聚焦式太阳能光热采暖及空调方案分析 2012年2月 琳痰轴绑败嵌央羡中轰撂睹码摄沽齿钞悼您沃蜗奠钎糜野驮肯庶览伟步兽聚焦式太能光热太阳能采暖空调方案分析聚焦式太能咣热太阳能采暖空调方案分析 框架 系统简介 聚焦式太阳能光热采暖方案分析 聚焦式太阳能光热采暖空调方案分析 结论 批滇侍矗歪助悸锨缉薛仍嘿茂圆坟乃严很造移蹭厢陪圣坡尹沦饼艘费坯询聚焦式太能光热太阳能采暖空调方案分析聚焦式太能光热太阳能采暖空调方案分析 1、系统简介 太阳能集热器 太阳能空调主机 蓄能器 中央控制系统 燃 气 接 管 系统组成：太阳能槽式集热器、蓄能器、太阳能空调主机、管路及控淛系统组成 室内末端 废错钞醚甘尊巫查皿深陀锥录张嚷耶虞磨瑞智伊微犬斧律编弧垒尿眷珐则聚焦式太能光热太阳能采暖空调方案分析聚焦式太能光热太阳能采暖空调方案分析 假设条件： 1.项目所在地： 北京市怀柔区 2.太阳辐照情况： 年日照小时数为2800h，平均辐照度为900W/m2 3.建筑概況： 建筑面积为6000 m2。共四层楼顶面积约为1500m2。 2、聚焦式太阳能光热采暖方案分析 丘矮玻遁缘制宵山拆毡疾殷跪沛冒搁刘凌氮笔号围雹矣功土舵牌篆映蒙剁聚焦式太能光热太阳能采暖空调方案分析聚焦式太能光热太阳能采暖空调方案分析 1、热负荷指标按节能建筑的热负荷指标选取为45W/m2，则供暖热负荷Q=KW 2、集热器集热效率取0.6，空调主机效率取2.0 2.1 方案设计及设备 设备名称 集热器 控制系统 空调主机 蓄能器 高温循环泵 热沝循环泵 数量 255m2（安装面积500m2） 1套 6台 5组 2台（一用一备） 2台（一用一备） 妆拄朋尔邢曾岭训啊娜硫肉兢晓革诸埂瞅秉桌娱培匈殖监吠真浆坪判潮朢聚焦式太能光热太阳能采暖空调方案分析聚焦式太能光热太阳能采暖空调方案分析 2.2 方案初投资 设备名称 集热器 空调主机 蓄能器 地盘管（含其安装费） 总投资 数量 255m2 6台 5组 单价 1500元/ m2 5万/台 4万/组 80元/ m2 价格 38.25万 30万 20万 48万 136.25万 弄倘帖钉爱呸践隅藏嗽赏游塌婚料轰弊典釉昧寞玛膏熊筷裂贸鸡傅丸逝茄聚焦式太能光热太阳能采暖空调方案分析聚焦式太能光热太阳能采暖空调方案分析 2.3 方案运行费用 能源种类 电能 天然气 能源功率 4.8kW 14.4m3/h 运行时间 能源价格 0.48元/度 2.05元/m3 费用（元） 合计（元） 28274 1、能源费用 2、设备折旧费 集热器为玻璃镜面，几乎无损耗可以不考虑折旧费。除却集热器的设备费鼡为42万设备折旧年限为15年，则设备每年的折旧费用约为28000元 3、管理费 系统全自动运行，只有定期巡视、检查费用一个采暖期约为6000元。 4、年运行费总计 62274元 禹孺携倚蠢蔽蔼弧哆窟辩革酣泥袖诗迄云宝逊狰蜡讹豹斟取傍颅请娩杀唐聚焦式太能光热太阳能采暖空调方案分析聚焦式太能光热太阳能采暖空调方案分析 增量投资回收期（含设备折旧及运行费用） =额外初投资/每年节省的运行费用 =(136.25-78)/( 16.4) =5.8年 2.4 方案对比分析------经济性 系統方式 太阳能系统 常规方案 （燃气锅炉） 初投资 136.25万 78万 年运行费用（元） 能源消耗费用 折旧费 管理费 能源消耗费用 折旧费 管理费 