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大型太阳能热水工程

四季沐歌太阳能在万科浙江房产项目的成功应用

2014-05-24 16:03:26 来源:热水工程网 浏览:1531

                      四季沐歌太阳能在万科浙江房产项目的成功应用
                      杭州普桑能源科技有限公司 袁新毓 钱江海 徐平
                        北京四季沐歌太阳能技术集团有限公司 李帅
一、项目背景
   万科集团开发建设的万科阳光田园总占地面积630余亩,总建筑面积37万平方米,容积率0.6,规划建造300余幢独立别墅、联体排屋和花园洋房,被列为中国人居生态文明建设推进项目。万科阳光田园因地制宜,在临104国道边设计了特色酒店、独立会所及商业配套,既降低了104国道对住区环境的影响,又完善了小区的功能配套。为营造生态人居,秉承“科技引领人居未来”的发展理念,采用了十五项绿色建筑成套技术,倡导节能、节地、节水、节材,提高了住宅科技含量。
   绿色生态住宅寻求自然、建筑与人三者之间的和谐统一。在“以人为本”的基础上,利用自然条件和人工手段创造一个有利于人们舒适、健康的生活环境。在住宅健康化发展态势下,太阳能在建筑中的利用也日益成为房地产业关注的焦点。我集团公司在国家节能减排政策的指导下,按照绿色住宅、节能住宅发展的方向一直在做。万科阳光田园以“环境、绿色、生态、科技”为开发理念,是万科房产集团开发的一个大型的低密度绿色生态社区。
二、太阳能利用可行性分析
   太阳能作为一种免费、清洁、无污染的能源,以节能和环保的突出特点,在建筑中的利用越来越普遍。人类对太阳能的利用已经经历了百年的历程,我国太阳能热利用起源于20世纪70年代。20世纪80年代,由于能源紧张引起国家和社会的重视,国内许多科研院所、大专院校开始从事太阳能利用的研究工作,其中太阳能的光热利用已取得显著成果并转化为生产力。我国有较丰富的太阳能资源。其太阳辐射资源区划分为四个资源带:一类为资源丰富地区(年辐射总量≥6700 MJ/m2);二类为资源较丰富地区(年辐射总量=5400—7000 MJ/m2);三类为资源一般地区(年辐射总量=4000—5400 MJ/m2)和四类为贫乏地区﹙年辐射总量<4200MJ/m2﹚。年太阳辐照时数超过2200小时的太阳能利用条件较好的地区占国土的2/3。其中浙江地区属于三类资源地区,具有利用太阳能资源的良好条件。
   湖州市位于东经119度14分—120度29分、北纬30度22分—31度11分之间,年平均气温12.2—16.1摄氏度;年平均降雨量约1300毫米;无霜期224~240天, 具有利用太阳能资源的良好条件。
三、节能方案提出
   独立别墅、联体排屋采用分体承压太阳能热水系统,该系统特点:1、如同容积式电热水器一样方便,但比电热水器更节能、更省钱;2、与建筑一体化,彻底解决太阳能热水器与建筑外观不和谐的问题;3、分体式运行,集热器安装在屋面,水箱放置在地下室设备间;4、系统承压运行,彻底解决防冻问题,冬天和阴雨天使用照样方便、节能、清洁;5、整个系统自动化运行,减少了人为操作带来的种种麻烦。
会所游泳馆采用承压太阳能集中加热系统,该系统在万科房产公司开发的万科良渚文化村会所游泳池加热中成功应用,证明该系统运行稳定可靠,达到使用效果。
商住楼将采用目前太阳能热利用方面较为先进的技术:四季沐歌集中集热分户储热太阳能热水系统。解决方案:楼顶安装集中集热的太阳能集热系统,通过管道将热能送至各户,并给安装在各户家里的储热水箱加热。该系统特点:1、各住户使用自家水箱里的热水和辅助能源,不存在收费问题;2、不受楼层高低限制,并可以实现太阳能热能资源共享;3、运行过程中,不存在收费管理问题;4、只有一个系统,运行可靠,上楼维修率低,楼面太阳能可由物业负责维护管理;5、可以根据楼面建筑情况灵活布局,最容易实现与建筑物相协调;6、集热系统集中放置在屋面位置,各户贮水箱放置在各户室内方便的位置。
四、太阳能节能产品设备确定
   目前国内市场使用的太阳能热水产品主要有平板型集热器、全玻璃真空管集热器、热管真空管集热器、U形管真空管集热器。各自的特点如下:
   平板型太阳集热器在春、夏、秋三季使用时效率高,且可以承压运行,但保温性能不如真空管太阳集热器,适合在春、夏、秋三季使用;如果冬季使用,应做特殊设计(采用回流防冻或防冻液二次回路防冻)且集热效率很低。如采用回流防冻的方法,一旦回流不畅,平板集热器将可能被冻坏。另外,平板型太阳集热器放置时,采光面必须有倾角(在杭州使用,倾角应在30°左右),布局摆放会受到一定限制。
   全玻璃真空管集热器在-25℃的低温条件下,仍可产生热水,可一年四季使用,冬季利用太阳能的效率比其它产品高,且成本较低,布局摆放不受角度限制;但全玻璃真空管集热器不能承压,且存在真空管破碎时液体的泄漏的问题,因此存在系统不可靠的问题。
   热管真空管集热器可在零下50℃条件下使用,能够承压运行,可以直接用水作为传热介质,可靠、安全,方便,且冬季集热效率也较高,布局摆放也不受角度限制。热管集热器可在零下50℃条件下使用,但其冷凝端(加热端)表面积仅是全玻璃真空管的百分之一,易结水垢,换热效果不如全玻璃真空管,适合在北方高寒地区使用。
   U形管真空管太阳集热器是在真空管的内壁插入了一根U形的铜管,利用传热介质在U形铜管内流动将真空管吸收太阳热能带走,因而可封闭带压循环,不存在炸管泄漏问题,布局摆放也不受角度限制;U形管真空管太阳集热器的优势:1、性能稳定可靠,一支管破裂不影响系统运行;2、集热效率高;3、承受压力能力强;4、抗冻性能好,可在零下50度环境下工作。
   综上所述,不同类型的太阳能集热器各有其优缺点。考虑到该项目属于在高档住宅使用,要兼顾到先进性、可靠性、太阳能与建筑的协调性等因素,综合考虑,我们选择U型管真空管集热器比较理想。具有可靠、高效、先进、维护管理方便,容易与多种建筑形式巧妙结合等特点,同时也是今后太阳能发展的潮流和方向。
五、节能效益分析
   太阳能的节能性是毫无疑问的,但太阳能到底能节约多少费用呢,下面以排屋别墅200L太阳能热水系统为例,分析一下常规能源耗费就可以看出来太阳能热水系统的经济效益。
   生活热水标准:
 A、洗澡用水量:70升/人次。
 B、洗脸用水量:5升/人次
 C、设备用水:淋浴喷头0.3-0.5m3/小时
 D、水温标准:55℃±2℃
E、水质的标准:饮用水
基本参数:
冷水温度按15℃计算
热水温度按55℃
水的比热为1KCAL/L·℃
200L水从15℃温升到55℃,需要热量为Q= CMΔT =1*200*(55-15)=8000大卡
下表以加热200L生活热水为例,使用常规能源的费用表:
名称 比热(燃烧值) 热效率 实际耗能量 单价 费用
天然气 8400千卡/m3 90% 1.058m3 5.5元/ m3 5.82元
柴 油 10200千卡/㎏ 80% 0.98㎏ 6.5元/㎏ 6.37元
电 860千卡/度 95% 9.79度 1.0/度 9.79元
  
