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产业报告2021丨供热技术路线的经济适用性评价:一、供热技术经济适用性评价之太阳能供热

发布者:CHIC | 日期:2021-12-22 | 来源:CHIC | 阅读:601

第四篇 供热技术路线的经济适用性评价

一、供热技术经济适用性评价

3.不同供热方式评价

(2)太阳能供热

太阳能热利用技术成熟、应用广泛、主要技术有太阳能热水系统、太阳能供暖、太阳能制冷等,用于生活及工业热水、取暖及制冷等的热能供应。

太阳能供热分为被动式太阳能采暖和主动式太阳能供热采暖。被动式太阳能采暖是指太阳能用于直接加热建筑物内的空气和物品,无须使用其他能源,对应建筑称为被动式太阳能采暖房。主动式太阳能供热采暖系统利用机械方法贮存、聚集及在建筑物内分配太阳能,以提供热水或空间供暖,可同时满足供热和采暖两方面功能的需求。本书主要介绍主动式太阳能采暖。

技术原理。主动式太阳能系统是由太阳能集热器、管道、风机或泵、储热装置、室内散热末端等组成的强制循环太阳能供热系统,它将传热工质(水或空气)通过太阳能集热器输送到蓄热器或待供暖房间内。系统一般设有辅助热源装置,以保证供暖效果。其工作原理为太阳能集热器在晴朗天气吸收太阳能,加热集热器内的载热流体(通常为自来水),使得集热器内载热流体温度不断升高,利用传感器监测流体温度,当集热器监测点温度与集热箱水温之差达到上限值时,太阳能系统泵启动,太阳能集热器内载热流体循环加热集热水箱的水,不断将太阳能集热器的能量存储到集热水箱中,随着集热水箱中的水不断被加热,集热器内载热流体的温度不断下降,当集热器检测温度与集热水箱差值达到设定下限时,太阳能系统泵停止。在阴天下雨或者夜晚,太阳能量不足,此时集热水箱温度达不到设定温度时,辅助热源将自动启动进行供热。太阳能供热原理示意如图4-7。

设计太阳能供热采暖系统时,要同时兼顾采暖与供热水两个系统的使用特点。一般而言,根据房屋条件、居住人数等情况不同,采暖负荷会比供热负荷大2-10倍。

图4-7 太阳能供热原理示意图

技术特点。主动式太阳能作为新型清洁供热技术,一是相比于被动式太阳能系统集换热效率较高,系统热量变化波动小,具有良好的供热性能。二是可以提供采暖和热水。三是清洁干净,操作便利,安全性高。四是不能独立适用,在阴雨天和夜晚,需要使用辅助热源。

技术经济性。第一代技术初始投资在3万元/户,每个采暖季运行成本约在3000元/户。2020年,第三代太阳能采暖技术已投入使用,初始投资已低于1万元,供热面积为100 平方米,供热周期4个月,采用燃气或者电作为辅助热源,室内温度在16℃时,单个采暖季运行成本约在2000元,即每个采暖季运行成本约为20元/平方米。

发展现状。太阳能集热器是太阳能供热的核心元件,依托我国真空管的传统优势,部分企业进行了提高真空管集热器连续供热能力的结构性创新。“太阳能+”采暖技术进步呈现加快趋势,短期蓄热供暖系统太阳能贡献率逐步提高,太阳能保证率超过50%;季节蓄热供暖技术进入到应用研究阶段;热水、供暖、制冷联供技术开始商业化应用。工农业应用供热技术进步,使示范应用项目在部分地区增多,覆盖范围已扩大到纺织、印染、食品加工、农产品种养殖、农副产品加工干燥、烟叶、中草药、建材等诸多领域。中高温器件与应用技术不断进步,掌握太阳能集热技术(CPC)企业增加,“中温蒸汽系统”、“中温油供热系统”、“中温供暖系统”等都技术取得一定进展,有的产品已经进入商业化应用。

适用范围。我国的被动式太阳能采暖技术主要应用于乡镇、农村地区,这是由于相对于城市密集的高层住宅形式,农村普遍存在的小型、分散住宅形式容易实现被动式太阳能采暖设计。但单纯利用被动式太阳能采暖尚不能完全满足室内环境舒适度的要求,对舒适度要求较高的住户还需相应的需增加设备资金投入,如煤、气、油或者电能。


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