建设领域可再生能源新技术应用示范项目可行性研究报告--老年公寓太阳能热水系统工程

建设领域可再生能源新技术应用示范项目可行性研究报告--老年公寓太阳能热水系统工程内容摘要：

下，联合国于 1992 年 6月在巴西 召开了 “世界环境与发展大会 ”，会议通过了《气候变化框架公约》和《关于森林问题原则声明》等一系列重要文件，把环境与发展紧密结合，确立了经济社会走可持续发展之路的模式。 世界环发大会之后，中国政府对环境与发展高度重视，十分强调太阳能等新能源和可再生能源的发展， 1992年 8月，国务院批准了《中国环境发展十大对策》，明确提出了 “因地制宜的开发和推广太阳能、风能、地热能、潮汐能，生物质能等清洁能源 ”； 1994年 3月发布了《中国 21世纪议程 —中国 21世纪人口、环境与发展白皮书》，着重指出： “可再生能源是未来能源结构的基 础 ”，要 “把开发可再生能源放到国家能第 ９ 页 共 26 页 源发展战略的优先地位 ”， “广泛开展节能和积极开发新能源和可再生能源 ”。 1995 年国家计委、国家科委、国家经贸委制定并印发了《新能源和可再生能源发展纲要（ 1996—2020）》，提出了我国 1996—2020 年新能源和可生能源发展目标，任务及相应的政策与措施。 2020年 1月 1日，中国政府制订的《中华人民共和国可再生能源法》正式颁布实施，把太阳能和其它再生能源的研发与推广使用以法律形式确定下来，引导和鼓励国民推广和使用太阳能，这标志着中国发展太阳能及其它可再生能源产业的坚定决 心和信心。 2020年 4月 20日，中共中央政治局常委、国务院总理、国家能源领导小组组长温家宝主持召开国家能源领导小组第二次会议，听取（ 2020年能源工作和 2020年重要任务）的汇报，审议《可再生能源中、长期发展规划》， 温家宝在讲话中指出： “能源问题关系我国经济发展，社会稳定和国家安全，必须坚持 „开发与节约并重 ‟，把节约放在 „首位 ‟的方针，采取更加有力的措施全面推动能源节约，大力发展可再生能源，增加能源供给，调整能源结构，努力开创能源工作新局面。 会议指出：可再生能源是重要的战略替代能源，对增加能源供应，改善能 源结构，保障能源安全，保护环境有重要作用，是建设资源节约型、环境友好 型 社会和实现可持续发展的重要措施。 更加重视水能、风能、太阳能、生物质能、地热能等可再生能源的开发和利用。 加快发展水能、太阳能 、地热能 、沼气等技术成熟的可再生能源。 尽快使优良资源得到合理开发利用；积极推进资源潜力大，技术基本成熟的风力发电，生物质能发电、太阳能发电、生物质液化等可再生能源技术的发展，以规模化建设带动产业化发展。 要采取行之有效的保障措施，包括营造市场需求，消除市场障碍，财政税收扶持，推动技术进步，培育产业体系，加强法制建设等，加 快可再生能源发展，不断提高优质清洁能源在能源结构中的比例。 ” 所有这些都对推动中国太阳能事业更快、更好、更健康地发展起到重要作用。 3． 2示范项目应用背景 太阳能的开发利用是可再生能源的重要内容，太阳能能源具有资源丰富，取之不第 １０ 页 共 26 页 尽，用之不竭，处处均可开发应用无需开采和运输，不会污染环境和破坏生态平衡等特点。 因此，太阳能的开发利用具有深远的社会意义和巨大的市场前景，它不仅 会 带来很好的社会效益和环境效益，而且还具有明显的节能经济效益。 联合国能源机构最近的调查报告指出： “太阳能建筑将成为 21世纪初市场的大热点，成 为 21 世纪最重要的新兴产业之一。 同时太阳能建筑的普及将有力的推动建筑和建材的革新。 ”近几年，世界太阳能市场的发展趋势也印证了这一点。 20世纪 90年代以来，世界太阳能的 年 增幅 %，是石油市场增幅的 10倍。 美国太阳能协会估计，未来五年内美国的太阳能市场将增长 35%以上。 德国去年太阳能产业的总产值达 20 亿欧元，比前年增长 60%，德国权威机构预测，全球太阳能产业规模将超过 1000亿欧元，是一个巨大的市场。 我国太阳能热水器产业始于 20 世纪 80 年代，经过 20 多年的发展现已形成系列化、规模化生产，产量增幅达 20%以上， 该产业到目前为止，已成为我国唯一在生产能力和生产技术上处于世界领先水平的产业。 到 2020年底，我国近 3000家太阳能生产企业生产的热水器已经突破 1500 万平方米，保有量超过 7500 万平方米，为我国3500 万个家庭提供了充足的热水供应， 形成与电热水器，燃气热水器三足鼎立的局面。 我国在太阳能建筑技术领域最成熟，应用最广泛，产业化发展最快。 但在工程实践中缺少切实可行的激励机制和鼓励政策。 较少有开发商主动采用太阳能系统。 对房地产开发商来说，安装太阳能系统就意味着增加成本，而太阳能系统建成后获得的节能，环保 成果又与他们 无 任何关系，开发商自然就失去采用太阳能的积极性。 2020年 1月 1日起《中华人民共和国可再生能源法》已正式实施。 相关配套政策和措施也将陆续出台 ，统筹考虑包括太阳能在内的可再生能源在建筑领域应用工作，已被 住建部两年 列入 资源节约八大重点工作之一。 