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太陽能熱水系統建筑應用能效測評設備研發與應用

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  • 更新日期:2015-05-15 13:24
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摘 要:基于《可再生能源建筑應用示范項目測評導則》、《太陽熱水系統性能評定規范》和《民用建筑太陽能熱水系統應用技術規范》等標準研讀,對太陽能熱水系統建筑應用能效指標進行分析和能效測試設備研發,通過實際運行的太陽能熱水系統建筑應用項目的能效檢測,獲取了集熱系統效率、太陽能保證率、常規能源替代量和環境效益評估參數等。

關鍵詞:太陽能熱水;建筑應用;能效測評;設備研發;應用

Development and Application of Equipment for Buildings Applied Energy Efficiency evaluation of Solar Water Heating System

Gong Hongwei1 2, Guan Chao1, Wang Zhongyuan1, Qiu hen1

(1. Nanjing University of Technology, Nanjing 210009, China

2. Nanjing Gongda Construction Technology Co., Ltd, Nanjing 210009, China)

Abstract:Studied on Guide rule of measurement for demonstrative buildings applied renewable energy ,Assessment code for performance of solar water heating system and Technical code for solar water heating system of civil buildings, buildings applied Energy efficiency indexes of solar water heating system are analyzed and energy efficiency testing equipment are researched and developed. Through energy efficiency test of the actual operation of building project applying solar water heating system, we get collector system efficiency, solar fraction, conventional energy alternatives and environmental effect evaluation parameters and so on.

Keywords:Solar water heating system;Building application;Energy efficiency evaluation;Development of equipment; apply

1.引言

近年來太陽能熱水系統的建筑應用迅速發展,與常規能源應用相比,民用建筑太陽能熱水系統到底能夠替代多少常規化石能源,其節能、環保以及經濟效益究竟如何,是建設單位、政府以及全社會最為關心的問題。所以,通過研發太陽能熱水建筑應用能效測試系統并對某太陽能熱水能效參數進行測試分析和太陽能熱水系統建筑應用能效研究具有現實意義。

2.太陽能熱水系統建筑應用能效指標

2.1太陽能保證率

太陽能保證率是衡量太陽能熱水系統所能提供能量比例的一個關鍵性參數,也是影響太陽能熱水系統經濟性能的重要指標。

2.2集熱系統效率

集熱系統得熱量是指由太陽能系統中太陽能集熱器提供的有用能量,是太陽能熱水系統的關鍵性指標。是衡量集熱器環路將太陽能轉化為熱能的重要指標。

2.3全年常規能源替代量

全年常規能源替代量為采用太陽能熱水系統的總能耗比采用傳統電加熱系統所節約的能耗。

2.4太陽能熱水系統環境效益

對太陽能熱水系統環境效益評價的量化指標是二氧化碳年減排量、二氧化硫年減排量和粉塵年減排量。

3.太陽能熱水建筑應用能效測試系統

3.1能效測試系統研發

太陽能熱水建筑應用能效測試系統由太陽輻照量、集熱系統進口溫度、集熱系統出口溫度、集熱系統流量、輔助熱源加熱量、環境溫度、環境空氣流速等數據采集設備和軟件組成。太陽能熱水建筑應用能效測試系統由南京工業大學安全消防與暖通空調測試中心自主研發。太陽能熱水建筑應用能效測試系統如圖1、2所示。

圖1太陽能熱水建筑應用能效測試系統

圖2太陽能熱水建筑應用能效測試軟件界面

3.2能效測試流程

設置太陽能熱水建筑應用能效測試系統對太陽能熱水系統的運行能效數據進行采集,按照日太陽輻照量的不同,劃分為4個區間,分別計算各個區間內當日實測集熱系統得熱量和系統總能耗,進一步計算分析集熱系統效率、全年太陽能保證率、全年節電量、全年節量和環境效益。太陽能熱水建筑應用能效測試流程如圖3所示。

4.太陽能熱水系統建筑應用能效測評案例

圖3太陽能熱水建筑應用能效測試流程

4.1太陽能熱水系統

某溫差強制循環直接式太陽能熱水系統主要由太陽能集熱器、儲熱水箱、太陽能循環泵、控制系統、防凍系統、輔助熱源以及循環管路等組成。太陽能集熱系統和儲熱水箱安裝樓屋面,水箱內置電輔助加熱器,集中產、制熱水,供應淋浴及生活熱水,在陰雨雪或者陽光不足的天氣采用電輔助加熱裝置產制熱水。太陽能熱水系統如圖4所示。太陽能熱水系統能效現場測試如圖5所示。

圖4太陽能熱水系統示意圖

4.2太陽能熱水系統能效結果

(1)集熱系統效率

太陽能熱水系統的單位集熱面積的集熱系統得熱量隨太陽輻照量的增強而升高,集熱系統表現出較好的熱性能。在J<8的區間內,系統的單位集熱面積的得熱量為最小值,為3.764MJ/m2;在J>18的區間內,系統的單位集熱面積的得熱量為最大值,為9.435MJ/m2;太陽能熱水系統的集熱效率平均值為47%。

圖5太陽能熱水系統能效測試現場

(2)太陽能保證率

太陽能熱水系統的集熱面積為240.48m2,太陽能保證率為52.30%;該太陽能熱水系統的年常規能源替代量為51.09噸標煤,全年節電量為16.48萬kWh,全年節約費用為13.19萬元。

(3)環境效益參數

該太陽能熱水系統全年減少二氧化碳排量為126.20t,減少二氧化硫排量為1.02t,減少煙塵排量為0.51t。

5.結語

(1)太陽能熱水建筑應用能效測試系統對太陽能熱水建筑應用能效參數進行科學的測試,得出量化指標。

(2)太陽能保證率與系統使用期內的太陽輻照、氣候條件、產品與系統的熱性能、系統成本和開發商的預期投資規模等因素有關。該太陽能熱水系統全年保證率為52.30%。

(3)效率過低無法充分發揮集熱器的性能,浪費寶貴的安裝空間,必須對集熱效率提出要求。該太陽能熱水系統集熱效率為47%。集熱系統表現出較好的熱性能。

(4) 太陽能熱水系統的最大優勢在于節約和替代常規能源,并帶來較好的環境效益。該太陽能熱水系統的年常規能源替代量為51.09噸標煤。

(5)利用太陽能熱水系統減少傳統能源用能具有非常重要的環保價值。

參考文獻

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[2] 徐偉.可再生能源建筑應用技術指南[N].中國建筑工業出版社,2008.第一版

[3] 陳重.武涌接受中國政府網專訪.動建筑節能與綠色建筑 實現住房城鄉建設領域可持續發展[EB/OL],(2012-6-19)

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[7] 民用建筑能效測評標識標準[S].2012.DGJ32/TJ 135

作者:龔紅衛

 
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