世界即时:光伏太阳能取暖效果如何?太阳能+热泵注意事项有哪些?
发布日期: 2023-04-14 14:59:35 来源: 金融财富网

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(资料图)

太阳能取暖房(光伏太阳能取暖)

大型供暖项目,尤其是BOT运营模式,系统节能是重中之重,空气源热泵+太阳能组成的互补热源,正是一条可行性极高的节能手段。

首先,两者都是节能潜力极高的热源,太阳能可以直接获得免费的热水,唯一需要的只是循环水泵的耗电量,空气源热泵也只需要消耗少部分电量,可以极大降低制热的能耗。

其次,空气源热泵十分稳定,可以在-30℃乃至-35℃极端低温下运行,可以在夜间、阴雨天保证制热效果,完美弥补了太阳能运行不稳定的缺点。

最后,两者都不受燃气管网、市政管网的地理因素限制,可以灵活地组成分布式联合热源,不管平原还是山区、市区还是郊县都能用。

实际案例也表明,太阳能+空气源热泵组成的多能互补高效能源系统节能效果十分显著。

山东某20万平米小区及商用综合采暖项目,使用80台50匹空气源热泵,并配置2340㎡太阳能集热器作为辅助热源,全年运行费用低至13元/平米,采暖效果获得了用户的一致好评!

方案探索:太阳能+热泵互补

凤翔小镇小区位于山东省滕州市木石镇,供暖面积20万㎡,包括住宅区、小学、幼儿园、商住综合区和便民中心五大区域。

该小区为新建小区,在建设之初选择供暖形式时,该小区负责人本打算用热电联产的形式为小区供热,但受限于当地多丘陵、多沟壑的地理地貌,热电联产管网铺设难度非常大,最终没有落实,项目负责人开始重新寻求能够满足小区使用的分布式清洁热源。

当地的太阳能光热资源非常丰富,利用价值非常高,但是太阳能辐射只有在白天才存在,尤其是冬季白天时间短,加上阴雨天不能够用,稳定性比较差,不能作为采暖的主要热源。

通过多方考察,该项目负责人了解到了空气源热泵在分布式集中供暖中应用广泛,不受地理条件限制,且具有节能、环保等多重优势,以空气源热泵为主要热源,配合太阳能采暖作为辅助,既能够保证采暖效果,还可以大幅度降运行能耗,于是最终决定采用空气源热泵+太阳能互补热源为小区供暖。

节能设计,减少热泵运行时长2h

项目建筑墙体厚度为240mm,外墙保温厚度为60mm,窗户为双层中空玻璃,住宅热指标为45W/㎡,商业热指标为80W/㎡。

设计单位确定项目所在地供暖室外设计温度-5.5℃,空气湿度53%,按照常规方法配置了80台50匹定频空气源热泵机组,作为此项目主要供暖热源;机组在室外设计温度工况下,实际制热量为126kW/台。

搭配300组太阳能集热器,集热总面积2340㎡,天气晴好时,太阳能集热器可以吸收太阳辐射,获得免费热量加热循环热水,温升35℃热水150吨几乎零能耗。

系统设定供水温度42℃,回水温度37℃,太阳能辅助供暖时,当太阳能水温高于回水温度5℃,达到42℃,集热系统启动,为回水辅助加温,减少空气源热泵加热时间。

在晴好天气中,空气源热泵正常运行供暖季平均12个小时,太阳能辅助供热后,能让空气源热泵运行时间减少2个小时,从而达到节能、稳定的效果。

合理分区,减少管网热损

由于小区整体供暖面积较大,且分为多个区域,热源产生的热水要经过长途输送才能供应到末端,产生较大的热量散失。

为了保证节能效果,施工单位将该项目分成了两个供暖区域,B块地居民住宅区、幼儿园、商住综合区和便民中心为一个区域,C块居民住宅区、小学为另一个区域,两个区域分别设置集中供暖系统。两个区域供暖面积均为10万㎡左右,分别配备40台50P低温空气源热泵机组,减少了热源的供热半径。

