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兴悦能|非壁挂式高层建筑太阳能热水解决方案
时间:2018-06-07 来源:imsia
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兴悦能|非壁挂式高层建筑太阳能热水解决方案
IMSIA 李连孝

 
       高层建筑太阳能热水系统一直为人们所诟病:楼顶面积不够,消费者认为不好用。高层建筑如何更好地应用太阳能热水系统成了困扰行业多年的难题。


     
      
兴悦能(北京)能源科技有限公司为解决这一行业难题给出了答案。
​      5月15日,
 IMSIA国际金属太阳能副秘书长陈讲运一行考察了兴悦能在顺义新城望泉寺公租房高层太阳能热水项目。在现场还遇到了清华大学江亿院士和清华大学杨旭东的调研团队成员。

高层楼顶结构

       据了解,这是北京地区规模最大的公租房项目,总户数达到7097户。



       我们考察的是一栋15层高层建筑。楼顶集热阵列由三排集热器构成,后两排呈W型。与普通安装方式不同的是,在集热器前方安装了平面镜。这是兴悦能总工李穆然所定义的“固定聚光集热器”。平面镜镶了边框,其上端背靠前排集热器,形成人字支撑,两者结合处由铝合金片拉铆锁定,十分坚固;平面镜下端与后排集热器面板下端相抵,被特制的钢板锁定在支撑的骨架上,无论镜片还是平板集热器,均不需要独立支架,节省了大量钢材。




       集热器密排,由西向东组成一个大串联系统;列与列之间的两端由管道连接,构成一个三串二并的集中集热单元。如果不采用这种结构的集热器,势必加大排与排之间的距离,楼顶面积远远不够。

兴悦能集热器的特点

       平面镜的增加势必加大投入成本,据兴悦能总经理李娜介绍,仅这一项就增加10%的成本,但大大提高了集热效率。



       李穆然总工解释说,该集热器可提高系统40%-60%的得热量。早在2015年,国家太阳能热水器质量监督检验中心测试报告显示,该系统集热效率为68.8%,远远高于GB规定42%标准,是GB要求的1.64倍。这就意味着,在同等效率条件下,使用兴悦能的“固定聚光集热器”减少了集热器使用数量的60%。特别是对铺设面积有限的高层建筑楼顶更具利用优势。
 
补充能源前置集中集热

       以独立的单元楼为一个用能系统,全单元90户用水全部来自顶楼设备间的12吨集中储热水箱,辅助热源为燃气。燃气壁挂炉置于供热端的设备间。
兴悦能工程师李鹏解释说,当水箱温度低于45℃时,36kW的燃气炉自动启动,为水箱补热;达到设定温度时,燃气设备自动停止加热。

       清华大学生在设备间里对燃气壁挂炉、系统智能控制集成器、水箱水位、水压仪表、水泵功率以及管道位置拍照,就连挂在门口处的太阳能每日巡查表的记录也用手机拍下来保存。这些研究人员对数据表现出特有的敏感和兴趣。


       
      值得一提的是,储水箱的热水主要来自太阳能直接换热。集热系统以水为介质,当水温达到45℃,自动排回到水箱,然后低温水再补进集热系统循环加热,做到最大化利用太阳能

集热器自动排空防冻

       为防止平板集热器在冬季出现冻裂事故,许多商家采用换热介质,用以确保系统安全,但热效率不高。若直接换热势必面临系统冻裂风险。在这种情况下,系统排空技术就有了用武之地。
       当集热器或管道温度接近设定的最低温度时,集热系统顶端的排空装置打开,依靠水的自重将系统排空。把余热吃得干干净净,同时也达到系统防冻的目的。



呼叫式用水

       兴悦能是如何做到让用户打开龙头就能用热水呢?
       供水采用立管入户的方式,由呼叫器+压力+温控+时控联合控制。住户用水时,只要按下室内呼叫器,贯穿整个单元的立管水流立即循环,整个过程只需要三分钟左右。这样,只要用户打开阀门即可用到恒温恒压的热水,避免了因水温不够而排放浪费的水资源。
       这种傻瓜式使用功能极大地方便了用户。由于兴悦能将辅助能源前置,免去用户在室内另装加热装置和安装分户水箱的烦恼,免去室内热水设备的投资和维护费用,也节省了室内空间。

方便经营管理

       整个热水系统安全运行之后,产权移交物业,由物业经营。这也契合了公租房的特性,不会因业主变化而产生产权纠纷。用户采用IC卡热水表计量用量,先交费后使用。
       李穆然总工算了一笔经济账。假设每户安装电热水器,从输变电站算起,加上产品初投资到使用中的产生的电费以及更换镁棒等维护费用总和相比,集中太阳能热水系统具有初期建设成本低,后期运行成本低的特点,更重要的是减少了对常规能源利用。经过测算,入户热水价格相比当年热力集团的热水入户价格大大降低,物业方面还有盈利空间。
 
       
      自十多年前起,兴悦能就做了大量的集中集热太阳能热水工程,如为2002年的“北京老年公寓”、2003年的“八一体工大队”、2006年“永定门饭店”、2008年“北京市十二中”等项目提供应用解决方案。其中不乏有真空管集热模块+反光平面镜的系统,如昌平北京绿建屋的热水工程等。
       兴悦能的太阳能热水工程从小型的老年公寓跃升到北京最大的公租房整体应用。兴悦能的成长,无论从产品、技术、系统解决方案、商业模式等都值得去咀嚼和探讨。



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