艾诺威太阳能数字光热合理选择

目录

太阳能数字光热系统

一、太阳能采暖优缺点

二、太阳能真空管介绍

三、太阳能数字光热之太阳能集热器基本构造

四、太阳能数字光热之光热数字化控制器工作流程

五、建筑以及热负荷分析、运行费用分析

六、安装样例费用集合

七、太阳能采暖对比分析

八、纳米黑晶电辅热

无人值守锅炉房系统

一、        无人值守问题的提出

二、        无人值守锅炉房主要功能

三、        无人值守锅炉房实现方法

四、        安装案例 

一、        太阳能采暖优缺点简介

1、        优点

光热并济，数字互联：白天使用太阳能，晚上使用电辅热; 

末端兼容原有暖气循环，系统效率高，运行成本较低; 

24*365全屋热水，生活水平高

无需防冻处理，防冻不耗能，没有热量损失

2、        缺点

占地面积略大

夏季需要遮盖

二、        太阳能真空管介绍

1、        规格与市面通用产品一致，替换容易

2、        抗冰冻，即使阴天也能把水温提升到40度以上

3、        传热快，导热介质直接与太阳能发热层接触，热量几乎无损的传输至导热介质

4、        热效率高，发热层与介质直接换热，热效率可达98%

5、        不限时刻即时补水，不怕炸管

6、        导热介质选择范围宽，可选择防冻液、导热油、甚至可直接选择清水

7、        可用抵挡1厘米小石子2-3米自由落体击打

8、水平技术参数

1、采用特硬高硼硅3.3玻璃（Pyrex），管材透射比≤0.89，弯曲度≤0.12%。

　　2、太阳选择性吸收涂层的太阳吸收比α≥96%；太阳选择性吸收涂层的半球发射比εh≤5%（70℃）。

　　3、空晒性能参数，太阳辐照度G≥700w/m2，环境温度5℃≤ta≤28℃，以水为传热工质，空晒温度ts，空晒性能参数Y=（ts - ta）/G，Y≥185 m2℃/Kw。

　　4、闷晒太阳曝辐量，太阳辐照度G≥700w/m2，环境温度5℃≤ta≤28℃，以水为传热工质，初温不低于环境温度，闷晒至水温增加35℃所需太阳曝辐量H≤3.0MJ/ m2。

　　5、真空夹层内的气体压强p＜3.0×10-3Pa。

　   6、内管的未镀膜长度＜20mm，进一步扩大集热管的吸热面积，降低热损系数

三、        太阳能集热器基本构造

1、        集热管采用58*1800真空集热管，工艺成熟，成本低

2、        联箱内胆为食品级304不锈钢

3、        保温层为聚氨脂整体机械发泡，恒温熟化处理，泡孔细小平均，密度公道闭孔率高，保温效果极佳

4、        密封圈为耐高温硅胶，安全、密封性好

5、        联箱外壳为铝合金阳极氧化，重量轻，耐腐蚀

6、        支架设选用加厚镀锌钢板冲压成型，全面防腐处理，防紫外线喷塑，使用寿命可达15年以上

7、        储水量既能满足日常用水需求，也能满足迅速集热需求，教同行提前2个小时左右进入供暖模式

8、        太阳能水温高，一般位于60-40之间

9、        进出水口为DN25不锈钢管

10、        单组50管，占地面积4*1.8米，容水量200L

四、  太阳能数字光热控制器工作流程

1、        初始时刻室温低于18度时，电辅热首先进入工作，检测到太阳能温度高于46度时，太阳能进入工作，打开太阳能与暖气片热量输送通道，界面变成黄色，电辅热退出，太阳能单独供热

