太阳能集热加低谷电辅助低温地板辐射采暖系统-
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太阳能集热加低谷电辅助低温地板辐射采暖系统

时间:2006-4-12  编辑:liujin  来源:来信或留言  投稿邮箱:277298065@qq.com
内容摘要:哈密欧景苑二期住宅工程运用 前 言 建筑节能关键在于两方面系统的配合与协调。一是建筑物本身的保温、隔热系统:提高了建筑围护结构的保温、隔热性能,就能降低外墙、屋面、阳台、门窗等外围护体的传热系数,从而减少使用能耗,改善居住热环境;二是给建筑物提供热源的金沙电玩城系统:这个系统必须要达到低能耗、高热效的要求。只有把外围的高性能系统保温、隔热和内部低耗高效的金沙电玩城系统有机结合起来,才能达...
哈密欧景苑二期住宅工程运用

前  言

    建筑节能关键在于两方面系统的配合与协调。一是建筑物本身的保温、隔热系统:提高了建筑围护结构的保温、隔热性能,就能降低外墙、屋面、阳台、门窗等外围护体的传热系数,从而减少使用能耗,改善居住热环境;二是给建筑物提供热源的金沙电玩城系统:这个系统必须要达到低能耗、高热效的要求。只有把外围的高性能系统保温、隔热和内部低耗高效的金沙电玩城系统有机结合起来,才能达到事半功倍的效果,两部分系统相辅相成,缺一不可。

    从这一指导思想出发来探索建筑节能的创新之路,我公司将内、外两大建筑节能系统中两项比较成熟的建筑节能新工艺、新技术加以组合,首选了“聚苯板粘贴外墙保温体系”和“低温热水地板隔射金沙电玩城”的新技术组合,前者使房屋金沙电玩城热负荷指标降低到45W/m2以下,后者使金沙电玩城热媒介质的热水温度降低到35℃~45℃之间。两项技术的结合可以形象地比喻为好马配上了好鞍,其结果是达到了珠联璧合的效果。

    哈密是太阳能资源较丰富地带,其水平面上年平均日辐照量为17.34MJ/m2。日照时数为全国最长地区之一,达3340h左右,冬季日照率达74%。这种得天独厚的地区资源优势,正是我们充分利用可再生能源、降低建筑能耗的有利条件。美中不足的是,该地区每年会有三十几天阴、雨、风、雪的不见阳光之日,为了保证全天候24h供应热水,采用电能作为辅助能源是最理想的选择。适逢哈密地区从2004年开始实行峰谷制电价,低谷电使用时段为每天的0:00~8:00,正好是太阳能的最佳替补时段。而低谷电价仅是正常电价的1/2,可以充分保证采暖运营成本不高出现行金沙棋牌下载的收费标准,形成了又一个能源利用的最佳组合。采用“外贴苯板”加“内设地暖”的建筑节能新技术措施组合和“太阳能”加“低谷电”的热源最佳组合,将是我们结合哈密地区的实际情况走出的一条建筑节能的创新之路。

    按照以上节能创新的思路、规划与设想,我们在哈密欧景苑二期住宅工程中付诸实施。现将该工程进行简要介绍,与同行交流。

欧景苑二期住宅工程户型概况

    哈密欧景苑小区二期住宅工程由4栋6层多层砖混结构楼房组成,采用欧式建筑风格的外型基调,总建筑面积15932m2。4栋楼房合计13个单元,156户,基本户型4种。单户建筑面积分别为83.16m2、100.21m2、110.44m2、132.44m2,即小户、中户、大户、和大户双卫等4种使用类型,各类户型所占比例见表1。

表1 各种户型所占比例
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前期实施方案

    1.建筑节能新技术项目名称、应用部位及应用数量见表2。
表2  新技术应用情况汇总表
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    2.组织实施

    由于以上各类节能新技术工程的专业性很强,我们经过长期的可行性调研,选择的都是集科研开发、设计制造、生产安装为一体的品牌经营科技企业,在专业领域都积累了一定的技术经验,具有自己的知识产权,在行业界具有一定的知名度,信誉度较高。不仅设计、施工和主要建材有了专业保障,在售后服务方面也有较好的承诺。这些单位分别是:

    (1)聚苯板粘贴外墙保温体系工程:吉林科龙公司;
    (2)低温热水地板辐射金沙电玩城工程:新疆金诺公司;
    (3)太阳能集热采暖热水复合系统工程:北京天鸣公司。


