分析太阳能与生物质炉结合采暖系统技术

1建筑概况 　　项目位于密云县石城镇政府以北1km 路边，已于2014年采暖季投入使用，效果良好。 　　根据建筑形式，屋顶南向屋面最多能安装18m2太阳能集热器，按照常规1:5的面积配比，可以为90m2室内面积提供采暖。 　　本方案根据此条件进行设计。 　　2采暖技术方案 　　（一） 系统设计目标 　　1.冬季提供采暖部分所需热量，达到部分节能目的。太阳能系统冬季提供的热量一般为采暖季总耗热量的20%~50%，其所占比例根据用户建筑形式、建筑热负荷、初投资及用户的使用情况等条件进行考虑。 　　2.春夏秋提供充足的生活热水，除了连续阴天等不利气象条件，太阳能系统基本能满足用户对生活热水需要。 　　（二） 系统原理与构成 　　1.系统供热设备供热部分主要由两部分构成：太阳能集热部分、常规供热设备。住宅采暖和热水需求热量由太阳能集热器和常规供热设备提供。冬季，太阳能提供部分采暖热量需求，太阳能和常规供热设备均同时工作；春、夏、秋季的晴天，太阳能系统提供全部热水需求热量，连续阴雨天，由常规能源提供热水热量。系统供热设备如图1所示。 　　2.采暖：采用低温热水地板辐射采暖系统，供水温度35℃~45℃之间，供回水温差在10℃以内。 　　3.热水：利用自来水压力顶水使用，水温＞40℃。 　　4.储热水箱：采暖水箱为非承压水箱。 　　5.控制：系统可实现自动控制，具备手动控制功能；具备采暖水、洗浴水、室内温度显示。 　　（三） 技术措施 　　1.辅助能源 　　常用的辅助能源有电加热和生物质炉两种形式。相比之下，电加热具有快捷、干净的优点，同时也有运行费用高的缺点，不适合新型农村住宅采暖使用；生物质炉实用性高、费用低廉更贴近用户的实际生活需求。 　　利用太阳能采暖技术结合生物质炉作为辅助能源，实现可再生能源解决农村的采暖及热水用能需求。 　　2.防冻、防过热设计 　　采用落空式防冻防过热设计方案。 　　3.储热水箱 　　采暖系统采用复合水箱，该水箱的首要功能是为住户的地暖盘管设备供应太阳能热水，以保证室内采暖。同时，水箱内置盘管，利用从太阳能获得水箱中热水对经过盘管的自来水进行加热，从而得到生活热水。储热水箱设计成开式水箱适宜于落空式太阳能系统，系统结构简单，成本低。太阳能系统与采暖系统为直接系统，不设置换热装置，可降低太阳能系统工作温度，提高太阳能的集热效率。 　　4.低温地板辐射采暖系统 　　采暖末段采用低温地板辐射采暖系统，该供暖方式有如下优点： 　　4.1 系统通过地下换热盘管加热地面，地面向房间散热，形成脚暖头凉的温度场，符合人体生理学需求，提高采暖的舒适度； 　　4.2 地板辐射采暖供水温度低，适合与太阳能集热系统结合，太阳能集热器工作在高效率区域，提高太阳能利用效率； 　　4.3 地板辐射采暖有较大储热能力，可以减少储热水箱的容积，此外节能建筑可以在夜晚关闭采暖系统，利用地面热容保证室内的温度。地板辐射采暖设计中，盘管采用密管距，低供水温设计方案，保证系统高效率运行。 　　（四）技术特点 　　1.集热器 　　采暖系统在设计时需考虑太阳能与建筑相结合设计的问题，集热器采用屋面嵌入式结构，与建筑协调美观；集热器有可靠的防、排水系统，采用低噪音、低功耗、长寿命水泵；同时具有长寿命、符合水质要求的塑料管材。工程安装如图2所示。 　　2.控制系统 　　控制系统是以德国产温差循环控制仪为核心的全自动控制器，为适应不同运行控制需求，所有水泵均设有手动开关，实现系统控制的灵活性；温度在控制柜上直接显示，不需用户按健选择，避免人员失误操作带来安全隐患。设备间安装如图3所示。 　　3.系统设计特点 　　采暖系统在设计中优先考虑系统寿命、系统维护和运行安全的要求，体现以下特点： 　　3.1采用选择性涂层高效太阳能集热器； 　　3.2集热器面积大，实现较高太阳能保证率； 　　3.3采用温度分层复合水箱，保证储能、生活热水和采暖需求； 　　3.4采用钢化玻璃和整体板芯，集热器内无接口，保证系统寿命和在恶劣环境中无故障运行； 　　3.5采用换热盘管保证生活用水水质； 　　3.6用生物质低排放炉作辅助热源（北京市太阳能研究所集团有限公司律翠萍张永泉）