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興悅能|非壁掛式高層建筑太陽能熱水解決方案
時間:2018-06-07 來源:imsia
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興悅能|非壁掛式高層建筑太陽能熱水解決方案
IMSIA 李連孝

 
       高層建筑太陽能熱水系統一直為人們所詬?。簶琼斆娣e不夠,消費者認為不好用。高層建筑如何更好地應用太陽能熱水系統成了困擾行業多年的難題。


     
      
興悅能(北京)能源科技有限公司為解決這一行業難題給出了答案。
?      5月15日,
 IMSIA國際金屬太陽能副秘書長陳講運一行考察了興悅能在順義新城望泉寺公租房高層太陽能熱水項目。在現場還遇到了清華大學江億院士和清華大學楊旭東的調研團隊成員。

高層樓頂結構

       據了解,這是北京地區規模最大的公租房項目,總戶數達到7097戶。



       我們考察的是一棟15層高層建筑。樓頂集熱陣列由三排集熱器構成,后兩排呈W型。與普通安裝方式不同的是,在集熱器前方安裝了平面鏡。這是興悅能總工李穆然所定義的“固定聚光集熱器”。平面鏡鑲了邊框,其上端背靠前排集熱器,形成人字支撐,兩者結合處由鋁合金片拉鉚鎖定,十分堅固;平面鏡下端與后排集熱器面板下端相抵,被特制的鋼板鎖定在支撐的骨架上,無論鏡片還是平板集熱器,均不需要獨立支架,節省了大量鋼材。




       集熱器密排,由西向東組成一個大串聯系統;列與列之間的兩端由管道連接,構成一個三串二并的集中集熱單元。如果不采用這種結構的集熱器,勢必加大排與排之間的距離,樓頂面積遠遠不夠。

興悅能集熱器的特點

       平面鏡的增加勢必加大投入成本,據興悅能總經理李娜介紹,僅這一項就增加10%的成本,但大大提高了集熱效率。



       李穆然總工解釋說,該集熱器可提高系統40%-60%的得熱量。早在2015年,國家太陽能熱水器質量監督檢驗中心測試報告顯示,該系統集熱效率為68.8%,遠遠高于GB規定42%標準,是GB要求的1.64倍。這就意味著,在同等效率條件下,使用興悅能的“固定聚光集熱器”減少了集熱器使用數量的60%。特別是對鋪設面積有限的高層建筑樓頂更具利用優勢。
 
補充能源前置集中集熱

       以獨立的單元樓為一個用能系統,全單元90戶用水全部來自頂樓設備間的12噸集中儲熱水箱,輔助熱源為燃氣。燃氣壁掛爐置于供熱端的設備間。
興悅能工程師李鵬解釋說,當水箱溫度低于45℃時,36kW的燃氣爐自動啟動,為水箱補熱;達到設定溫度時,燃氣設備自動停止加熱。

       清華大學生在設備間里對燃氣壁掛爐、系統智能控制集成器、水箱水位、水壓儀表、水泵功率以及管道位置拍照,就連掛在門口處的太陽能每日巡查表的記錄也用手機拍下來保存。這些研究人員對數據表現出特有的敏感和興趣。


       
      值得一提的是,儲水箱的熱水主要來自太陽能直接換熱。集熱系統以水為介質,當水溫達到45℃,自動排回到水箱,然后低溫水再補進集熱系統循環加熱,做到最大化利用太陽能。

集熱器自動排空防凍

       為防止平板集熱器在冬季出現凍裂事故,許多商家采用換熱介質,用以確保系統安全,但熱效率不高。若直接換熱勢必面臨系統凍裂風險。在這種情況下,系統排空技術就有了用武之地。
       當集熱器或管道溫度接近設定的最低溫度時,集熱系統頂端的排空裝置打開,依靠水的自重將系統排空。把余熱吃得干干凈凈,同時也達到系統防凍的目的。



呼叫式用水

       興悅能是如何做到讓用戶打開龍頭就能用熱水呢?
       供水采用立管入戶的方式,由呼叫器+壓力+溫控+時控聯合控制。住戶用水時,只要按下室內呼叫器,貫穿整個單元的立管水流立即循環,整個過程只需要三分鐘左右。這樣,只要用戶打開閥門即可用到恒溫恒壓的熱水,避免了因水溫不夠而排放浪費的水資源。
       這種傻瓜式使用功能極大地方便了用戶。由于興悅能將輔助能源前置,免去用戶在室內另裝加熱裝置和安裝分戶水箱的煩惱,免去室內熱水設備的投資和維護費用,也節省了室內空間。

方便經營管理

       整個熱水系統安全運行之后,產權移交物業,由物業經營。這也契合了公租房的特性,不會因業主變化而產生產權糾紛。用戶采用IC卡熱水表計量用量,先交費后使用。
       李穆然總工算了一筆經濟賬。假設每戶安裝電熱水器,從輸變電站算起,加上產品初投資到使用中的產生的電費以及更換鎂棒等維護費用總和相比,集中太陽能熱水系統具有初期建設成本低,后期運行成本低的特點,更重要的是減少了對常規能源利用。經過測算,入戶熱水價格相比當年熱力集團的熱水入戶價格大大降低,物業方面還有盈利空間。
 
       
      自十多年前起,興悅能就做了大量的集中集熱太陽能熱水工程,如為2002年的“北京老年公寓”、2003年的“八一體工大隊”、2006年“永定門飯店”、2008年“北京市十二中”等項目提供應用解決方案。其中不乏有真空管集熱模塊+反光平面鏡的系統,如昌平北京綠建屋的熱水工程等。
       興悅能的太陽能熱水工程從小型的老年公寓躍升到北京最大的公租房整體應用。興悅能的成長,無論從產品、技術、系統解決方案、商業模式等都值得去咀嚼和探討。



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