5月27日,130余位参加“第十三届太阳能热利用科学技术研究生论坛”的师生们参观了河北工业大学节能实验中心。
据河北工业大学夏国强副教授介绍,该中心是 “十一五”国家科技支撑计划“可再生能源与建筑集成技术研究与示范”项目“可再生能源与建筑集成示范工程”课题成果。建筑共地上四层,总高22.7米,总建筑面积为4953.4平方米,朝向为南北向偏东21度。为了增强保温效果减少建筑热损失和增强建筑隔音降噪的功能,建筑南面维护结构为双层玻璃幕墙。建筑内部二至四层为中庭设计,四层屋顶设置有采光天窗以便充分利用自然采光。屋顶外平台布置有气象数据采集站实时采集当地气象信息。屋顶斜面上布置真空管太阳能集热器,为太阳能跨季节储热和太阳能直接供暖提供热量,也可以为建筑供生活热水。
实验中心采用了“太阳能—地源热泵供热空调系统”,将太阳能跨季节储热技术与地源热泵相结合,弥补彼此的不足,既解决了地源热泵使⽤限制的问题,又极大地把太阳能利用于建筑供热,实现了建筑供能系统的绿色化。整个系统只消耗少量电能外,不使用其他常规能源,每消耗1个单位的电,可以产生3-5个单位的热,体现出高效、绿色、环保的特点。
太阳能—地源热泵供热空调系统示意图
供冷季时,通过地源热泵将从地下土壤吸收冷量降低制冷温度,通过末端风机将冷量供于室内。
非供热季,太阳能集热器收集太阳能,将太阳能通过地埋管群储存到浅层⼟壤中;供热季,太阳能通过中间⽔箱优先给建筑供暖,太阳能热量不足以承担建筑热负荷时,热泵机组启动,通过少许的电能将⾮供热季储存到土壤中的热量取出来供给建筑,此时太阳能和地源热泵同时为建筑供暖。
经过十余年的运行发现,该太阳能-地源热泵供热空调系统供冷季平均运行费用5.7元/平米,供热季运行费用平均9.2元/平米,比冷水机组-燃气锅炉方案和地源热泵+电加热辅助方案相比均具有更好的经济性。此外,在全寿命周期(30年)内,太阳能—地源热泵空调系统比冷水机组-燃气锅炉系统和地源热泵-电辅助加热系统能耗分别低14.3%和15.4%。
太阳能-地源热泵供热空调系统系统可以解决热负荷占优建筑中单一使用地源热泵系统所导致的土壤热失衡问题,保证地源热泵系统的稳定⾼效运行;对于建筑物单纯供热的系统,太阳能跨季节储热优势明显,可以实现太阳能的移季使用,具有很好的经济性,适合大规模推广应用。夏国强副教授介绍说。
河北工大刘联胜教授等陪同国家光热联盟理事长王志峰教授参观交流
参观现场
“第十三届太阳能热利用科学技术研究生论坛”由国家太阳能光热产业技术创新战略联盟主办,河北工大能环学院承办、天津市可再生能源学会协办。来自北京工业大学、北京交通大学、成都理工大学、长沙理工大学、东北石油大学、哈尔滨工业大学(威海)、河北工业大学、河海大学、华北电力大学、华中科技大学、南京理工大学、内蒙古工业大学、宁夏大学、清华大学、上海第二工业大学、上海交通大学、天津大学、天津城建大学、天津商业大学、武汉科技大学、武汉理工大学、西安建筑科技大学、西安交通大学、西安热工研究院、云南师范大学、浙江大学、郑州航空工业管理学院、肇庆学院、中北大学、中国科学技术大学、中国科学院电工研究所、中国科学院大学、中国矿业大学、中国石油大学(华东)、中南大学等高校和科研院所(按单位拼音排序)以及北京兆阳光热技术有限公司、恒基能脉新能源科技有限公司、西安热工研究院有限公司、浙江高晟光热发电技术研究院有限公司等企业代表参加了论坛。