基于大規(guī)模太陽能跨季節(jié)蓄熱技術(shù)的供暖系統(tǒng)

11.系統(tǒng)概述

2.項(xiàng)目背景3.創(chuàng)新點(diǎn)4.具體方案及成果5.項(xiàng)目投入預(yù)算6.項(xiàng)目計(jì)劃及人員分配7.系統(tǒng)成本與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力分析8.經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益分析主要內(nèi)容

『太陽能具有周期波動(dòng)性和不穩(wěn)定性』太陽能資源具有時(shí)間上非連續(xù)性和“夏盈冬虧”特性集熱是太陽能轉(zhuǎn)化的核心，儲(chǔ)熱是太陽能利用的核心。太陽能的特點(diǎn)：周期性波動(dòng)不穩(wěn)定性『儲(chǔ)熱是彌補(bǔ)太陽能供給與需求之間季節(jié)性不平衡的關(guān)鍵』太陽輻照總熱負(fù)荷41.系統(tǒng)概述：意義：與季節(jié)性蓄熱或地源熱泵系統(tǒng)結(jié)合更有利于能源全年綜合利用提升太陽能保證率系統(tǒng)維護(hù)成本及運(yùn)行成本降低，提高系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性由于沒有集熱器悶曬空曬等問題使集熱器的使用壽命得到延長(zhǎng)節(jié)能減排，走可持續(xù)發(fā)展的能源道路『系統(tǒng)形式』集熱器區(qū)域供熱管網(wǎng)換熱末端水源熱泵機(jī)組跨季節(jié)蓄熱水池62.項(xiàng)目背景：國(guó)外研究狀況：20世紀(jì)60年代，季節(jié)性蓄熱的概念被美國(guó)第一次提出，70年代進(jìn)行了大量的理論和實(shí)驗(yàn)研究，80年代起北歐各國(guó)緊接著進(jìn)行了一系列研究。系統(tǒng)早期主要用于大型的季節(jié)性蓄熱太陽能集中供熱裝置或區(qū)域供熱裝置中。國(guó)內(nèi)研究狀況：最早在1984年開始該方面的研究，馬文麒和李申生對(duì)非對(duì)流型太陽池和池下土壤的跨季度蓄熱問題進(jìn)行了理論分析和數(shù)值計(jì)算。從2000年開始，哈爾濱工業(yè)大學(xué)的教授及研究生對(duì)嚴(yán)寒地區(qū)太陽能跨季節(jié)土壤蓄熱供熱供冷系統(tǒng)進(jìn)行了一系列研究。此外，天津大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué)等也進(jìn)行了一系列的研究。2013年，太陽能季節(jié)性蓄熱采暖及熱水綜合示范項(xiàng)目在河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)落成，該項(xiàng)目是中國(guó)目前規(guī)模最大的太陽能跨季節(jié)蓄熱采暖項(xiàng)目。項(xiàng)目總投資約4000萬，采用69000支真空管，總集熱面積1.16萬平方米，蓄熱水箱的總蓄熱容量達(dá)2萬噸。

優(yōu)點(diǎn)：熱容量高系統(tǒng)簡(jiǎn)單缺點(diǎn)：水箱需要承壓，造價(jià)高優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)不承壓缺點(diǎn)：占地面積大成本高于地下儲(chǔ)熱優(yōu)點(diǎn)：造價(jià)低模塊化設(shè)計(jì)，益于調(diào)節(jié)缺點(diǎn)：熱容量小優(yōu)點(diǎn)：熱容量高系統(tǒng)簡(jiǎn)單缺點(diǎn)：地質(zhì)條件要求高儲(chǔ)熱溫度低，通常需要熱泵礫石-水含水層水箱（水池）蓄熱地埋管技術(shù)路線水箱混凝土水池蓄熱水池地下儲(chǔ)水層洞穴儲(chǔ)熱地埋管儲(chǔ)熱價(jià)格高高低低低低可靠性高低低低高高熱損低低中中低高不同儲(chǔ)熱技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性比較不同儲(chǔ)熱技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性比較不同儲(chǔ)熱技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性比較11多大面積可以稱為大型系統(tǒng)？供熱能力大于0.5MW集熱器大面積大于700m2—IEA-SHCTask45河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)太陽能采暖工程14集熱器面積：1.16萬平方米