 
 通过以上专业化施工单位的施工,“外贴苯板”加“内设地暖”的节能新技术组合工程均已得到保质保量的完成并已通过监理和质检部门的验收。太阳能采暖热水复合系统装置安装后经过一个冬季的试运行,积累了一些宝贵数据,完全证实了技术上的可行性。试运行期间也发现一些太阳能热利用上的问题,这与我们当初没有进行建筑一体化设计施工和事前没有做好全面统筹安排有关。为了完善和提高原设计方案的太阳能集热能力,充分把屋面上集热场地面积100%地利用起来,我公司决定在2005年继续追加投资,把发现的一些先天不足的问题,从技术上全面加以解决。目前我们已经和北京天鸣公司联合做出了新的设计方案,由我方负责土建设计施工,由天鸣公司负责太阳能没计施工。系统实景如图1所示。
图1 屋顶集热场一角
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太阳能应用新方案

    1.2004年冬季实际运行中出现的问题

    (1)确定上建筑节能项目的,楼体工程已进入主体施工阶段,主体构架已经形成,所以,在不改变现有结构的前提下,确定了分单元设置太阳能采暖热水复合系统方案,集热场、集热水箱、循环管路及设施、控制、配电系统都是分单元自成体系。加盖的屋顶彩板机房设置在各单元楼梯间屋顶,楼梯间都在南向,机房也就设置在南向。加之是欧式建筑风格,每单元楼梯间屋顶南侧还有圆弧加斜坡的装饰层,进入严寒冬季时太阳高度角最小?穴正午12时高度角仅为25°,日出日落时高度角只有10°左右?雪,阳光照射时间最短、辐照强度最弱。在此期间,我们实测到受机房和装饰层遮挡的集热器最多达到6组(占集热器面积的25%),最少也要遮挡4组(占集热器面积的16.7%),严重的影响了集热器从太阳获得热量。

    (2)供热系统集热面积设计时,考虑到屋面可利用面积和投资的经济性,采暖热负荷由太阳能集热系统供给50%,另50%由低谷电辅助加热系统提供,集热器按每户2组6m2配置,是按照部分满足采暖热负荷要求设计的。

    (3)屋顶集热场地安装的集热器高度与女儿墙持平,采用强制循环方式。太阳能集热系统采用强制循环,在正常情况下可以提高集热效率,但是,当冬季气温下降到零下15℃以下时,为了防止太阳能集热系统受冻,反过来还要消耗集热水箱的热能,增加了集热系统的防冻热负荷,形成了与地热系统抢热能的不利局面。

    (4)由于各单元自成金沙电玩城热水的独立系统,运行中发现集热水箱的电加热体出现故障或毁损,需要及时更换,就只能把水箱中的热水放光,然后才能进行维修,浪费了大量热水。特别是在冬季最冷的时候,电加热体做功频繁,故障率大大增高,维修起来大费周折。为了提高电加热体本身的质量,我们先从改变其结构形式入手,从U型改为O型,从O型改为M型都无济于事,最后还是从材质这个根本问题着手,把焊缝钢管改为无缝钢管后才得到彻底解决。

    2.解决方案

    针对以上实际发生的问题,经过理论分析负荷应用计算,找出了本质原因,我们决定从以下几方面加以改进:

    (1)用钢架将集热场的集热器升高,使集热器不受遮挡?(如图2)。
图2 集热场的集热器以钢架升高变为无遮挡

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    (2)机房在集热场下重新选址,建到北侧,将单元自成体系的小机房改为一栋楼集中起来的大机房,把以前互不联系的单元之间的设备功能变为互相通用、互为替补,运行中一个系统发生故障,可以由另一个系统代为工作。这样,某一单元的设备出现故障时,集热水箱的热水可以放到另一个水箱储存,不至造成浪费(如图3)。
图3 机房内设备功能变为互相通用为替补

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    (3)将太阳能集热系统的循环管路的冬季防冻改为停泵回流自动排空,没有存水就不会发生:冻结问题,也不会在严寒冬季再使用采热水箱热能进行强制循环防冻。
    (4)将真空管内的蓄能石英砂改为铜片利用铜片导热快,导热效率高的优势,弥补严寒冬季阳光照射时间短,辐照强度弱的不足。集热器升高后不仅不受遮挡,还可以增设集热器172组516m2,使得100%利用屋面集热面积成为可能。增设的集热器只占前期方案总集热器组数490组的35.1%,采用了铜片导热之后,计算的集热效率却比原来热负荷应用计算值提高一倍。

