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寒旱地区太阳能集热供热应用研究

时间:2016-07-04来源: 作者: 点击: 173次



     摘要:在畜牧兽医基地建设太阳能集热供热系统,太阳能集热供热系统采用沼气作为辅助热源,有效的将太阳能与沼气能有机结合实现对畜牧兽医基地的供热。项目完成后将对寒旱地区太阳能集热供热系统应用起到示范作用。

关键词:太阳能 集热  供热

在北方寒旱地区,秋冬季节气温较低,农村住房相对分散,集中供热难度大,传统供热能源消耗大,环境污染大。目前我国大多农村居民还普遍采用土暖气、焚烧秸秆等方式单独供暖。这些方式不可避免地存在着对常规能源的大量消耗和对环境的破坏问题。因此积极地探索开发新能源在新农村建设中的集热供热综合应用成为很迫切和重要的问题。

在我国的寒旱地区太阳能资源极为丰富,太阳能集热供热的综合利用便可解决这方面的问题。由于太阳能受季节昼夜天气等随机因素影响,太阳能低温辐射采暖系统存在着运行状况不稳定这一显著的问题。为保证建筑供热的效果,当太阳能不能满足供热系统温度要求时需采用合理的热源进行补偿,从而提高太阳能低温供热系统效能,增强对太阳能的利用,减少辅助热源对常规能源的消耗。

本项目在学院畜牧兽医基地屋顶铺设真空管太阳能集热系统,并采用沼气作为辅助热源,建设具有示范性的太阳能集热供热综合应用系统,有效的将太阳能与沼气能有机结合实现对畜牧兽医基地的恒定、持续供热。初步规划在养殖区建设80组太阳能集热器,总有效集热面积为472㎡,每组集热系统长27.13m,宽16.79m,高17.78m。酒泉地区冬季平均太阳直射、辐照按0.7kW/㎡计算,每天集热时长8小时,系统设计热功率为560kW;为满足每天24小时供暖要求,同时建沼气辅助供热系统一套。

我国是农业大国,农业人口众多,广大农村地区的能源消耗对于我国的能源供求总量及其能源结构都有着重要的影响。农村生活中能源利用率较低,但若将养殖区、农村等地区的生活废料加以利用制成沼气,将使能源利用率大大提高。本项目以畜牧兽医基地太阳能集热供热综合应用研究为依托,解决了寒旱地区畜牧养殖和农村居民的集热供热综合问题,节约能源,保护环境,提高人民生活质量的好方法。学院畜牧兽医基地需供暖面积约1300㎡,其中生活区500㎡,养殖区750㎡,饲料加工车间50㎡;平均按70W/㎡热负荷计算,1300㎡的供热面积的供热功率为91kW。除24小时供暖外每天还可产生45℃热水12吨,在非供暖季节(春夏季节)整套太阳能系统平均每天可产生热量3750MJ,折合45℃热水26吨。能够对宿舍、办公室、实验室及饲料加工室提供24小时的热水。项目完成后将对寒旱地区太阳能集热供热综合应用起到示范作用,并且向畜牧养殖厂、农村居民区进行广泛推广,解决增产、供热等问题。

随着经济的发展,科技化进程的加快和人民生活水平的提高,我国各地的畜牧养殖厂、农村供热尤其是供暖质量需求急剧增加,供暖质量的增加也导致供暖所需能源的快速增长,目前我国畜牧养殖厂、农村供暖质量普遍较差。因此环保节能、高质量供暖将是我们研究的重点。

本项目主要研究:寒旱地区太阳能集热供热系统热效率提升研究;以太阳能-沼气相结合为热源的供热系统应用研究;太阳能集热供热综合应用系统在养殖场、新农村居民区等地的推广应用与技术改进研究;

本项目的技术路线为:太阳能建筑的采暖和生活热水依托的是太阳能热水系统,其组成部分包括:太阳能集热器、储热器(蓄热器)、散热器、补充热源、控制和管路系统。为了保证室内温度的连续稳定,当由于气象等因素集热器供热不足时,则应启动补充热源,该系统选择沼气作为辅助能源。由于太阳能属低密度热能源,散热器选择的最佳形式当属低温热水地板辐射采暖,蓄热量大,室内温度的热稳定性也非常理想。太阳能地板辐射采暖是一种以太阳能作为主要热源,通过与地板辐射采暖技术相结合的新型采暖系统。该系统以整个地面作为散热面,其辐射换热量约占总换热量的50%以上,能够在白天与夜间持续稳定地提供热量,通过智能控制系统的精确控制实现恒温供暖,大大减少了能源的浪费。

项目完成后将形成太阳能集热供热与沼气供热有机结合的国内技术标准,并对寒旱地区太阳能集热供热与沼气供热综合应用能起到示范作用,形成知识产权,并继续加强进行关键技术的攻关和创新,完成在养殖厂、农村等地的推广

本项目不但有重大的经济效益,而且具有深远的环境效益和社会效益。

经济效益:畜牧兽医实训基地太阳能集热供热综合应用项目的实施,将节约燃煤锅炉建设费用,节约燃煤、燃气费用,经济收益显著。

环境效益:畜牧兽医实训基地太阳能集热供热系项目的实施,环保效益明显,按1300㎡的供热面积计算,仅供暖一项,将每年节约标煤92t,可减少二氧化碳排放量244.7t,减少二氧化硫排放量2.3t

社会效益:本工程从建筑、生产、供热、零碳供能、土地资源复用、可再生能源利用的全新模式出发,将有效解决我院相关专业师生教学实训问题,培养大批相关专业高端技术人才,为周边乃至整个寒旱地区相关产业服务,促进产业又快又好发展。同时解决寒旱地区广大农村清洁能源应用及节能环保问题,并有效节约资金,适应寒旱地区可持续发展的需求。另外项目本着就地产能,就地消纳的分布式能源理念建设,将会成为清洁可再生的分布式能源工程样本,为未来分布式能源发展树立良好样板。

 

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