拉萨市无线电管理局太阳能采暖系统

拉萨市无线电管理局太阳能采暖系统 MarketSurveyI案例分析 拉萨市无线电管理局太阳能采暖系统 马志刚袁家普曲春光 (皇明太阳能集团有限公司,山东德州253090) 拉萨市是国内阳光最好的城市,由于当地能源缺乏,冬季 大部分的房屋没有统一的采暖系统,雪域高原是目前环境污染 最轻的城市之一,烧煤锅炉等污染性设备不允许再使用.随着 太阳能热水器的应用技术日趋成熟,我们能否利用太阳能达到 采暖效果呢7为此,针对拉萨市无线电管理局的采暖项目,我 们进行了一次大胆的尝试,利用太阳能产生的热水进行办公楼 及住宅楼的采暖,取得了很好的效果,下面对此进行展开介绍. 一 ,概况 拉萨无线电管理局新建五层平顶办公楼,采暖面积3000m:, 为地板采暖系统,居民楼2栋为3层平顶旧建筑,为暖气片 对流采暖系统,采暖面积各为1O00m左右.利用太阳能为地 板采暖系统提供部分热源,办公楼采暖时间为早上8:O0— 11:00时:居民楼供暖时间为:下午17:00—22:00时. 拉萨地处西藏中部稍偏东南,雅鲁藏布江中上游北部及其 支流拉萨河流域及西北地区,高原温带半干旱季风气候.拉萨 具有辐射强,日照时间长的气候特点,年日照时数在3000小时 以上,有"日光城"之称:平均气温低,日温差大,6月平均 气温为157cC,平均最高气温为229oC,是一年中温度最高的 月份,1月平均气温为一2.C,平均最低气温一97cc,是一年中 最低的月份,多年极端最高温度为296?,极端最低气温一 165oC,分别出现在6月和1月,夏季无高温,是避暑胜地干 湿季明显,雨季降水集中,多为昼晴夜雨的天气. 二,设计 1.基础水温:冷水计算温度 根据《建筑给水排水设计规范GB50015—2003提供的 数据,冷水的计算温度以当地最冷月平均水温资料确定,在 无当地水温资料时参照下 地区地面水温度地下水温度 黑龙江,吉林,内蒙古的全部.辽宁的大部分,河北,山西,46, 10陕西偏北部分 ,宁夏偏东部分 北京,天津,山东全部,河北,山西,陕西的大部分,河南北部4l0 ,15甘肃 ,宁夏,辽宁的南部,青海偏东和江苏偏北的小部分 上海,浙江全部,江西,安徽,江苏的大部分,福建北部,湖南,5I5, 20湖北东部 , 河南南部 广东,台湾全部,广西大部分.福建,云南的南部l0,l520 贵州全部,四川,云南的大部分,湖南,湖北的西部.陕西715, 2O和甘肃秦岭以南的地区 ,广西偏北的一小部分 -目中国住宅澄施 本方案在设计时冷水计算温度取4oC. 2.全年太阳辐照情况 根据国家气象中心提供的2OO1年全国各地目均及年总 辐射数据(单位MJ/m),拉萨站(北纬29.40,东经91 .08,区站号55591)水平地面太阳辐照量数据如下: 月?月三月四月五爿六目七月八月九月{月十月月 日均ij60178719l62l87241425H23422l09212O18ct61764lj725 年总73lm4O 我们选用12月份的太阳平均日辐照量15725MJ/m 为设计依据,同纬度集热器倾斜面上的太阳辐照量经计算 为25025MJ/m 3.本方案设计指标 经计算,该工程的设计热负荷为380000W.本方案设计 安装联集管集热器160台,总采光面积为860.8m,在冬季 1—3月份平均日太阳辐照量大于1752MJ/m的条件下,每天 提供热量为688688MJ.满足本项目使用面积为5000m的定 时采暖需求,阴雨天或甲方延长采暖时间而造成的热量不足 由电锅炉和水箱电加热来辅助加热来满足. 三,太阳能采暖的工作原理 太阳能地板辐射采暖系统可采用图1所示的形式 图1太阳能地板辐射采暖系统 典型的太阳能地板辐射采暖系统由太阳集热器,控制 器,集热循环泵,蓄热保温水箱,辅助热源,供回水管,关 断阀若干,三通阀,过滤器,循环泵,分水器,加热器组成. 