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国家新能源工程技术研究中心

2012-07-17

科学中国人 2012年18期
关键词:集热器热水水泵

国家新能源工程技术研究中心于1992年3月经国家科委组织论证,1992年5月正式批准组建。1995年通过国家科委组织的评委验收,并于同年底正式命名挂牌。新能源中心的依托单位是北京市太阳能研究所 (现转制为北京市太阳能研究所有限公司),上级主管部门是北京市科学技术委员会。新能源中心以太阳能热利用技术、太阳能光伏技术和高效节能为主要研究领域。

新能源中心积极开展对外合作交流。先后与夫朗和费太阳能研究所、芬兰赫尔辛基技术大学、丹麦理工大学、NESTE公司微化学实验室、澳大利亚新南威尔大学光电研究中心、德国宇航公司、韩国能源研究所、美国国家可再生能源实验室等国际知名的太阳能研究开发机构建立了合作关系,进行学术交流和工业合作,取得了较好的影响。

新能源中心以推动行业技术进步、促进企业发展为目的,以可再生能源应用技术为研究方向,开展行业远期共性技术和产业化关键技术研究,并承担国家、地方及企业委托的科研项目。坚持产学研结合创新机制,发挥中心科技人才及研发资源,注重技术创新,已成为新能源领域的技术成果转移、转化的平台。

光热研发团队

中韩技术交流

中丹技术交流

一、太阳能采暖系统

与建筑有机结合:太阳能集热器安装在坡屋顶或南立面上,保证使用要求的同时,维持原有建筑美观。

采暖情况理想:在冬季,如果仅使用太阳能,在晴朗的天气时,室内温度基本可保持10度以上;如果用户对采暖标准有更高要求,可以再使用辅助能源给予补充。

使用简便:控制系统核心部件采用德国原装进口温差控制仪,用户只要设定好系统参数,就可以放心使用。

运行可靠,维护简便:循环介质采用水,有效降低运行费用;当系统不需要运行时,水泵停止运行,集热器和管道中的水自动落回到水箱中,有效的解决防冻和防过热的问题,运行安全可靠。

辅助热源经济适用,采用桑普多用途,节能环保采暖炉和电加热相配的辅助热源系统,既能利用当地的资源,又能满足用户的各种使用要求。采暖炉既可用于采暖也可用于炊事,可燃烧生物质压块,普通柴薪和煤等燃料。

生活热水和采暖水相互隔离,生活水箱为承压水箱,保证了用户用水的品质和舒适性。

二、太阳能空调、采暖、光伏综合系统

太阳能光热利用部分

太阳能空调制冷、采暖和热水工程综合系统

夏季由太阳能集热器向澳化锉制冷机提供设定温度的热水,通过制冷机产生冷水并通过风机盘管向房间提供冷风冬季,由太阳能集热器加热成40-60℃左右的热水,直接通过风机盘管向房间提供热风;过渡季节本系统作为太阳热水器可提供大量科研和生活用热水。

主要技术指标:

(l)太阳能集热器采光面积850平米

(2)制冷、采暖功率360千瓦

(3)热水供应能力(非空调采暖季节)50吨

(4)空调采暖面积3000多平米

(5)太阳能保证率全年70%

经过两年的运行各系统运转正常。2006年夏季的室温保持在26℃以下,满足规定的制冷低于27℃的要求,2006年冬季的室温保持在22℃左右,满足规定的采暖温度高于18℃的要求。太阳能光热系统主要用于空调制冷和采暖系统主要组成如下:

集热储热部分:由太阳能集热器、水泵B1储热水箱和辅助电锅炉等组成。

热能利用部分:由采暖循环子系统和制冷循环子系统有机结合构成。采暖循环子系统:由储热水箱、水泵B6和风机盘管等组成,用于采暖供热;制冷循环子系统:由储热水箱、水泵B3、制冷机一冷却塔、水泵B5、储冷水箱、水泵B6和风机盘管等组成用于空调制冷。