应该说太阳能建筑已拥有了较好的政策环境和社会环境。 3． 3示范项目实施必要性、有利条件 ***市老年公寓是市政府投资建设的重要项目，是市政府的民生工程、德政工程，第 １１ 页 共 26 页 是适应 ***市步入老龄化社会、发展养老事业、构建和谐 ***必不可少的项目。 市委、市政府对此项目很重 视，建设投资有保证。 老年公寓是老年人养老住所，根据规范规定和老年人的生活、生理需要，必须供应生活热水。 本项目所在地阳光充足，采用太阳能热水系统，以空气源热泵辅助，晴天时全部采用太阳能、阴雨天用电，确保晴雨天都有热水供应，既能满足生活需要，又经济。 从全国来说，应用太阳能已有了较好的政策环境和社会环境。 ***市推广应用太阳能热水系统已有数年，但都是居家分散使用，公共场所采用规模较大的集中式联集管式热水系统，本项目属 ***市第一， 2020年 ***市建委等三部门联合发文，要求12层以下住宅都要推广应用太阳能热水系 统，因此，本项目更具有重大的示范作用。 四、 示范项目技术方案 4． 1技术方案论述 ***省 ***市 老年公寓 采用太阳能提供生活热水，此方案使用集中式联集管式热水系统方案 （加空气源热泵）。 太阳能系统用于提供生活热水，总热水用水量为 20吨 ， 可以供应 330人的洗浴需求，热水进水温度为 15℃ ， 热水 出水 温度为 55℃ ，采用清华阳光 SLL471560 型集热器热水系统 ，共 56 组 ， 总集热面积为 348 平米。 系统配备 2 台 15+5 吨水箱 ，用于储存太阳能热水。 太阳能系统采用温差循环工作方式对水箱中的水进行加热。 系统运行使用 运行 原理 如下 : 太阳能系统运行原理流程（参照运行原理图）： 1）、 太阳能系统采用定时补水方式，打开 E2 自动补水，补充完毕后系统自动关闭补水电磁阀 E2。 太阳升起后，对集热器进行加热。 当 T1 大于水箱实际水温 7摄氏度 (可调 )时打开水泵 P1a（ P1b 备用），对储热水箱内水循环加热，进行温差循环 ,当T1 小于水箱实际 水温 3摄氏度时停止，此过程为温差循环（又称强制循环）；水箱不满并且水箱温度满足要求时，当集热器温度到达设定温度时，电磁阀 E1 打开，用自来水将集热器中的热水顶回到水箱，当集热器水温低于设定温度 时，电磁阀 E1停止。 此种方式一直将水箱中的水补满为止，此控制过程为定温出水（又称直流系统）。 2） 当集热器底部的温度传感器 T2 低于 5度时，启动循环水泵，进行防冻循环，第 １２ 页 共 26 页 同时启动电伴热带 ,保证管道防冻安全。 3） 采用 电加热棒进行辅助加热 ，系统自动运行。 当太阳能水箱中的水温不足时，系统启动电辅助进行加热，将温度加热到设定温度时停止。 温差循环原理： 即当房顶集热器集热后温度升高，当集热器水温升高到比储水箱高 7℃ (温度可调 )时 ,中心控制器打开集热器循环电磁阀同时变频泵启动 ,把储热水箱相对低温的水顶入房顶集热器 内，把房顶集热器内相对较高的热水顶入储热水箱内，当集热器水温降到只比储热水箱水温高 3℃ (温度可调 )时，停止集热器循电磁阀，如此完成一次循环加热，然后集热器再次集热再次循环，以此来提升水箱温度。 定温出水原理： 当储热水箱水位未满且水温又达到需求水温（如 45℃ 温度可调）集热器水温又达到 45℃ 以上，中心控制器打开集热器顶水电磁阀，用冷水将集热器热水顶入保温储热水箱内，当集热器水温低于需求温度（如 40℃ ），关闭集热器顶水电磁阀，实现再次集热再次顶水，直至水箱全满水箱水满，然后又转为温差循环。 储热水箱补水 方式： 有手动、自动、定时等多种补水方式，当高温储热水箱水位低于下限水位（可调），控制器打热水补偿泵把低温水补到水箱内，补到上限水位（可调）停 止。 此种补冷水不一次性补满，他的特点是提高太阳能利用率，减少 热泵启动次数，减少耗电量，同时可以保证用水高峰时不断水。 冷水补水控制采用电磁阀和浮球双重控制，即使水位传感器失灵，电磁阀损坏也不会出现大量跑水现象。 供热水原理： 利用变频泵供水，水压稳定，省电。 热水管路循环原理： 当热水供水管道水温变冷时，系统打开室内热水回水电磁阀，保证系统即开而有热水。 冬 季防冻原理： 当室外管路及集热器水温低于 3度时（可调）中心控制器打开集热器循环泵，向室外集热系统顶入热水，当室外水温到 10度时（可调）停止。 保证系统不冻结。 防雷、防风、防雪： 第 １３ 页 共 26 页 所有钢结构与现有避雷带连接，连接形式为焊接，且长度大于 100毫米，系统留有防风防雪通道，钢结构基础与 房屋结构 牢固 连接保证系统防风 ，并且不破坏防水。 电控及水泵安全性： 所有水泵、电磁阀及相关电 气 设备均有安全接地和漏电保护器，以保证用电安全。 远程监控系统： 可以加装 工控机将控制器上的信息无线远传到工控室，并清楚显示各种 状态曲线，实现远程监控的目的。 4． 2计算分折 1. 太阳能集热面积计算：根据国家现行标准《。