北極星火力發(fā)電網(wǎng)訊:河北黑瓷老人太陽能科技有限公司是以生產(chǎn)、研發(fā)陶瓷太陽能集熱器的吸熱體、使用壽命、太陽能與建筑一體化、太陽能采暖系統(tǒng)技術(shù)、夏季排空防過熱、冬季排空防凍、不使用防凍液、伴熱帶等一體的太陽能企業(yè)，改變了現(xiàn)有光熱太陽能的吸熱基理。
　　一、項(xiàng)目基本情況
　　河北黑瓷老人太陽能科技有限公司是以生產(chǎn)、研發(fā)陶瓷太陽能集熱器的吸熱體、使用壽命、太陽能與建筑一體化、太陽能采暖系統(tǒng)技術(shù)、夏季排空防過熱、冬季排空防凍、不使用防凍液、伴熱帶等一體的太陽能企業(yè)，改變了現(xiàn)有光熱太陽能的吸熱基理。本公司于2018年在位于唐山市曹妃甸工業(yè)區(qū)的生產(chǎn)基地建設(shè)了四棟低能耗獨(dú)立農(nóng)宅陶瓷太陽能取暖系統(tǒng)的示范，房屋面積分別為113㎡、153㎡、246㎡、305㎡，每個(gè)采暖季都對(duì)太陽能采暖能耗、室內(nèi)溫度、輔助熱源用能情況都做如實(shí)記錄。
　　示范項(xiàng)目由4座獨(dú)棟的示范房組成，建筑結(jié)構(gòu)為磚混結(jié)構(gòu)，外墻、屋面分別采用70mm、80mm聚氨酯保溫層，地面保溫采用60mm聚氨酯保溫層，外墻保溫鋪設(shè)至室外地坪以下300mm，外窗采用平開式、雙層雙玻塑鋼窗，入戶門為實(shí)木保溫門，附加防風(fēng)門斗。供暖系統(tǒng)采用陶瓷太陽能供暖系統(tǒng)，末端通過地板輻射為建筑供暖。
　　1號(hào)示范房的建筑面積153m2，平頂單層住宅，3室2廳2衛(wèi)，共安裝26塊太陽能集熱器，集熱器總面積為52m2，末端系統(tǒng)采用地板輻射，集熱器總面積與建筑面積比為1:3。
　　一號(hào)示范房
　　一號(hào)示范房室內(nèi)
　　二、應(yīng)用效果分析
　　12月1日～2月1日期間，對(duì)以上建筑節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用情況進(jìn)行測(cè)試。實(shí)測(cè)室外環(huán)境空氣的平均溫度為-4.9℃，最低溫度-15.4℃；同時(shí)由于該項(xiàng)目臨近海邊，相對(duì)濕度較大，實(shí)測(cè)室外環(huán)境空氣的平均濕度達(dá)60.25%。根據(jù)對(duì)2號(hào)示范房的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，室內(nèi)平均溫度為20℃，滿足設(shè)計(jì)與居住條件要求。
　　三、系統(tǒng)能耗分析
　　基于2號(hào)示范房測(cè)試數(shù)據(jù)，對(duì)該系統(tǒng)的能耗狀況進(jìn)行分析，主要包括太陽能集熱系統(tǒng)、水箱蓄熱系統(tǒng)、地暖蓄熱系統(tǒng)和末端供熱系統(tǒng)。
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　　2號(hào)示范房太陽能集熱系統(tǒng)主要由20塊陶瓷太陽能集熱板組成。單塊太陽能集熱器面積為2.0m2，采光面積為1.65m2；則合計(jì)集熱器面積40.0m2，采光面積為32.91m2。
　　根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，12月1日～2月1日期間，單位采光面積日均太陽輻照量為11.8MJ/(m2·d)，總太陽能輻照量?jī)H為24382.1MJ。期間受大氣污染和空氣質(zhì)量影響，總體太陽能輻照度不高，集熱器采光面上輻照度高于800W/m2的時(shí)間僅占0.03%，太陽輻照度在300W/m2以下、300～500W/m2、500～800W/m2的時(shí)間占比分別為34.19%、27.84%和37.95%。
