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一、项目基本情况
概况项目于2019年4月正式开工建设,目前已正式运营,实现了当年建设、当年供暖。项目供热面积:88,200㎡,太阳能集热面积:32175㎡,储热钢罐容积:15000m3;采暖负荷:6.07MW;设计太阳能保证率:95%。该项目为仲巴县提供了最清洁无污染、运行费用低的供暖解决方案,极大地改善了仲巴县城居民基本生活条件和办公条件,终结了仲巴县城依靠烧牛粪供暖的历史。
二、工程设计
本工程为日喀则市仲巴县县城太阳能集中供热工程EPC总承包项目,供热建筑总面积约10.35万平方米,建筑采暖面积约5.94万平方米。本工程位于西藏自治区仲巴县县城,东经82°~84.76°,北纬29.15°~31.8°,地处中国的西南边陲,日喀则市的最西端。当地海拔4700米左右,辐照较强,冬春寒冷多大风,年日照时数2897~3168h,年日照率为65%~73%,属于太阳能资源一类地区(太阳能资源丰富)。
基础水温5-10℃(摘自50015-2019);
地区年日均总辐照量为23.7MJ/㎡(数据来源于RETscreen);
供暖期室外采暖计算温度-14.4℃,采暖期平均温度-3.7℃;年均日照2897~3168H,平均每日日照小时数7.93~8.67H;供暖期时间为9.23-5.31;
平均室温:20℃;
总供热面积:采暖面积8.82万平方米
结构形式:建筑混凝土结构,二类公共建筑
建筑节能情况:公建建筑,保温良好
室内末端用热形式;暖气片
系统原理如下:
系统运行说明:
集热部分:高效平板集热器
储热部分:保温水箱
供热部分:末端为暖气片供热
控制部分:采用智能远程监测控制系统
数据部分:安装系统电量采集柜
(1)常态。没有太阳能产出,没有用热需求,系统不运行。
(2)预热。集热器在正常运行换热前,会经过一段时间预热,使集热器平均温度达到换热条件。
(3)无采暖需求。太阳能系统正常运行,把热量存储在蓄热水箱,供季节性使用。
(4)有采暖需求。1)太阳能系统直接提供热量给用户管网;
2)在太阳能无法满足用热需求时,使用热泵作为辅助能源,提供热量给用户管网;
3)在热泵无法正常工作时,使用蓄热池提供热量给用户管网。
(5)散热。当蓄热水箱热量充满后,夜间会通过集热器散掉多余的热量,使系统在第二天不会产生过热现象。(此条可不介绍,对季节性蓄热概念不利)
(6)防冻1)使用一定浓度的丙二醇和水混合物,降低系统冰点;2)使用强制循环,强制集热器系统循环;
3)由蓄热水箱或热泵提供热量,对集热器系统进行防冻循环。参考技术标准:
(1)GB50495-2019太阳能供热采暖工程技术标准
(2)GB50736-2012民用建筑供暖通风与空气调节设计规范及其条文说明
(3)太阳能采暖设计方案技术支撑及总则,其余辅助性国家标准未列出
三、典型经验和做法
项目高效大平板+蓄热水池用于冬季供暖,利用当地供暖时间长,太阳晶辐照量高的特点。最大限度的利用太阳能光热技术。采用高效大平板:瞬时截距达91.8%,比真空管集热器节省占地面积50%以上,系统故障率最低,系统成本仅比真空管高10%~20%,施工周期最短,最高缩短80%,系统耐压高,是迄今为止最好用的平板系统。利用太阳能解决冬季供暖问题,不仅节省耗能、清洁干净、居住舒适,还可以使城乡居民的生活质量大为提高;对于解决偏僻及高寒高原地区的用能需求,不但可体现“以人为本”的建筑理念,还有巨大的经济效益、明显的社会效益和环境效益。
四、问题和建议
太阳能+地下水池蓄热技术短期蓄热供热系统,具有很好的节能效益,太阳能实际保证率接近100%的大型太阳能集中供暖项目。系统成本虽然高于普通平板集热器,但产热品质高,供暖所需的热量较大,针对热管、U形管集热器来说,成本并不高。不仅可以在采暖上使用,针对大型热水项目也可使用。大大提高项目建设的科技性、安全性、经济性。
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