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太阳能与生物质炉结合采暖系统技术分析

发布时间:2015-08-18 点击量:2389

1建筑概况

项目位于密云县石城镇政府以北1km 路边,已于2014年采暖季投入使用,效果良好。

根据建筑形式,屋顶南向屋面最多能安装18m2太阳能集热器,按照常规1:5的面积配比,可以为90m2室内面积提供采暖。

本方案根据此条件进行设计。

2采暖技术方案

(一) 系统设计目标

1.冬季提供采暖部分所需热量,达到部分节能目的。太阳能系统冬季提供的热量一般为采暖季总耗热量的20%~50%,其所占比例根据用户建筑形式、建筑热负荷、初投资及用户的使用情况等条件进行考虑。

2.春夏秋提供充足的生活热水,除了连续阴天等不利气象条件,太阳能系统基本能满足用户对生活热水需要。

(二) 系统原理与构成


1.系统供热设备供热部分主要由两部分构成:太阳能集热部分、常规供热设备。住宅采暖和热水需求热量由太阳能集热器和常规供热设备提供。冬季,太阳能提供部分采暖热量需求,太阳能和常规供热设备均同时工作;春、夏、秋季的晴天,太阳能系统提供全部热水需求热量,连续阴雨天,由常规能源提供热水热量。系统供热设备如图1所示。

2.采暖:采用低温热水地板辐射采暖系统,供水温度35℃~45℃之间,供回水温差在10℃以内。

3.热水:利用自来水压力顶水使用,水温>40℃。

4.储热水箱:采暖水箱为非承压水箱。

5.控制:系统可实现自动控制,具备手动控制功能;具备采暖水、洗浴水、室内温度显示。

(三) 技术措施

1.辅助能源

常用的辅助能源有电加热和生物质炉两种形式。相比之下,电加热具有快捷、干净的优点,同时也有运行费用高的缺点,不适合新型农村住宅采暖使用;生物质炉实用性高、费用低廉更贴近用户的实际生活需求。

利用太阳能采暖技术结合生物质炉作为辅助能源,实现可再生能源解决农村的采暖及热水用能需求。

2.防冻、防过热设计

采用落空式防冻防过热设计方案。

3.储热水箱

采暖系统采用复合水箱,该水箱的首要功能是为住户的地暖盘管设备供应太阳能热水,以保证室内采暖。同时,水箱内置盘管,利用从太阳能获得水箱中热水对经过盘管的自来水进行加热,从而得到生活热水。储热水箱设计成开式水箱适宜于落空式太阳能系统,系统结构简单,成本低。太阳能系统与采暖系统为直接系统,不设置换热装置,可降低太阳能系统工作温度,提高太阳能的集热效率。

4.低温地板辐射采暖系统

采暖末段采用低温地板辐射采暖系统,该供暖方式有如下优点:

4.1 系统通过地下换热盘管加热地面,地面向房间散热,形成脚暖头凉的温度场,符合人体生理学需求,提高采暖的舒适度;

4.2 地板辐射采暖供水温度低,适合与太阳能集热系统结合,太阳能集热器工作在高效率区域,提高太阳能利用效率;

4.3 地板辐射采暖有较大储热能力,可以减少储热水箱的容积,此外节能建筑可以在夜晚关闭采暖系统,利用地面热容保证室内的温度。地板辐射采暖设计中,盘管采用密管距,低供水温设计方案,保证系统高效率运行。

(四)技术特点

1.集热器

采暖系统在设计时需考虑太阳能与建筑相结合设计的问题,集热器采用屋面嵌入式结构,与建筑协调美观;集热器有可靠的防、排水系统,采用低噪音、低功耗、长寿命水泵;同时具有长寿命、符合水质要求的塑料管材。工程安装如图2所示。


图2工程安装

图3设备间

2.控制系统

控制系统是以德国产温差循环控制仪为核心的全自动控制器,为适应不同运行控制需求,所有水泵均设有手动开关,实现系统控制的灵活性;温度在控制柜上直接显示,不需用户按健选择,避免人员失误操作带来安全隐患。设备间安装如图3所示。

3.系统设计特点

采暖系统在设计中优先考虑系统寿命、系统维护和运行安全的要求,体现以下特点:

3.1采用选择性涂层高效太阳能集热器;

3.2集热器面积大,实现较高太阳能保证率;

3.3采用温度分层复合水箱,保证储能、生活热水和采暖需求;

3.4采用钢化玻璃和整体板芯,集热器内无接口,保证系统寿命和在恶劣环境中无故障运行;

3.5采用换热盘管保证生活用水水质;

3.6用生物质低排放炉作辅助热源

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