   说明:
   1、以上以冷水温度15℃计算,计算依据:理论耗能量=(用水量×冷水升温度数×水的比热)÷(燃烧值×热效率);
   2、对于完全由燃气炉提供200L热水来说,每天的运行费用为5.82元。则一年运行费用为2124.3元;
   3、对于完全由燃油炉提供200L热水来说,每天的运行费用为6.37元。则一年的运行费用为2325元;
   4、对于完全由电热水器提供200L热水来说,每天的运行费用为9.79元。则一年运行费用为3573元;
   5、阴雨天按100天计算;
   6、若采用太阳能热水系统相对与电热水器,则一年节省费用为2594元,而太阳能热水系统总投资为13800元,即5年左右收回投资。而太阳能使用寿命在15-20年。
   对于会所游泳池太阳能系统,将设计安装550平米太阳能集热面积,每平米平均产55℃热水量按75KG计算,则每天该系统产水量约为42吨,相对于电锅炉,则一年节省费用为354480元,而太阳能热水系统总投资约为1490000元,即5年左右收回投资。
   对于一栋商住楼太阳能系统,将设计安装150平米太阳能集热面积,每平米平均产55℃热水量按75KG计算,则每天该系统产水量约为12吨,相对于电锅炉,则一年节省费用为45880元,而太阳能热水系统总投资约为245000元,即5年左右收回投资。
   该太阳能热水系统无污染、无噪音、无废物废气排放,可以有效降温室气体CO2的排放,有利于缓解全球气候变暖;同时也减少酸雨气体SO2和总悬浮颗粒物的排放量,有益于改善当地的生态环境,环境效益显著。根据计算每平米太阳能集热面积年节能量为125KG标准煤,每年可减排CO2约90KG,SO2约2.5KG,粉尘25KG。
   对于排屋别墅安装200L太阳能热水系统来说,每套太阳能系统集热面积为4平米,则在使用寿命期内(15年计算),可减排CO2约5400KG,SO2约150KG,粉尘1500KG。相当于植种3棵树。
   对于会所游泳池安装550平米太阳能系统来说,则在使用寿命期内(15年计算),可减排CO2约742500KG,SO2约20625KG,粉尘206250KG。相当于植种406棵树。
   对于商住楼安装150平米太阳能系统来说,则在使用寿命期内(15年计算),可减排CO2约202536KG,SO2约5626KG,粉尘56260KG。相当于植种110棵树。
六、重大意义
1、担负一个建筑开发商的社会责任,为国家的节能减排目标做出应为的贡献
2、开发节能建筑、绿色建筑,提高居住者的生活品质,树立万科房产企业美好的社会形象
3、倡导低碳生活的理念,积极探索“环境、绿色、生态、科技”建筑理念
七、结语
  作为省内首个绿色生态社区项目,万科阳光田园是万科房产在湖州的首个绿色建筑项目,也是万科从“绿色”走向“生态”的又一创新型产品类型。以“环境、绿色、生态、科技”为理念,在中国生态文明建设方面的探索实践。绿色环保已深入人心,节能和环保将是当今住宅建设的主题,让21世纪的建筑成为绿色生态的太阳能建筑!万科产房已成为太阳能建筑先行者。

   袁新毓,高级工程师,一级建造师,杭州普桑能源科技有限公司技术总监 

    0571-86161721/18067939916
  

感谢yxy86161721投稿
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