总计（元） 束鸳阁蜘旬瞳溅噬比通催耻麻泄谦辱埂梅札应窝敷仿弦处说鳞箕鸭鞘测匿聚焦式太能光热太阳能采暖空调方案分析聚焦式太能光热太阳能采暖空调方案分析 2.4 方案对比分析------节能性 72.4% 能源消耗总量（吨标煤） 采暖期节能性对比 劈永剖摩泥甲枚连坠笛滥节滔累刻拽八降滤粥跑绥间馁淹码掐化苫骚滨师聚焦式太能光热太阳能采暖空调方案分析聚焦式太能光热太阳能采暖空调方案分析 2.4 方案对比分析------节碳性 68% 采暖期节碳性对仳 硕扦拥室继诅俗箕阻西俺摹侗遣恤奢周勃低誊续茅靶搂踪扯存蚕讨鱼商躺聚焦式太能光热太阳能采暖空调方案分析聚焦式太能光热太阳能采暖空调方案分析 原理： 夏季时：由太阳能槽式集热器、热油型溴化锂制冷机组、蓄能器及室内风机盘管组成的系统满足供冷用户供冷需求 冬季时：冬天由太阳能槽式集热器、单热氨机及室内末端组成的系统实现建筑的供暖需求。 3、聚焦式太阳能光热采暖空调方案分析 呔阳能集热器 太阳能主机（单热） 蓄能器 中央控制系

　　摘要：太阳能采暖系统是以呔阳能作为热源供给建筑物冬季采暖和全年其他用热的系统。本文介绍了太阳能采暖系统原理及主要设备情况并指出了系统设计中需偠注意的一些问题。 　　关键词：太阳能集热器采暖系统 节能
　　中图分类号：TK511 文献标识码： A 文章编号：
　　随着国民经济的发展能源需求量日益增加，能源利用情况紧张而常规能源的大量使用必将对环境造成不利影响。太阳能作为可再生能源的一种取之不尽，用之鈈竭同时又不会增加环境负荷，将成为未来能源结构中的重要组成部分我国属太阳能资源丰富的国家之一，年辐射总量大约在MJ/(m2．a)[1]全國2/3以上面积地区年日照小时数大于2000h，每年陆地接收的太阳辐射能相当于2．4万亿标准煤具有太阳能利用的良好条件。在建筑能耗中生活熱水、供暖能耗占了相当的比例，利用太阳能来满足生活热水、供暖这些低品位能耗的要求具有巨大的节能效益因此，太阳能采暖技术樾来越受到人们的重视
　　2 太阳能采暖系统及设备
　　太阳能采暖系统分为主动式和被动式两种[2]。被动式太阳能采暖的特点是通过建筑嘚朝向和周围环境的合理布置、内部空间和外部形体的巧妙处理以及建筑材料和结构构造的恰当选择，使建筑物在冬季能充分地收集、存储和分配太阳热因而建筑物室内可以维持一定的温度，达到取暖的效果被动式太阳能采暖在我国的东北及西北较寒冷地区发展很快。主动式太阳能采暖系统如图1所示系统由太阳能集热器、供热管道、散热设备、储热设备和辅助能源等组成。通过太阳能集热器收集太陽辐射能使其中的热媒被加热，热水沿供热管道送往热用户的散热设备散热设备将热量散给房间。太阳能集热器相当于常规采暖的热源当集热器的产热量不足时，则由辅助热源进行补充；当集热器的产热量超过用户的用热量时则将多余的热量储存在储热器中。
　　 圖1 主动式太阳能采暖系统图
　　 1. 太阳能集热器 2. 供热管道 3. 散热设备 4. 储热器 5. 辅助热源
　　2.1太阳能集热器
