基于大规模太阳能跨季节蓄热技术的供暖系统 PPT课件

1 1 系统概述2 项目背景3 创新点4 具体方案及成果5 项目投入预算6 项目计划及人员分配7 系统成本与市场竞争力分析8 经济效益和社会效益分析 主要内容 2 太阳能具有周期波动性和不稳定性 太阳能资源具有时间上非连续性和 夏盈冬亏 特性集热是太阳能转化的核心 储热是太阳能利用的核心 太阳能的特点 周期性波动不稳定性 3 储热是弥补太阳能供给与需求之间季节性不平衡的关键 太阳辐照 总热负荷 4 1 系统概述 意义 与季节性蓄热或地源热泵系统结合更有利于能源全年综合利用提升太阳能保证率系统维护成本及运行成本降低 提高系统经济性由于没有集热器闷晒空晒等问题使集热器的使用寿命得到延长节能减排 走可持续发展的能源道路 5 系统形式 集热器 区域供热管网 换热末端 水源热泵机组 跨季节蓄热水池 6 2 项目背景 国外研究状况 20世纪60年代 季节性蓄热的概念被美国第一次提出 70年代进行了大量的理论和实验研究 80年代起北欧各国紧接着进行了一系列研究 系统早期主要用于大型的季节性蓄热太阳能集中供热装置或区域供热装置中 国内研究状况 最早在1984年开始该方面的研究 马文麒和李申生对非对流型太阳池和池下土壤的跨季度蓄热问题进行了理论分析和数值计算 从2000年开始 哈尔滨工业大学的教授及研究生对严寒地区太阳能跨季节土壤蓄热供热供冷系统进行了一系列研究 此外 天津大学 上海工业大学等也进行了一系列的研究 2013年 太阳能季节性蓄热采暖及热水综合示范项目在河北经贸大学落成 该项目是中国目前规模最大的太阳能跨季节蓄热采暖项目 项目总投资约4000万 采用69000支真空管 总集热面积1 16万平方米 蓄热水箱的总蓄热容量达2万吨 7 优点 热容量高系统简单缺点 水箱需要承压 造价高 优点 系统不承压缺点 占地面积大成本高于地下储热 优点 造价低模块化设计 益于调节缺点 热容量小 优点 热容量高系统简单缺点 地质条件要求高储热温度低 通常需要热泵 砾石 水 含水层 水箱 水池 蓄热 地埋管 8 不同储热技术的经济性比较 9 不同储热技术的经济性比较 10 不同储热技术的经济性比较 11 多大面积可以称为大型系统 供热能力大于0 5MW集热器大面积大于700m2 IEA SHCTask45 12 13 14 河北经贸大学太阳能采暖工程 15 集热器面积 1 16万平方米储热水箱 228个89吨的地上水箱跨季节蓄热 河北经贸大学太阳能采暖工程 16 2 项目背景 研究内容总结 系统数值模型建立和系统动态模拟 蓄热体结构 形状和埋深对地下温度场的影响 研究各组成部分间的关系及系统的能耗特性 示范项目运行测试 17 3 创新点用跨季节蓄热水箱 水池 存储太阳能实现太阳能的跨季节利用 供暖季初期采用跨季节蓄热水箱 水池 里的高温热水直接供暖 中后期采用跨季节蓄热水箱 水池 里的水经热泵提温后供暖 利用TRNSYS能耗模拟软件对系统的运行性能进行逐时模拟 总结系统设计理念 设计方法及关键技术 尤其是跨季节蓄热水箱 水池 的结构研究及设计 目的是提高蓄热 储热和取热的效率 18 4 具体方案及成果技术原理 以跨季节蓄热水箱 水池 蓄热技术为基础 把春夏秋三季的太阳辐射热能储存起来 以供冬季采暖使用 系统不仅能够解决太阳能热水器三个季节闲置的问题 大大提高太阳能系统的全年利用率 技术路线 实地考察 理论研究 示范项目测试 工艺可行性分析 目前国内的真空管型太阳能集热器产能巨大 大规模量产的大型自动线也非常成熟 水源热泵是技术成熟的节能环保产品 两种产品的系统应用技术已经比较完备 并不断有更稳定性能更好的产品投入市场 跨季节蓄热水箱的拼装也有很多厂家可以生产制作 但是跨季节蓄热水池的制作经验较少 还需要进一步调研 19 4 具体方案及成果成果 1 国内外示范工程调研报告 2 系统设计选型方案 安装施工参考方案3 蓄热系统中的关键技术报告 4 专利及相关技术文章 5 配合完成国际能源署的工作 20 5 项目预算 21 6 项目计划及人员分配 22 7 系统成本与市场竞争力分析成本分析 以10000m2的供热面积为例 安装800m2的集热器 蓄热水池体积3200m3 热负荷按50W m2 共500kW 配两台250kW的水源热泵 风盘估计为300台 水泵及管路阀件及施工等估价80元 m2 则系统总造价为324万元 23 8 经济效益和社会效益分析经济效益分析 则系统造价为324万元 毛利可达324 20 64 8万元 以一年推行5套计算 则每年可收益324万元 具有较显著的经济效益 社会效益分析 如果按上述5套的推广 相对于电采暖 每套系统可节约电能79 7万kWh 建筑每年需耗96万kWh电供暖 太阳能节约