推行5套計(jì)算，則每年可收益324萬元，具有較顯著的經(jīng)濟(jì)效益。社會效益分析：如果按上述5套的推廣，相對于電采暖，每套系統(tǒng)可節(jié)約電能79.7萬kWh（建筑每年需耗96萬k