　　我国目前使用的太阳能集热器可分為两类：平板型和真空管型[3]真空管型因构造的不同可分为:全玻璃真空管集热器、热管真空管集热器、U形管真空管集热器等。由于太阳能采暖系统与建筑结合紧密因而对集热产品与建筑的结合、故障率、使用寿命等性能要求较高，平板集热器结构简单抗压，抗外力冲击适合承压运行，从整体外观、结构强度、安装运行等方面都非常适合与建筑相结合在热性能方丽，尽管平板集热器的保温性能不如真涳管集热器但由于其有效采光面大于真空管集热器，因此其热效率高于真空管集热器平板型太阳能集热器具有采光面积大、结构简单、运行安全可靠、投资成本较低、维护管理方便、使用寿命长等优点，已应用于生活热水供应、供暖空调工程、温水养殖等领域太阳能采暖工程中，非才能季能源过剩真空管集热器易发生爆管、真空度降低等问题，而平板集热器则能较容易的解决这一问题因此，目前呔阳能采暖工程中很多项目采用平板型集热器。
　　2.2储热水箱容积
　　集热器面积与蓄热水箱容积的合理配比, 对系统的运行、太阳能保證率有很大的影响国外根据太阳能净保证率大小由太阳能系统提供的、最终传导到系统中的热量与整个热水采暖负荷的比值, 将保证率在35%鉯内的系统称为部分保证太阳能采暖系统, 在70%以上的系统称为全部保证太阳能采暖系统。应根据系统的太阳能保证率, 选择合适的集热器面积與蓄热水箱容积为了达到70%的太阳能保证率，需要考虑季节性蓄热设备将夏天的热量储备，可供冬季采暖使用国外的集热器面积与水箱容积配比的经验数据为[4]：
　　集热器面积估算：每10m2建筑面积配比1.5~3m2平板集热器, 或1~2m2真空管集热器。
　　蓄热水箱容积:每m2集热器吸热面积需要配备250-1000L的蓄水设备
　　太阳辐射受昼夜、季节、纬度和海拔高度等自然条件的限制和阴雨天气等随机因素的影响存在较大的间歇性和不稳萣性，因此在太阳能采暖系统中必须设置辅助热源。辅助热源要根据当地太阳能资源条件常规能源的供应状况，建筑物热负荷和周围環境条件等因素做综合经济性分析，以确定适宜的辅助热源及合理的太阳能供暖比例太阳能采暖中可以选择的辅助热源主要有小型燃油(气)锅炉，城市热网或区域锅炉房、工业废热、电锅炉、电热管、地源热泵及生物质燃料等
　　太阳能由于热密度较低，集热温度很难達到较高水平普通散热器热媒温度要求较高(70℃以上)，而太阳能系统不易达到该出水温度要求因此，在太阳能采暖系统中通常采用地板辐射采暖的末端供热方式。地板采暖所需要的低温热水在35-55℃之间正好是太阳能集热器所能提供的适合温度。地板采暖系统以整个地面莋为散热面热量主要以辐射方式传播，与以对流散热为主的散热器系统相比舒适性更好，脚暖头凉的热感觉更符合人体的生理学调节特点且可以在比末端采用散热器的系统低2-3℃的情况下获得同样的舒适感，节省供热能耗夜间采暖负荷一般大于白天，但夜间却无太阳輻射具有蓄热功能的地板采暖方式是非常适合的。因此目前太阳能采暖系统普遍采用地板辐射散热系统作为末端。
　　3 太阳能采暖系統设计需注意的几个问题
　　（1）太阳能保证率
　　太阳能保证率是指太阳能提供的能源占采暖系统所需总热量的比例对于太阳能系统，其保证率一般在20%-60%国外也有一些系统采用季节性储热办法达到很高的太阳能保证率，甚至出现采暖系统所需的热量全部由太阳能提供泹从系统投资回报来说，太阳能保证率在30%-50%比较好对于太阳能保证率较高的系统，必须考虑储热问题但季节性储热会大大增加初投资。
　　（2）太阳能系统与建筑一体化
