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徐蒙:四季沐歌太阳能季节性蓄热技术应用
时间:2016-06-14 来源:imsia
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       5月26日,由河北省太阳能利用行业协会、河北省光热产业技术研究院、国际铜业协会、IMSIA国际金属太阳能产业联盟联合举办的“ 2016中国河北第三届可再生能源工农业利用峰会”在保定市电谷国际酒店隆重召开。会上,四季沐歌工程有限公司徐蒙工程师对该公司的太阳能季节性蓄热进行了分享。

 

 

四季沐歌工程有限公司于2000年成立, 2012年5月21号上市,刚刚过了四周年。在2014年,就达到了生产量千万台的数量,有一千多万的用户,五大交通口,现在建成的有北京、武汉、上海、海口和西安,以后会在济南等等这些主要的城市建立这样的营销端口。 

 

 

在研发实力方面,四季沐歌有很多的实验设施,是在行业内领先的,中国的光热行业唯一一台热水器,可以模拟太阳光来完成检测。因为现在天气很不稳定,在检测的时候受到很大的限制,通过这个设备可以完全模拟真正的阳光的发光条件来达到检测的目的。

 

 

简单介绍一下跨季节采暖的技术应用形式。跨季节采暖从2011年以后才在太阳能行业应用起来,什么是跨季节采暖?最简单地理解就是将春、夏、秋三个季节的热量给蓄存起来,留到冬天去使用、采暖,或者热水供应等,这样才能达到能源的充分利用,可以达到节省能源。这是一个简单的原理,它最主要的是四个部分,搜集热量、储备热量、提取热量,最后是当能量不足时通过辅助能源补充。

 

 

太阳能季节性蓄热采暖的优势有两点,首先在于可以提供稳定的高品质热源,我们知道太阳能有几个很不好的缺点,具有分散性,能量密度低,间歇性,同时季节性分布不均匀。这个时候通过化学蓄热,它可以把整个的热量续存到地下,续存到地下以后没有热量的时候就通过地下续存的热量向上供应。

    

第二个是还可以解决太阳能供给和需求不匹配的矛盾。夏季的时候会产生过多的热量,因为没有储存,高温过热会造成各设备部件老化速度会加快,降低整个系统寿命同时降低运行效率,集热器膜层衰减加剧,系统安全性降低。其次,水箱蓄热量小,无法容纳大面积配比得来的热量,热量无处应用,造成热量浪费,比如说温度特高的时候,它会产生很多的水蒸气,通过相应的排气系统会排出,会有可能喷到人身上等等这方面的问题,系统有可能因为蒸汽的问题会造成系统损害。

       

这样的话通过跨季节蓄热可以提高系统综合利用率,缩短回收的热气。当然现在蓄热的技术有很多种,主要有显热、潜热,还有化学储热。我们应用最多的不管是鹅卵石,还有我们的地下土壤蓄热,水源热泵蓄热或者说我们的水箱蓄热,都属于这一类的。下面是一些熔岩等东西做材料,它用到低温里会存在一些问题,跨季节蓄热可能成本会高一些。

 

 

我们常用的显性蓄热,主要有四种形式。第一种是水池蓄热,通过水的方式将热流存储起来。这样可以储存的热量更多一些,同时它的流动性比较好,存取热量快捷方便,当然它的优点可能也会决定了它的缺点。比如说我们想让这个水的蓄热达到分层的时候,那水的流动性就会给我们造成一定的阻碍,我们怎么样来实现水箱分层来蓄热,这是一个很难解决的问题。

    

第二个是土壤蓄热,土壤蓄热是在土壤中打井,有些类似于地源热泵。低压热泵向地下蓄热,土壤是恒温的,向里面补充热量,然后堆起来,把热量蓄进去。

    

第三个是含水层蓄热,这个应该是可遇而不可求的,在国外见过这样的案例,利用它们的地势条件,比如说两山之间,或者正好有个暗河,或者湖,直接涌到这个含水层进行蓄热,这个不推荐,前两者比较大。

    

最后一个是砾石—水蓄热。需要有水来为它蓄热,这个技术应该是国外的,国内用的还偏少一点,水蓄热最多的。

 

我们找到了保定的一些相关气象数据,我们整个太阳普照量大概有冬季采暖的时间,包括温度等。通过相应参数进行了核算。在2014年保定区域的太阳普照量在同一纬度平面上普照量可以达到17.56MJ/㎡,在这里专门列了一张表列出来,但是在平面上有13点几,这个角度还是很重要的。

 

 

跟国外跨季节采暖做的比较好的一些国家,我们也进行了一个数据的对比,斯德哥尔摩,伦敦还有巴黎,我们可以看到全年的普照量只有这么多,基本都是3000多,不会特别高。而在中国我们可以看到保定区域6400多,我大概算了一下,它可以达到国外跨季节应用比较好的地区两倍,自然条件是非常优越的,在太阳能应用方面是非常有优势的。

 

 

在能源选择方面我们有很多种,太阳能、空气能、电能、天然气等,其实无论客户的需求什么,节能、环保、安全、稳定这四个点是非常重要的。而太阳能和电是最好的一个结合方式,这里电可能是热泵,不管是水源、地源还是土壤源,这都是非常好的一个方式,它要比直接用电要好。我们也研究了一下这个热价,比国外做的要好。0.08元/MJ,其他的可能会更高一些,只有煤比较低。所以现在对我们来说,在保定应用太阳能和电能相结合是最好的。

    

下面介绍一下我们做了很多年的跨季节采暖的案例,我们国内最大的,一个两万多蓄热量在采暖工程2012年正式运行,根据这几年的跟踪情况,它的运行还是比较良好的。这个是我们洛阳的一个化学蓄热,当然这个是以研究型为目的的,我们跟德国政府合作做了这个PPD项目,这个做的比较少,给了我们一些很指导性的意见,它的研究性还是比较好的建筑面积约为1500㎡,利用已有的224㎡太阳能集热器进行季节性蓄热,蓄热水箱为2个圆形160T的大水箱。

 

 

我们简单分析一下洛阳的这个案例,用的是两个160T的水箱进行蓄热,它的原理是通过太阳能还有水源热泵相结合来实现热量的存储和利用,当我们热源不够的时候,它可以从中用水源热泵把低温的热水给萃取出来,把它升华为高温的热水,然后用来采暖。这是我们水箱的一个蓄热制作图,保温做的非常厚,又做了三层。

 

 

现在我们国内做跨季节蓄热的不是很多,这也是我们现在的一个短板,我们一直在去思考怎么样达到蓄热,我们这个蓄热是采用了分层蓄热,并不是简单的一个蓄热水箱,内部会有很多的结构,来达到让水尽量不绕流。

 

在施工现场,我们在上面安装了很多探头,搜集了几千万的数据,这个数据跟我们原来的数据还是差别很大的。这是晴天和阴天的数据。

 

 

这个阴天并不是指一直阴天,它也有多云,阴晴间接性的,。当然我们蓄热过程中会不断加水,这样它的温度变化比较均匀,在10月份以后做了一个详细温度下降的变化,因为我们只有一千平的,效果还是非常好的。

    

我们6米高的一个水箱中,三米那个位置到最底层,这个温差大概能达30多度左右,它这个温差是很有意义的,会给我们带来一些施工经验、设计经验,给我们后期的设计上提供了很好的资料。同时一些远程性的数据可以应用到,为我们以后做的大型采暖提供了相应的模板。

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