　　各太陽輻照度區(qū)間的時(shí)間占比
　　測(cè)試期間，太陽能有用得熱量達(dá)6089.6MJ，折算為1691.5kWh；日均太陽能有用得熱量為96.7MJ/d，折算為26.8kWh/d，實(shí)測(cè)在該地太陽輻照度較差的情況下，12月1日至2月1日包含各種天氣狀況的平均太陽能集熱效率達(dá)25.0%。
　　典型日太陽能集熱系統(tǒng)運(yùn)行狀況
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　　本系統(tǒng)選用保溫蓄熱水箱，在太陽能供熱能力富裕時(shí)，及時(shí)存儲(chǔ)太陽能得熱量。水箱外形體積為2m3，實(shí)際容水量為1.61m3，與太陽能集熱系統(tǒng)直接連接，無換熱設(shè)備，完全通過熱水流動(dòng)的強(qiáng)迫對(duì)流和自然導(dǎo)熱進(jìn)行換熱，換熱效率高。
　　典型日水箱蓄熱溫度記錄
　　測(cè)試期間水箱最高蓄熱溫度達(dá)55.7℃，最低溫度為14.3℃，則實(shí)際運(yùn)行中最大可蓄存熱量達(dá)282.7MJ。
　　根據(jù)上述實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，2號(hào)示范建筑的日均耗熱量為146.7MJ/d。水箱的最大蓄熱量可以滿足建筑的供暖需求，從而盡可能減少輔助熱源電加熱的投入。另一方面，在保障蓄熱能力的同時(shí)，最高蓄熱溫度僅為55.7℃，蓄熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可
　　使太陽能集熱器仍在較好的集熱效率下工作，從而避免了集熱效率下降，甚至間歇性啟停的問題。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了保溫蓄熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性。
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　　根據(jù)末端供暖系統(tǒng)的供回水溫差記錄，在一天中變化較大。最大溫差出現(xiàn)在13:00～15:00時(shí)刻，達(dá)到13.0℃，此時(shí)多余供熱量輸送到地?zé)岜P管，儲(chǔ)存在地面混凝土及瓷磚中，實(shí)現(xiàn)繼水箱之后的第二次長(zhǎng)效蓄能。該部分熱能完全散發(fā)需要2～3天，從而解決了夜間的供熱問題，這種蓄熱形式是目前市場(chǎng)上造價(jià)最低的形式之一。
　　末端采暖系統(tǒng)的供回水溫度的最小溫差一般出現(xiàn)在0:00～9:00，此時(shí)地面混凝土及瓷磚中的熱量不斷向室內(nèi)釋放，雖然熱源供水溫度僅為15℃，但房間溫度仍然可滿足居住和睡眠的需求，進(jìn)一步減少輔助能源加熱的投入。
　　末端供暖系統(tǒng)的供回水溫度記錄
　　四、末端供熱系統(tǒng)
　　末端供熱系統(tǒng)采用強(qiáng)制循環(huán)的方式，通過水泵將蓄熱水箱中的熱水輸送至末端低溫地?zé)岜P管，末端供暖系統(tǒng)同樣與蓄熱水箱直接連接，無換熱設(shè)備，極大程度提高換熱效率。
　　測(cè)試期間太陽能日均供熱量可達(dá)26.8kWh/d，輔助能源加熱系統(tǒng)日均供熱量為13.9kW·h/d，該系統(tǒng)合計(jì)制熱量為40.8kW·h/d，太陽能保證率高達(dá)65.9%，具有較高的運(yùn)行能效。
　　此外，兩組水泵的日均耗電量為8.6kW·h/d，占據(jù)了總耗電量的38.3%，該部分用能有待于通過控制策略的改善進(jìn)一步減小，經(jīng)過與中國建筑科學(xué)研究院有限公司等合作單位進(jìn)行探討，目前已經(jīng)優(yōu)化熱源泵的控制方法，降低熱源泵的耗電量約30%。
