北方農村冬季採暖之太陽能+空氣源熱泵

近年來,針對環境問題日益嚴重、大氣汙染防治任務更加艱鉅的實際情況, 河北省在清潔能源利用方面做了大量的工作,取得了顯著的成效。但是,與調整 能源結構、改善環境質量的迫切要求,與廣大農村地區人民群眾改善生活條件的 迫切期望,還存在較大的差距。為了多方探索清潔能源供暖路徑,破解目前能源 供應緊張的難題,決定在農村地區進一步實踐新的清潔能源供暖工作。

根據調查農村地區在設計、施工、運維多方面都存在弊端。

(1)設計方面 目前農村太陽能供暖系統設計之初,為迎合政府鼓勵採用清潔能源採暖,設

計人員在對當地的生物質資源、燃氣資源毫無瞭解的情況下,直接設計為生物質 或燃氣輔助太陽能供暖。

(2)施工方面 太陽能管網布局較為混亂,缺乏必要的標識;部分集熱器安裝缺乏規範性,

與屋頂結合不夠安全,不僅影響屋頂結構安全,對地面行人安全也造成威脅。

(3)運維方面 農村太陽能供暖運維主要為用戶個人行為,由於缺乏專業知識和規範的運維

手冊,很多用戶面對太陽能供暖系統故障束手無策。

因此本報告提出幾種切實可行的太陽能供暖實施方案,方案響應了政府加快 太陽能採暖技術的發展,提高太陽能利用率等多項政策,此外還可以大大減輕政 府的財政壓力。對中小型建築,比如醫院、中小學等建築的供暖,也有很大的借 鑑意義,給供暖市場帶來新的發展思路。

方案設計依據

1 、設計原則

考慮到熱用戶的消費能力以及接受程度,在儘量提高太陽能的綜合利用率, 降低後期運行費用的前提下下,本方案設計中,均結合了炫坤科技獨有的專利技 術——相變蓄熱,以此來儲存白天多餘的太陽能,提升太陽綜合利用率至均 70%, 輔助供能為 30%,並根據此值進行方案設計和運行費用測算。

2 供熱範圍

以石家莊周邊村莊用戶為例,單戶採暖面積 100m²。

3 供熱負荷

1、室外設計參數 冬季大氣壓:102020.00Pa; 冬季室外供暖計算乾球溫度:-6.00℃; 冬季通風計算溫度:-5.90℃; 冬季室外空調計算乾球溫度:-8.60℃; 冬季室外空調計算相對溼度:0.54 室外平均風速:1.40m/s; 最多風向平均風速:1.80m/s。

2、室內設計參數 農村住宅室內採暖計算溫度與城市建築的不同,在農村地區人們的工作相對

比較自由,在家裡也不像城市那樣休閒,在家中所穿衣物比城市居民多。所以, 按照較低的室內設計溫度考慮農村冬季採暖所需,是與農村居民的生活水平以及 生活習慣相符合的。農村居民對 14℃左右的室內溫度普遍認為能夠承受,因此, 本方案設計冬季室內採暖計算溫度以 15℃以上考慮。

3 、圍護結構參數 根據實際調研情況設定:

Ø外牆:240mm 磚牆,內外抹灰,南牆一般利用玻璃門斗密封出走廊;

Ø外窗:北牆無外窗,南側臥室及客廳窗戶尺寸 2500mm×2400mm。單層塑 鋼窗;

4、Ø外門:木框單層玻璃門,玻璃比例 60%~70%,此外有玻璃門斗;

Ø屋頂:預製鋼筋混凝土 2500 屋頂,外刷水泥砂漿。 供暖熱負荷

利用鴻業軟件,對熱用戶進行負荷計算,綜合熱指標為 65W/㎡,考慮同時 使用率,本項目總熱負荷為 6.5kW。

太陽能+空氣源熱泵供暖技術介紹

北方農村冬季採暖之太陽能+空氣源熱泵

太陽能+空氣源熱泵運行原理

在國家政策的引導下,空氣源熱泵迎來了大爆發,北方地區分戶採暖市場處於井噴階段。為解決空氣源熱泵供熱效率低的問題,本報告提出了 “太陽能+ 空氣源熱泵”的供暖方案。

(1)“太陽能+空氣源熱泵”方案設計原則

在方案設計過程中,最重要的參考值是建築物的屋頂面積,直接決定了太陽能的設計容量。針對需要生活熱水的項目,太陽能設計應優先滿足熱水需求,其 次在最大化利用免費的太陽能的原則下,充分利用可設置太陽能集熱器的屋頂面 積設計本方案。

(2)運行原理

Ø夏季 利用空氣源熱泵系統為建築供冷,太陽能系統提供生活熱水;

Ø冬季 在陽光充足的白天,優先利用太陽能提供生活熱水和制熱;在夜間及陰雨天

氣,由空氣源熱泵系統為建築物供熱。

初投資

初投資主要包括太陽能供暖系統、空氣源熱泵,輔材、運費及稅等部分,不 包含入戶末端費用。

北方農村冬季採暖之太陽能+空氣源熱泵

投資費用

本方案初投資為 4.5 萬元。

運行費用

本方案採暖季總運行費用根據用戶建築保溫、圍護結構的不同,理論計算, 運行費用大約為 9~11 元/平方米。


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