当T>T时,控制器就启动水泵,水进入集热器进行加 热,并将集热器的热水压入水箱,水箱上部温度高,下部温 度低,下部冷水再进入集热器加热,构成一个循环.当T,<T,, 水泵停止工作. 当T2<45~CEi~-,锅炉启动加热,泵2启动将水箱中的水 送入到锅炉中,当T2>45~CI]~-,锅炉不必启动加热;加热后 的水Eia泵3送入采暖管道进行采暖循环. 四,系统的原理图 罔 本项目共采用四套集热循环控制系统,一套供暖及与锅 炉房配接的控制系统,30立方的热水储水箱2个,保证热水 有一定的储存. 五,相关计算 1,太阳能地板辐射采暖的设计计算 (1)设计参数的确定 地板辐射采暖的表面平均温度数值如下 采暖表面分类温度(?) 住宅地面24,26 很少有人停留的地面28,30 游泳池及浴池地面30,35 无人停留的地面为35,4O 可见住宅地板辐射采暖的表面温度一般都低于30?,所 以就要求热媒温度为40?,50oC,就目前我国北方的太阳能 集热器的利用情况来讲,热媒温度最高为5O?左右,所以我 们设计供回水温度分别为45?和30?. (2)供暖热负荷的确定 供暖系统的设计热负荷可用下式表示:Q=Q.+Q+ Q3+一Qd 其中,Q为围护结构耗热量,Q,为冷风渗透耗热量,Q 为冷风侵入耗热量,Q为太阳辐射进入室内的热量.此系统 是以辐射采暖为主(占60%以上),辅以对流传热.据《暖 通规范》及实际工程设计情况,一般民用建筑冬季室内设计 温度取18?.辐射采暖的设计温度比普通散热器采暖的设计 温度低1?一3~C,所以我们取为15oC.但这种计算方法繁琐, 且需要条件多. MarketSurveyl案例分析 在工程中,在仅知道建筑的总面积的情况下可采用以下 采暖热指标进行计算. 建筑物热指标推荐表(2003技术措施:暖通空调) 月=玎{删}{五?六}]几H,LHf_『j十一-月卜J 日均l56Ol787l9i62l87241425I423422l092I20l846l764l5725 年总7渤? (3)计算在5小时供暖模式下的住宅单位采暖面积下的 能耗量,我们选取7O(w/m2)为设计采暖指标. Q.. =Qh'5?3600?A?10. 式中:Q,一一全天模式采暖期能耗量(MJ) Q——建筑耗热量指标(W/m) A一一采暖面积(m2) 已知:Q=70W/m,A=2000m,计算得Q=2520MJ. (4)计算在3小时供暖模式下的办公楼采暖面积下的能 耗,我们选80(W/m2)为设计采暖指标. 式中:Q一一一全天模式采暖期能耗量(MJ) Q——建筑耗热量指标(W/m) A——采暖面积(m) 已知:Qh=80W/m,A=3000m,计算得Q.=2592MJ. 因此在定时供暖的条件下,办公楼和住宅楼需要的能量 为:2520+2592=5112MJ 考虑采暖热损失为3O%,则设备需要提供的总热量为 66456MJ. 2,太阳能集热系统的计算 Q=Ac'JTT1cd'{1一T1L) 式中:Q一一太阳能系统每天提供的热量,MJ A——直接系统集热器采光面积,mz;A=8608m2 J一一集热器受热面上日均辐照量,MJ/m2;这里取集 热器日均斜面为:25025MJ T1一一集热器全日集热效率,取值为O4O . —— 管路及储水箱热损失率,无量纲,在此取值0.2 经计算得:太阳能系统每天提供的热量为6893.28MJ 6893l28MJ肥6456MJ=l037 可以看出,太阳能地 板辐射采暖系统的设计合 理,能够满足该地区客户 需求. 经过实际运行的考验, 效果良好,是非常值得推广 的采暖系统之一.圆口 CHINAHOUSINGFACILITIES固 一一一一, 一?l:一一 豆.礁