    整个太阳能集热低谷电辅助低温地板辐射采暖装置通过这次新方案的完善,必将使经济上的可行性得到进一步保证。

效益评估

    1.预期经济效益

    在使用了“外贴苯板”加“内设地暖”的新技术组合和“太阳能”加“低谷电”的热源最佳组合后,可以不建供热专用的锅炉房,很好地解决投入产出的矛盾,不会发生投入了“外贴苯板”的工程费用,实际产生了节能效益,而热力公司却仍按照普通用户标准收费,致使节能住宅的技术措施很难推广应用。在没有知晓一个完整的运行生产周期发生的实际成本前,很直观的经济效益就是:同样的收费,却延长了近两个月?穴提前一个月,延后一个月?雪的采暖期,实质上等于降低了运营成本,获得了经济效益。按照哈密地区现行的两个收费标准比较,金沙电玩城期(15/10~15/4)180天的为19.12元/m2,折合每天0.1062元/m2;金沙电玩城期(1/11~15/3)135天的为16.5元/m2,折合每天0.122元/m2。采用新技术后,按76.5元/m2的收费标准金沙电玩城期达180天,每天采暖单价就减少0.0158元/m2,降幅为74.9%。

    从太阳能全年所得热量计算,哈密全年日照时数为3340h,工程安装集热器490组,每组集热器的输出功率为0.95kW,则全年从太阳能可获得的能量为:

    3340h×0.95kW/组×490组=1554770kwh
    在冬季采暖期150天的有效日照为1200h,则冬季采暖期得热量为:
    1200h×0.95kW/组×490组=558600kWh
    如果与单用电锅炉采暖比较,则可省电55.86万kWh,电费单价按0.4元/kWh计算,可节省费用22.34万元。

    采用“太阳能”加“低谷电”的热源采暖,其冬季采暖系统运行费用理论计算如下:
    哈密地区单位建筑耗热量指标:21.3W/m2(约0.021kWh/m2)。

    二期住宅工程总建筑面积:15932m2,则冬季采暖期建筑总耗热量应为:
    0.021kWh/m2×15932m2×24h×150=1204459kWh
    其中:太阳能系统提供了558600kWh的热量,余量645859kWh,由低谷电补偿。低谷电价0.23元/kWh,采暖期需用电费为148548元,   折合9.324元/m2,相当于采暖期收费标准16.5元/m2的56.5%,现行收费标准成本降低43.5%。


   2.社会效益

    除以上预期的经济效益外,明显的社会效益就是符合环保节能的要求,符合科学发展观的大方向。
    (1)采用地板采暖方式的室内温度分布均匀、梯度合理、由下而上逐渐递减,地面温度高于人体呼吸线温度,给人以脚暖头凉的良好感觉,符合人体生理自然特点,具有一定保健作用,使室内环境的舒适度得到提高。

    (2)散热器(暖气片)是以空气对流散热为主,而地板采暖以辐射散热为主,克服了因空气对流导致尘埃飞扬产生污染,使室内墙壁、家具以及外挂的衣物保持洁净,具有防尘作用,特别适合于卫生条件要求苛刻的场所。

    (3)地板采暖可以减少室内暖气管路、散热器、暖气罩等设施占用的使用面积,便于居室内部装修和家俱布置。根据实际测算,平均可以增加室内5%左右使用面积,等于降低了房屋造价。

    (4)地板采暖的热容量大,热稳定性好。在间歇金沙电玩城的条件下,温度变化缓慢,利用低谷电作为辅助能源可节约采暖费用,同时住户可按自己的需要,通过调节集分水器上的环路控制阀门,控制各个房间的温度,有条件的住户还可以采取自动温控来调节不同时段房间需要的温度,充分地节约能源。

    (5)可以不使用集中锅炉供热,节约了锅炉房和室外热网的建设投资,节约了建设用地。

    (6)地板采暖的设计是分户闭环式,未入住可以不运行,较好地解决了未销售房屋取暖费的支付问题,给房地产开发商和物业管理部门工作带来了方便。

    (7)地板采暖在系统运行期间只需定期检查过滤器、打开排污口排除低温水中的杂质,埋在地下的盘管根本不用维修,可节省大量维修费用,没有跑、冒、滴、漏的故障发生。

结  论

    太阳能是可再生清洁能源,既不污染环境又节约能源,是取之不尽、用之不竭的可再生能源。从我公司哈密欧景苑二期住宅工程中太阳能的应用来看,太阳能集热、低谷电辅助、低温地板辐射采暖系统装置在建筑节能领域的发展前景是广阔的,在太阳能资源较丰富地带都有推广使用价值。  

   
新闻来源:哈密市华海公司 作者:陈海华 
 电话:0902-2233769

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