2、        太阳落山后，太阳能水温低于40度，太阳能模式退出，太阳能控制器切断太阳能与暖气片的热量传输通道

3、        退出太阳能模式后，太阳能剩余热量用于防冻和生活热水

4、        退出太阳能模式后，控制器检测室温是否位于18-20之间，如低于此区间，电辅热进入工作，否则电辅热等待，不进入工作

5、        电辅热模式持续至第二天太阳能温度再次高于46度

6、        特点一：太阳能控制器集成电辅热功能，无需单独电锅炉

7、        特点二：方便太阳能、电辅热、室温联动运行，满足恒定室温，减低运行费用

8、        特点三：防冻模式不耗能，使用太阳能热量防冻。经实际运行测试，即使阴天水温也能达到40度以上

9、        特点四：太阳能水路与暖气水路分离，太阳能为清洁水，即可作为生活热水，也避免暖气水污染太阳能管

10、        特点五：水位自动进行，随时随刻补水

11、        特点六：太阳能数字化控制技术，太阳能水温高

12、        特点七：安装空间小，不大于安装电锅炉空间

13、        特点八：电辅水电分离，无水干烧安全

14、        特点九：热量只能从太阳能传输至暖气，不能从暖气到太阳能：晚上太阳能不消耗电辅热量

15、        特点十：纳米黑晶电辅热，热效率高，加热快，质量好

五、建筑以及负荷分析

1、        昌吉州（气象数据参考：奇台）冬季气象以及日照数据

a)        采暖季气温

月份        日最高气温        日最低气温

10        16度        3度

11        3度        -6度

12        -8度        -16度

1        -12度        -21度

2        -8度        -19度

3        7度        -4度

4        21度        6度

b)        冬季日照

室外参考温度  -9.2度

水平太阳照度1200W/m2

南向太阳照度1360W/m2

东向太阳照度680W/m2

西向太阳照度680W/m2

HDD18（度.天）4989

c)        太阳能数量计算

i.        太阳能照度平均=（1200+1360+680+680）（W/平米）/4=980W/平米

ii.        太阳能效率按照98%计算并取1.5倍余量，太阳能功率配置为：

98*98%*1.5=144.06W/平米

iii.        单管太阳能集热面积为0.115平米，则单管热功率约为0.115*980*0.98=107W

iv.        则获得每平米配玻璃管144（W/平米）/107（W/平米）=1.34，向上取整得1.5根管

d)        人体热感觉

参考得知，取目标室温18-20度，舒适度和节能效果比较均衡

2、        配置原则

a)        玻璃管按照1.5-2跟/平米配置，每根管集热功率平均为100W，折合150-200W/m2

b)        水箱原则上不需要，如果客户有储热需求则配置

c)        电辅热按照100W/平米配置

d)        室内温度目标按照18度为基准

3、        替代热量

a)        假设100平米房间按照150跟集热管配置，集热功率15KW，日照时间按照6小时

b)        集热量为15KW*6小时=90KWH

c)        100平农村房间热量需求为70W/平米，则共需要热量24*0.07*100=168KWH

d)        替代率约为53%，考虑到峰谷电价政策，节约更为明显

4、        关键设计

a)        设计原则：光热并济，数字互联

b)        不设计水箱，太阳能尽早地投入使用，节约白天的使用费用

c)        室内温控设计，争取舒适性和费用的平衡，满足基本采暖需求

d)        室内设计目标为18度左右

e)        数字技术计算和管理协调太阳能和电辅热以及室内温度联动，降低电辅启动时间多达50%

六、安装以及使用效果

a)        安装点一

i.        供热面积500平米

ii.        配置玻璃管500跟、电辅40KW

iii.        室内温度24度

iv.        理论耗能30000度电

v.        实际耗能14000度电，太阳能替代率53%

b)        安装点二

i.        供热面积200平米

ii.        配置玻璃管300跟，电辅30KW

iii.        室内温度24-27度

iv.        理论耗能16000-20000度

ii.        实际耗能75000度，太阳能替代率53%

c)        安装点三

i.        供热面积600平米

ii.        配置玻璃管600跟、电辅60KW

iii.        室内温度设定20-24度

iv.        理论耗能32000度电

v.        实际耗能15000度，替代率50%

d)        安装点四

i.        供热面积280平

ii.        配置玻璃管200跟，电辅20KW

iii.        室内温度18-24度

iv.        理论耗能20000度

v.        实际耗能11000度，替代率45%

七、        太阳能数字光热与普通太阳能采暖对比

八、        纳米黑晶电辅热

纳米黑晶电热元件是把加热元件埋在纳米晶粉中经成型，热压烧结和机械加工制成的一种全背反式加热器件，将电能转化为热能，纳米晶即是绝缘体又是传热介质，可直接与水接触，结构简单，热效率高，安全可靠

专有特点：

1，小型 轻量，效率高省电，加热液体表面负荷最高可达70w/CM

2，优秀的热特性  耐高温 热惯性小，升温快，抗热冲击能力强

3，电气安全性好  折断后漏电电流小与15mA，使用寿命长

4，耐酸碱 腐蚀 具有优良的绝缘性能

5，通电后几秒钟温度可到1300度

无人值守锅炉房系统

问题的提出

随着代煤进程的加快，各企事业单位逐渐拆除燃煤锅炉，改用了新能源锅炉，如电锅炉、天然气锅炉等等。

采暖设备升级换代了，但是管理、使用还停留在燃煤锅炉时代，粗放式的、不考虑使用效率和舒适节能的锅炉房控制方式已经过时了。

过时的管理造成取暖费用无法控制，由于电或者天然气的费用仍然高于煤炭，不改进管理和控制的后果就是运行费用居高不下

电锅炉已经不同于燃煤锅炉，属于精密和高科技的产品，对于运维人员提出了更高的要求，如燃煤锅炉时代找个锅炉工就能维护、维修已经办不到了，需要聘请懂维修的技术人员

新疆地处边疆，维护以及维修需要的时间长，如果更换配件的话可能需要数周，过长的维修时间可能造成采暖系统崩溃，维护人员经验和技术能力也容易发生故障扩大化，造成长时间停机