儲(chǔ)熱水箱：228個(gè)89噸的地上水箱跨季節(jié)蓄熱河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)太陽能采暖工程15162.項(xiàng)目背景：研究?jī)?nèi)容總結(jié)：系統(tǒng)數(shù)值模型建立和系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模擬；蓄熱體結(jié)構(gòu)、形狀和埋深對(duì)地下溫度場(chǎng)的影響；研究各組成部分間的關(guān)系及系統(tǒng)的能耗特性；示范項(xiàng)目運(yùn)行測(cè)試。173.創(chuàng)新點(diǎn)用跨季節(jié)蓄熱水箱（水池）存儲(chǔ)太陽能實(shí)現(xiàn)太陽能的跨季節(jié)利用。供暖季初期采用跨季節(jié)蓄熱水箱（水池）里的高溫?zé)崴苯庸┡泻笃诓捎每缂竟?jié)蓄熱水箱（水池）里的水經(jīng)熱泵提溫后供暖。利用TRNSYS能耗模擬軟件對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行性能進(jìn)行逐時(shí)模擬?？偨Y(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)方法及關(guān)鍵技術(shù)，尤其是跨季節(jié)蓄熱水箱（水池）的結(jié)構(gòu)研究及設(shè)計(jì)，目的是提高蓄熱、儲(chǔ)熱和取熱的效率。184.具體方案及成果技術(shù)原理：以跨季節(jié)蓄熱水箱（水池）蓄熱技術(shù)為基礎(chǔ)，把春夏秋三季的太陽輻射熱能儲(chǔ)存起來，以供冬季采暖使用。系統(tǒng)不僅能夠解決太陽能熱水器三個(gè)季節(jié)閑置的問題，大大提高太陽能系統(tǒng)的全年利用率。技術(shù)路線：實(shí)地考察，理論研究，示范項(xiàng)目測(cè)試。工藝可行性分析：目前國(guó)內(nèi)的真空管型太陽能集熱器產(chǎn)能巨大，大規(guī)模量產(chǎn)的大型自動(dòng)線也非常成熟。水源熱泵是技術(shù)成熟的節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品。兩種產(chǎn)品的系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)比較完備，并不斷有更穩(wěn)定性能更好的產(chǎn)品投入市場(chǎng)?？缂竟?jié)蓄熱水箱的拼裝也有很多廠家可以生產(chǎn)制作，但是跨季節(jié)蓄熱水池的制作經(jīng)驗(yàn)較少，還需要進(jìn)一步調(diào)研。194.具體方案及成果

成果：1、國(guó)內(nèi)外示范工程調(diào)研報(bào)告。2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)選型方案、安裝施工參考方案3、蓄熱系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)報(bào)告。4、專利及相關(guān)技術(shù)文章。5、配合完成國(guó)際能源署的工作。205.項(xiàng)目預(yù)算研發(fā)費(fèi)用明細(xì)金額（萬元）系統(tǒng)調(diào)研考察差旅費(fèi)用10參加國(guó)內(nèi)外論壇及會(huì)議費(fèi)用2系統(tǒng)軟件學(xué)習(xí)及資料費(fèi)用4測(cè)試費(fèi)2人工費(fèi)2合計(jì)20216.項(xiàng)目計(jì)劃及人員分配序號(hào)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)基本產(chǎn)品配備設(shè)計(jì)人員負(fù)責(zé)人配合部門完成日期1項(xiàng)目立項(xiàng)申請(qǐng)及技術(shù)評(píng)審李旭光、吳曉瓊、李旭光項(xiàng)目評(píng)委總工辦2016/1/232系統(tǒng)調(diào)研、考察及測(cè)試?yán)钚窆?、吳曉瓊、張?qiáng)、李本華、周新龍李旭光研發(fā)部、測(cè)試部2016/5/153系統(tǒng)的總結(jié)與研究李旭光、吳曉瓊、張強(qiáng)、周新龍李旭光研發(fā)部、測(cè)試部2016/7/154系統(tǒng)模擬費(fèi)用李旭光、吳曉瓊李旭光研發(fā)部2016/10/155產(chǎn)品技術(shù)文件編制李旭光、吳曉瓊李旭光研發(fā)部2016/11/256編寫項(xiàng)目總結(jié)報(bào)告及項(xiàng)目驗(yàn)收文件李旭光、吳曉瓊李旭光總工辦、研發(fā)部2016/12/25227.系統(tǒng)成本與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力分析成本分析：以10000m2的供熱面積為例，安裝800m2的集熱器，蓄熱水池體積3200m3,熱負(fù)荷按50W/m2，共500kW，配兩臺(tái)250kW的水源熱泵，風(fēng)盤估計(jì)為300臺(tái)，水泵及管路閥件及施工等估價(jià)80元/m2，則系統(tǒng)總造價(jià)為324萬元。名稱數(shù)量單位單價(jià)（元）總價(jià)（萬元）集熱器800m250040蓄熱水池3200m3500160水源熱泵2臺(tái)10000020風(fēng)機(jī)盤管300臺(tái)80024其他部分及施工1套80000080累計(jì)324238.經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益分析經(jīng)濟(jì)效益分析：則系統(tǒng)造價(jià)為324萬元，毛利可達(dá)324×20%=64.8萬元，以一年推行5套計(jì)算，則每年可收益324萬元，具有較顯著的經(jīng)濟(jì)效益。社會(huì)效益分析：如果按上述5套的推廣，相對(duì)于電采暖，每套系統(tǒng)可節(jié)約電能79.7萬kWh（建筑每年需耗96萬k