【工程案例】北方农村冬季采暖之太阳能+空气源热泵

 

　　根据调查农村地区在设计、施工、运维多方面都存在弊端。

 

　　（1）设计方面 目前农村太阳能供暖系统设计之初，为迎合政府鼓励采用清洁能源采暖，设计人员在对当地的生物质资源、燃气资源毫无了解的情况下，直接设计为生物质 或燃气辅助太阳能供暖。

 

　　（2）施工方面 太阳能管网布局较为混乱，缺乏必要的标识；部分集热器安装缺乏规范性，与屋顶结合不够安全，不仅影响屋顶结构安全，对地面行人安全也造成威胁。

 

　　（3）运维方面 农村太阳能供暖运维主要为用户个人行为，由于缺乏专业知识和规范的运维手册，很多用户面对太阳能供暖系统故障束手无策。

 

　　因此本报告提出几种切实可行的太阳能供暖实施方案，方案响应了政府加快 太阳能采暖技术的发展，提高太阳能利用率等多项政策，此外还可以大大减轻政 府的财政压力。对中小型建筑，比如医院、中小学等建筑的供暖，也有很大的借 鉴意义，给供暖市场带来新的发展思路。

 

　　方案设计依据

 

　　1 、设计原则

 

　　考虑到热用户的消费能力以及接受程度，在尽量提高太阳能的综合利用率， 降低后期运行费用的前提下下，本方案设计中，均结合了炫坤科技独有的专利技 术——相变蓄热，以此来储存白天多余的太阳能，提升太阳综合利用率至均 70%， 辅助供能为 30%，并根据此值进行方案设计和运行费用测算。

 

 

　　以石家庄周边村庄用户为例，单户采暖面积 100m?。

 

　　3 供热负荷

 

　　1、室外设计参数 冬季大气压：102020.00Pa； 冬季室外供暖计算干球温度：-6.00℃； 冬季通风计算温度：-5.90℃； 冬季室外空调计算干球温度：-8.60℃； 冬季室外空调计算相对湿度：0.54 室外平均风速：1.40m/s； 最多风向平均风速：1.80m/s。

 

　　2、室内设计参数 农村住宅室内采暖计算温度与城市建筑的不同，在农村地区人们的工作相对比较自由，在家里也不像城市那样休闲，在家中所穿衣物比城市居民多。所以， 按照较低的室内设计温度考虑农村冬季采暖所需，是与农村居民的生活水平以及 生活习惯相符合的。农村居民对 14℃左右的室内温度普遍认为能够承受，因此， 本方案设计冬季室内采暖计算温度以 15℃以上考虑。

 

　　3 、围护结构参数 根据实际调研情况设定：

 

　　外墙：240mm 砖墙，内外抹灰，南墙一般利用玻璃门斗密封出走廊；

 

　　外窗：北墙无外窗，南侧卧室及客厅窗户尺寸 2500mm×2400mm。单层塑 钢窗；

 

　　4、外门：木框单层玻璃门，玻璃比例 60%～70%，此外有玻璃门斗；

 

　　屋顶：预制钢筋混凝土 2500 屋顶，外刷水泥砂浆。 供暖热负荷利用鸿业软件，对热用户进行负荷计算，综合热指标为 65W/㎡，考虑同时 使用率，本项目总热负荷为 6.5kW。

 

　　太阳能+空气源热泵

　　太阳能+空气源热泵运行原理

 

　　在国家政策的引导下，空气源热泵迎来了大爆发，北方地区分户采暖市场处于井喷阶段。为解决空气源热泵供热效率低的问题，本报告提出了 “太阳能+ 空气源热泵”的供暖方案。

 

　　（1）“太阳能+空气源热泵”方案设计原则

 

　　在方案设计过程中，最重要的参考值是建筑物的屋顶面积，直接决定了太阳能的设计容量。针对需要生活热水的项目，太阳能设计应优先满足热水需求，其 次在最大化利用免费的太阳能的原则下，充分利用可设置太阳能集热器的屋顶面 积设计本方案。

 

　　（2）运行原理

 

　　夏季 利用空气源热泵系统为建筑供冷，太阳能系统提供生活热水；

 

　　冬季 在阳光充足的白天，优先利用太阳能提供生活热水和制热；在夜间及阴雨天气，由空气源热泵系统为建筑物供热。

 

　　初投资

 

　　初投资主要包括太阳能供暖系统、空气源热泵，辅材、运费及税等部分，不 包含入户末端费用。

 

　　投资费用

　　本方案初投资为 4.5 万元。

 

　　运行费用

 

　　本方案采暖季总运行费用根据用户建筑保温、围护结构的不同，理论计算， 运行费用大约为 9～11 元/平方米。

【编辑：暖立方舒适家居网】