高标准热源站,冷岛、排水处理

空气源热泵机组安装在小区南侧的长型空地上,约有120米长,占地面积为1300㎡。机组呈双排分布,避免了方形场地设计的冷岛效应。

机组采用混凝土条梁基础,高度为50cm。底部化霜水集中排放,避免机组化霜后地面积水结冰,影响维护检修。

管网同程,恒温供热

在管网设计上,该项目采用二次系统,同程设计,末端温度更加均匀。输配系统使用变频水泵,可以按需调节水泵,将水泵耗电量控制在最小。

两个系统各安装了一个2吨的承压混水罐。一次管网循环温差设置为5℃,二次管网回水安装了混水阀,保证末端温度恒定。

管道支架采用防热桥设计,在支架和管道之间增加隔热板,防止管道通过金属支架散热,提升保温节能效果。保温采用难燃等级B1级橡塑保温,厚度60mm,外部包裹铝皮保护壳。

多重降噪,测点噪声低于30dB(A)

在噪音控制方面,热泵机组及循环水泵均采用二级减震设计,降低噪音。

另外施工方在靠近小区的一侧安装了U型的噪声屏障,能吸收一部分噪音、反射一部分噪音,从而达到降噪目的。

经过施工方实地测算,距离空气源热泵最近的一栋居民楼为35米,没安装声屏障之前,居民南侧阳台监测噪音为35分贝,安装声屏障之后,噪音降至30分贝以下,系统运行时居民在室内听不到任何噪声。

费用13元/㎡,预计年省120万元

1月6日左右,山东省滕州市遭遇寒潮,最低温度达到了-16℃。因为该项目是按-5.5℃设计,为了保证运行稳定性,工程方到现场进行了实地监测。

该小区内90%用户为地暖,10%为暖气片,经测试,安装地暖的家庭的温度为22.5℃,正常工况下为24.5℃,降低了2℃,安装暖气片的家庭室内温度为20℃,正常工况下为22℃,同样下降2℃,虽然机组几乎一直在运行,但室内供暖效果能够保证,且运行稳定性良好。

2019年,经过项目工程方计算,该项目采暖季四个月的费用为13元/㎡,据项目工程方预测,虽然今年有短时间的极端寒冷天气,但通过调试,今年的供暖费用应该和2019年差不多在13元/㎡左右。

据了解山东省滕州市的集中供暖居民收费标准为19元/㎡,对比之下,该小区采用空气能+太阳能采暖,每年可节省120万元。

用上空气源热泵之后,当地居民反馈良好。有住户在滕州市里有另外一套房子,使用集中供暖,该住户对比两处的室内温度,发现温度差别不大,而且费用更低,“使用空气源热泵为小区供暖,不比城市的大暖差!”

太阳能+热泵注意事项

据了解,太阳能作为空气源热泵的“理想搭档”,应用却要符合一定的前提——

首先是太阳能集热器需要占用较大的屋顶或平地安装面积,根据经验温升一吨热水需要配置的集热器面积为18平米,配置的集热器面积过低,难以起到节能和削峰的作用,需要进行充分的计算。

另外,太阳能系统和空气源热泵系统并联的控制也十分关键,应根据空气能供水温度合理设置太阳能热水系统的运行温度,在光照充足的时候充分利用太阳能的热量,在光照不足的时候避免多余的水泵动力损失。

其次,太阳能也需要额外进行一部分保养工作,比如夏季阳光辐射强烈的时候,要用遮阳布进行遮挡,冬季天气寒冷的时候要检查真空管有没有漏气,破坏原本的真空保温状态,防止隔热效果变差导致冻坏。

该项目屋顶有着充足的集热器安装空间,在系统设计上也对太阳能供暖系统进行了联动控制,并通过规范化安装和定期巡检保证了系统的稳定性。

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