新疆地区温度低，锅炉房长时间停机会造成采暖系统全部冻冰，锅炉设备冻坏，管路和暖气片也会发生结冰状况。

操控复杂，一般不同天气需要的供热量不同，需要人工随时不停的调节；但对于一个锅炉房几栋不同建筑而言，总会有的温度高有的温度低，造成热量浪费和舒适度下降。

总体而言，粗放式的锅炉烧法已经不适应时代的需要了，需要精细化控制和供热，满足能耗低、舒适度高、对人要求低的方式迫在眉睫。

无人值守锅炉房系统特点：

优势：无需人工干预，锅炉根据实际需求温度自行运行，人工只需要巡检即可，停电防冻，节能设备使用寿命增长的功能，太阳能模式下可以分离太阳能和电锅炉，达到要求自动切换太阳能运行模式。

普通安装的劣势：需要人工值守，停电故障需要人工干预，如值守人员不在会造成系统以及锅炉被冻的情况，太阳能和电锅炉没有分离

主要功能-精准控制电锅炉

1、锅炉配电箱采用自动启停，自动切换，停电防冻，室内温度检控，主设备故障备用设备自动启动

2、自动断电防护功能，断掉后仍然处于监控状态并处理锅炉房防冻，避免锅炉房瘫痪

3、故障自动报警和记录，并进行最大可能的恢复运行

4、远程控制远程操作，远程监视

5、室温可编程不同时刻温度，节约室内热损失大幅度降低热损耗(室温需要合理设置)

6、接管电锅炉实现精准控制，大幅度提高加热效率降低热损失

7、汽化塔采用精准控制，合理设置运行温度，降低热损失

8、故障声光报警，提醒有故障出现以便及时处理

9、配置不断电UPS功能，系统断电后仍具备防冻处理能力

10、三维动画显示动作状态

实现方法

1、        电锅炉配置采用主备方案

a)        如果总共需要500KW热量，按照1.5倍配置700KW电锅炉，分为不少于3台

b)        一台作为备用，两台主运行

c)        锅炉轮换运行，保证各锅炉状态基本一致

d)        锅炉实现精细化控制，如200KW 电锅炉可以实现20KW细分化控制

 2、        多路分区供热

a)        供热按照功能和使用分为多个区域，每个区域独立控温和供热 

b)        如有的区域温度在22-24度，有的保证在16-18度，有的仅仅防冻状态

c)        晚上某些区域可以停止供热、有些区域全部供热

d)        可通过适当的策略实现，保持恒温和降低热消耗

e)        根据巴里坤实验可降低热消耗达30%

3、        室内恒温控制

a)        根据需要设定温度，如18度或者23度

b)        可以根据时段编程设定不同的温度，实现全自动化控制管理

c)        室内恒温可以有效平衡室内温度，避免有的很热，有的很冷

 4、        设备故障处理方式

a)        如果发生设备故障，立即停止故障设备，启动备用设备

b)        切换无感进行

c)        系统试图恢复故障锅炉，如果不能恢复则声光报警，提示需要维修

d)        由于无感切换备用锅炉，给维修留足了充足的时间

e)        设备全部无人无感进行，即使锅炉房无人发现故障也没关系

5、        锅炉房零停机操作方法

a)        设备监控和管理锅炉、水泵、水温、水位等等所有信息

b)        设备故障自动切换且试图自动恢复，不能恢复则报警，提示维修人员到场

c)        由于已经切换备用系统，维修和配件即使不能很快到位的话，系统仍然处于正常运行状态

6、        远程诊断以及应急处理

a)        对于故障，维修可以通过远程系统进行提前诊断

b)        大部分问题可以通过远程造作解决

7、        设备运行状态直观易懂

 8、        设备运行日志可分析和判断，做故障提前预警，将故障解决到发生之前

a)        这是最关键的一项，将问题解决在发生之前才是无人值守系统的关键所在

b)        系统不仅仅是控制，更是分析系统，通过FAMER系统和专业人员的判断，提前预判故障

9、        云端分析

a)        云端软件监控

b)        云端寿命以及故障预测