太阳能供热采暖工程案例介绍

太阳能供热采暖工程案例

--北京门头沟区妙峰山镇樱桃沟村民居太阳能热水采暖项目

1.项目概况

●项目名称

北京门头沟区妙峰山镇樱桃沟村民居太阳能热水采暖项目

●建设背景

北京门头沟区妙峰山镇樱桃沟村是北京社会主义新农村建设改造首批示范村，改造建筑总面积16000平方米。改造后的82套民居建筑依山坐落，洋溢着淳朴的北方乡村民俗建筑风情，百姓生活硬件设施条件改善有了质的飞跃。平均200平方米的二层独栋式建筑，双卫生间设计，热水及采暖配套清洁能源—太阳能集热电辅助热源供给。

●项目业主单位

北京门头沟区妙峰山镇樱桃沟村村委会

●承建单位

北京天鸣阳光太阳能科技有限公司

●项目建设时间

2005年9月—2008年10月

●项目规模

总建筑面积16000㎡，最大单户建筑面积947㎡，最小单户建筑面积104㎡，平均单户建筑面积200㎡，安装太阳能集热面积3200㎡，平均单户安装太阳能集热面积40㎡。

●建筑类型和节能措施

二层独栋式砖混结构建筑，建筑面积平均200㎡，现浇坡屋顶，双层玻璃塑钢窗，外墙为370mm黏土空心砖墙，二层坡屋顶内吊石膏板平顶，上面满铺50mm 岩棉板保温。供暖末端采用低温热水地板辐射采暖系统。

2.工程概况

以樱桃沟村200㎡单体民居建筑为例，采用低温热水地板辐射采暖，热源形式为太阳能集热电加热辅助复合分体系统，该系统同时提供用户全年生活热水供应。

（1）设计参数

●采暖面积及采暖负荷

本项目低温热水地板辐射采暖设计供回水温度为40℃/30℃，室内设计温度为16℃，室外设计温度为-9℃，节能建筑采暖设计热负荷为50 W/㎡，建筑耗热量指标为20.6 W/㎡。北京地区采暖期为125天。

本建筑采暖面积按160㎡计算，采暖设计热负荷为50 W/㎡，电辅助加热功率应配置8kW；建筑耗热量指标为20.6 W/㎡，采暖期建筑日平均耗热量为3296W/日。

●热水负荷

建筑户均人数按3.0人/户计算，设计最高日用热水定额取100L/人，设计平均日用热水量取50L/人，设计热水温度为45℃。

●当地环境温度、自来水温度

当地冬季环境温度平均为-2.2℃，冬季最低环境温度为-9.2℃，自来水温度按10℃设计。

（2）太阳能供热系统

●集热器类型

目前，太阳能集热器主要有平板集热器、全玻璃真空管集热器、金属-玻璃真空管集热器三大类别。

太阳能集热系统采用真空管集热器，南北向竖置式真空管集热器与建筑坡屋面结合相比横排真空管集热器美观，同时有利于防止积雪覆盖及减少真空管积尘影响。平板集热器在同样安装条件下易积雪、积尘，影响系统得热。金属-玻璃真空管集热器性能较好，但造价偏高。

结合本项目特点，系统选用竖置式三防三腔全玻璃真空管集热器。

●集热器性能参数

产品型号TMQBS5816型

外形尺寸1350×2050×140 mm

自重58kg（含水）

集热器件三腔全玻璃真空集热管

规格数量Φ58×1800mm×16支

集热面积 2.5 m²

密封形式硅橡胶圈密封

承压能力0.05-0.10MPa

内胆材料Φ63mm PP-R/SUS304不锈钢钎焊集联管

外壳材料彩涂铝板/钢板喷塑铝合金扣盖

保温材料40mm聚氨酯整体发泡

支架材料热镀锌板折弯型材喷塑

集热功率日太阳辐照量17.0MJ/m²集热输出：1.0KW/组

热水补偿北京地区参考值：25L/h △T=35℃

●集热器性能特点

1.集热器采用联箱式微承压设计，适用于自然循环、强制循环太阳能集热系统。

2.集热器采用国标全玻璃真空管高效集热，真空保温，全年运行，投资较经济。

3.集热器的真空管南北竖向放置，内置玻璃芯管，强化自然循环集热，使真空

管内的存水量减少，系统有效得热量提高。

4.集热器的真空管全天自动跟踪阳光，集热器安装与地面夹角在30°～75°范

围任意设置。

5.集热器可采用循环防冻/介质防冻措施保证在寒冷地区运行。

●系统集热器面积

综合考虑建筑采暖负荷及生活热水负荷，系统配置集热面积为40㎡，集热器倾角设置按建筑坡屋面角度为28°，朝向正南。

●水箱容积

水箱容积按生活热水配置要求为150L，SUS304不锈钢内胆，聚氨酯整体发泡，敞开式水箱，内置生活热水换热器。

（3）系统原理图

（4）系统运行方案：

●系统分夏季热水模式和冬季采暖模式，双模式手动控制转换；

●夏季热水模式下，太阳能集热运行：T1-T3≥8℃时，集热循环泵P1启

动循环，T1-T3≤2℃时，集热循环泵P1停止循环。

●夏季热水模式下，电辅助加热运行：电加热在设定时间段内运行。设定

时间段内，T3达到设定下限温度值40℃时，电加热B输出加热，T3达

到设定上限温度值50℃时，电加热B停止加热。

●冬季采暖模式下，太阳能集热采暖：T1-T3≥8℃时，集热循环泵P1启

动循环，同时采暖循环泵P2启动循环，T1-T3≤2℃时，集热循环泵P1

停止循环，同时采暖循环泵P2停止循环。

●冬季采暖模式下，电辅助加热运行：电加热在设定时间段内运行。设定

时间段内，T4达到设定下限温度值20℃时，电加热A输出加热，同时

采暖循环泵P2启动循环，T4达到设定上限温度值30℃时，电加热A

停止加热，同时采暖循环泵P2停止循环。

●冬季采暖模式下，系统防冻保护：T2达到设定下限温度值4℃时，系

统防冻保护输出，系统防冻循环或管路防冻伴热输出，T2达到设定上

限温度值8℃时，系统防冻保护停止。

●系统补水：系统储热水箱满液位运行，当水箱液位低于设定液位下限时，

自动补水输出，达到设定液位上限时，系统补水停止。

●生活热水：生活热水利用自来水通过水箱内置换热器即时换热供给。（5）建筑安装实景图：见附件

3.系统运行和监测

（1）太阳能资源：按《中国气象辐射资料年册》2001年册的气象资料统计数据给出的水平面月平均日辐照值换算与水平面成当地纬度角的太阳辐射

月平均值列入表1，太阳能集热器效率按50%计算。

（2）建筑耗热量：

本项目无建筑热工计算数据，按节能50%建筑估算则建筑设计热负荷取50W/㎡，建筑耗热量指标取20.6W/㎡，采暖室外计算温度为T=-9℃；

计算采暖期的耗热量时应折算为面积平均热指标q=Q×[（t-t1）/（t-T）] 其中：q —面积平均热指标（W/㎡）；

Q --采暖设计耗热量（W/㎡）；（按30W/㎡计算）

t —采暖室内计算温度（℃）；（按16℃计算）

t1—月平均温度（℃）；

T --采暖室外计算温度（℃）；（按-9℃计算）

根据采暖设计热负荷，按照各个月的平均温度可以得出各个月的月平均面积热指标（W/㎡），计算结果见表2。