北苑太阳能应用示范工程集太阳能制冷、采暖、热水、并网发电和独立发电于一身,是我国迄今为止在大型太阳能综合利用最全的一个示范工程,在规模上也堪称一流,故而被誉为“桑普——中国太阳能第一楼”。在我国可再生能源法通过的今天,这个项目更具有现实的指导意义。

太阳能并网发电系统

地板采暖系统

系统采用了新型的直流真空管太阳能集热器产生的热水直接流经预置在地板下的管路,采用较少的能源即能使建筑物达到取暖的温度。

太阳能光电利用部分

100千瓦太阳能光伏发电系统所采用的太阳电池组件包括:单晶硅、多晶硅和CIS薄膜太阳电池以进行对比性实验为产业化发展积累有效的试验数据。

整个光伏发电系统由四部分组成:

80千瓦并网发电系统主要是为在奥运场馆中使用做示范;

10千瓦并网发电系统主要是为在奥运村的别墅中使用做示范;

4.5 千瓦户用并网系统主要是为太阳能光伏屋顶项目做示范;

太阳能光伏并网发电系统所发电力除供给负载外,若有多余可反馈给电网。由于有光伏系统和公共电网同时给负载供应电力两路供电增加了供电的可靠性。

太阳能作为新能源和可再生能源的一种,是取之不尽、用之不竭的洁净能源。开发利用太阳能对于节约常规能源、保护自然环境、促进经济发展和提高人民生活都有极为重要的意义。在太阳能热利用方面太阳热水器技术日趋成熟,应用领域已从生活热水扩大到采暖、制冷空调、海水淡化、工业加热、热发电等上述诸多应用中,又以大阳能采暖、空调以及生活热水这样的综合应用系统最具潜在的价值,它可以更为充分地利用太阳能,更为充分地实现建筑节能,更为充分地体现与建筑相结合。

三、太阳能与建筑结合系统

集热效率高

本系统采用高效的平板型太阳能集热器,吸热板上有性能优越的选择性吸收涂层,可有效地将太阳能转换为热能,具有明显的节能效果。

太阳能与建筑结合

本系统由建筑设计单位和太阳能生产企业密切合作,共同设计,既保证了屋面整体效果协调、美观、又采取了严格的屋面防水措施。

工作安全可靠

本系统实现智能控制,工作安全可靠,无须专人值守。系统不易出现故障,正常使用寿命为15-20年。

系统运转安静

本系统的循环水泵全部采用丹麦技术格兰富水泵,运转平稳,噪音极低,决不会影响居民的日常生活。

热水供应

系统采用集中采热,安装方便,可靠性高,便于管理维护。分户供热,安装计量仪表,分户计量收费,实现收费透明化,便于节约能源。

四、太阳能集中集热分户送热系统

使用经济性

系统采用集中采热,分户供热的方式。太阳能产生的热量是通过换热方式提供给用户的,用户无须支付太阳能产生热量的费用,只要在太阳辅照不足时使用需支出少量电费。总体使用成本相当低廉。

利益均衡性

在城市建设用地紧张,建筑物间相互遮挡不可避免,在建筑本身体型多样带来的房间日照条件不均的情况下,可以最大限度的实现利益均衡性,即使是住在低层的住户也能享受到从顶楼采集的太阳能所带来的便利和实惠。

安全可靠性

系统集热器采用太阳能集热器 ,抗冲击性能优异,且安置在楼顶,没有坠落隐患,系统整体运行平稳,寿命长。

管理便捷性

系统集热器及循环控制设备均设置于公共空间,便于物业统一管理和维护,能够更有效的保证系统长期正常运行,在设备使用寿命期限内持续发挥效力,避免了用户因维护成本高所造成的投资浪费。

费用低廉

系统仅通过热媒换热向用户提供热量,故无需物业统一计量收费,且系统运行费用低廉,用户易于承受。用户公摊费用低——仅需支付循环水泵的电耗。

真正建筑一体化

系统集热器集中设于屋顶采光最好位置,与各户实际日照条件无直接关系,亦不需要每户均设南向阳台,因而建筑平面布局可以相对灵活。除屋面荷载与有所增加外,其余空间无需考虑增加承重、防水、排水、保温等设计内容。不多占用室内空间,也可少增加土建成本。

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