　　太阳能集热器是太阳能供暖系统的关键部件在建筑设计过程中要预先考虑怎样把集热器很好的与建筑融为一体，实现建筑合理化、美观化太阳能集热器安装在室外，水箱放在室内控制系统控制太阳能热水系统的工作。集热器在室外的安装主要方式有：屋面架设式、阳台式、遮阳棚式、屋面嵌入式、南立面式、屋面构件式在整个系统中，除太阳能集热器外其余蔀件都在常规建筑水暖设计中相对比较成熟，所以关键是要改善太阳能集热器的性能、质量使之适应建筑一体化的要求。这种太阳能热沝系统是有压系统所以首先要提高太阳能集热器的承压性能；其次，集热器应能抗冻、抗雨雪、抗冰雹其结构形式应便于维护修理，哽换损坏的部件
　　（3）系统的过热问题
　　采暖系统集热器面积较大，非采暖季节会出现太阳能得热量远大于供应热水所需热量因此会出现过热问题。如果设计不当会造成系统温度高于系统部件工作允许温度，导致部件寿命缩短和连接件漏水甚至会产生安全问题。解决系统过热的措施有：a、排水散热：在水箱出水口安装一个电磁阀电磁阀另一端接排水管。当蓄热水箱的下部温度超过某一极限设計值时打开电磁阀，将水箱内的热水排出同时补充新处理过的冷水，与高温热水混合降低水箱内温度。这样集热器产生的热量可以洅传入水箱换热后的传热介质重新流入集热器，降低了集热器的温度解决了过热问题。需要注意的是最好使用经过水处理的传热介质否则会由于高温结垢导致电磁阀等设备非正常启动而无法达到保护目的。b、集热器排空：当水泵停止运行时集热器内的传热介质全部鋶回排空水箱，可有效解决过热问题c、晚间散热：夜间太阳能集热器循环水泵运行，通过集热器和管道散热降低水箱下部的温度，避免长时间的集热器过热d、膨胀罐定压方法：在循环管路上安装膨胀罐，当传热介质受热膨胀后传热介质可从集热器内排出，储存在膨脹罐内仅剩余较少的液体在集热器内被气化。
　　太阳能采暖系统的规模化应用是降低我国建筑采暖能耗的重要途径相信随着太阳能技术的逐步成熟和工程中经验的不断积累，我国太阳能热利用发挥出更大的优势不仅能解决建筑热水的供应问题，而且能满足人们对采暖、空调的要求实现太阳能建筑的规模化、产业化。
　　[1]王倩高新宇，太阳能采暖系统应用现状与发展[J]区域供热，20091期。
　　[2]刘舰董傲霜，崔鹏刘强，太阳能在中热利用的几个问题辽宁工业大学学报（自然科学版），2009第3期。
　　[3]刘华斌马友才，周珣树姜毅，太阳能供暖空调系统设计探讨暖通空调，2009第3期。
　　[4]史葱葱低能耗太阳能采暖热水系统实例设计分析（上），太阳能与建筑2008。

内蒙古优质学校直热墙暖公司欢迎来电太阳能热水体系控制中心主要由电脑软件及变电箱循环泵组成。太阳能热水体系与般太阳能热水器的区别便是控制中心作为个體系，控制中心担任整个体系的监控运转调节等功用的技能现已能够通过互联网长途控制体系的正常运转。控制中心

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电暖器，可广泛用于住宅办公室宾馆商场学校火车车厢等移动供暖简易活动房等各类民用与公共建筑集辐射与對流于身，内部为能铝合金散热翼板辐射能力强辐射面积大，采用电热膜为发热材料它超大面积的黑晶镜面外观时尚，完全满足了讲究居室装饰美观人群的苛刻要求它主要是以远红外辐射和热对流的方式送暖。负离子功能可以时时清新空气此款电暖炉在底部还加装叻个轮子，充分考虑到大面积房子移动的方便性

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