　　系統(tǒng)能量分布圖
　　五、運(yùn)行費(fèi)用分析
　　陶瓷太陽能供暖系統(tǒng)的主動(dòng)式能源投入為太陽能和輔助能源，太陽能是免費(fèi)的，輔助能源投入為22.5kW·h/d，其中輔助熱源加熱和輸配系統(tǒng)的耗電量分別為13.9kWh/d（折合燃?xì)?.6m3/d）和8.6kWh/d。
　　采暖季運(yùn)行費(fèi)用估算為1072.8元，單位供熱面積運(yùn)行電費(fèi)為9.5元/m2。
　　六、典型經(jīng)驗(yàn)和做法
　　（1）建筑必須正南正北。
　　（2）屋面、墻體的保溫：根據(jù)當(dāng)?shù)囟咀畹蜌鉁氐臏囟葲Q定外墻保溫的厚度，外墻使用80～150mm厚、容重為35Kg/m3的B1級(jí)聚氨酯或石墨烯保溫板，根據(jù)當(dāng)?shù)貎鐾翆拥暮穸葲Q定基礎(chǔ)保溫入地深度。
　　屋頂保溫板與外墻保溫板材質(zhì)厚度相同，在保溫板上用100～200mm厚珍珠巖混凝土或加氣塊加強(qiáng)保溫找坡，不能出現(xiàn)冷橋現(xiàn)象。
　　（3）地暖：室內(nèi)地面保溫和地暖的鋪設(shè)，墊層的厚度由施工方?jīng)Q定并抹光；用24絲左右無氣味塑料布做防潮層，并沿貼墻面起高100～200mm用膠帶固定，用60mm厚與外墻保溫相同材質(zhì)做保溫層，上面鋪反射膜、地暖管、水泥砂漿鋪地面磚，地暖管底面至地面磚面層厚度45mm，地暖管鋪設(shè)間距150mm。
　　（4）戶門及門斗：戶門采用實(shí)木門，外加門斗，采用有框斷橋鋁玻璃門。
　?。?）窗戶：要采用雙層三玻的塑鋼窗，窗框間距不小于100mm。南側(cè)窗口面積加大充分吸收陽光的輻射熱。
　　七、問題和建議
　?。?）國家沒一個(gè)完整的標(biāo)準(zhǔn)及驗(yàn)收體系，且很省市級(jí)政府出臺(tái)的文件只是把資金平均分配到各家各戶。太陽能企業(yè)存在掙快錢，不負(fù)責(zé)任，完成項(xiàng)目了知，不考慮百姓能不能承受取暖費(fèi)用、室內(nèi)溫度能不能達(dá)到20℃左右，這是各級(jí)政府都不關(guān)心的事兒，而且很多項(xiàng)目是假大空。而我公司提出的口號(hào)是：讓百姓住得起、用得起、而且室內(nèi)體感溫度達(dá)到20℃左右。
　　（2）太陽能設(shè)備的壽命是否能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的15年以上，凡是不能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的，不要去浪費(fèi)國家資金。我公司對(duì)陶瓷太陽能集熱器保修15年，壽命可30年以上。
　?。?）太陽能供暖不是不可行，而是大多數(shù)的太陽能企業(yè)目光短淺，只追求當(dāng)前的利益，不關(guān)心使用者（老百姓）日后的運(yùn)行費(fèi)用能否承擔(dān)？
　　（4）目前政府有關(guān)部門只為完成政治任務(wù)，煤改氣、煤改電的政策失誤，國家投入巨大資金誰來負(fù)責(zé)？
　　（5）所以我們太陽能行業(yè)企業(yè)，要改變當(dāng)前的思維方式，從建筑能耗做起，最后利用太陽能免費(fèi)的能源，讓幾千來的建筑耗能變?yōu)榻ㄖa(chǎn)業(yè)的方式。
　?。?）解決“3060的碳達(dá)峰碳中和”習(xí)近平總書記對(duì)國際社會(huì)的莊嚴(yán)承諾。雙碳目標(biāo)已上升至國家戰(zhàn)略目標(biāo)并納入“十四五”規(guī)劃當(dāng)中，“碳中和”元年也正式開啟，所以太陽能企業(yè)要抓緊這次機(jī)會(huì)，重塑太陽能的輝煌歷史。

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