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    電工所研制的小型集中型太陽能供熱示範系統在張家口黃帝城小鎮成功運行並持續供熱3個月
      作者:王志峰、楊銘    日期:2019-01-15     信息來源:太陽能熱利用技術研究部 【背景色 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色) 】  【字体:
     

      2018105日,电工所太陽能熱利用技術研究部研制的小型集中型太阳能供热示范系统,在没有任何辅助能源的条件下,为张家口市涿鹿县矾山镇黄帝城小镇达华建国酒店共计3000-5000平方米的建築供暖,至今持續運行3個月,成功將多年研發的集中型太陽能供熱技術推向示範應用。 

      供熱系統主要由太陽能塔式聚光吸熱系統、跨季節水體儲熱系統、自控系統等組成,可實現太陽能全年收集、存儲,有效解決建築冬季清潔供熱問題。定日鏡采光面積760㎡,跨季節水體儲熱容量3000m3滿足園區內3000㎡建築冬季供熱要求。自20184月至10月初運行跨季節儲熱模式,10月初至今運行供熱模式。本系統中涉及的關鍵部件完全使用中科院自主知識産權産品。 

      與其他太陽能供熱采暖系統相比,該系統采用山地塔式聚光光學設計,實現山地小定日鏡高效聚光;同時開發容積式吸熱器和列管吸熱器,利用多孔材料的選擇與排布實現高效吸熱。根據測算,系統出水溫度達到90要求時,在冬季的熱效率可達到50%以上(折算在太陽能采光面積上)。 

      其次,系統采用優化的水體儲熱方式,實現了高效低成本儲熱。通過跨季節儲熱水體斜溫層控制技術和低熱損技術,減小儲熱水體混合熱損,在確保儲熱水體建造成本不高于330/m3的前提下,儲熱系統取熱量可達到儲熱量的80%以上。並以此儲熱體爲實驗研究對象,建立大空間自然對流與土壤耦合動態傳熱模型,爲今後大容量跨季節儲熱水體的熱工設計奠定技術基礎。 

      此外,研發從太陽能輻照熱量到建築負荷的全系統動態熱性能模擬優化平台。該平台可以反映系統關鍵部件在太陽能輻照度變化以及建築負荷變化的條件下,系統各運行關鍵參數的實時變化,系統參數配置以及爲精准控制邏輯提供仿真平台。 

      王志峰研究員帶領的太陽能熱利用技術團隊長期致力于太陽能熱發電技術研究,此次借鑒部分熱發電技術,並將聚光吸熱技術應用于供熱采暖系統,在國內起到了行業引領作用。該示範項目的穩定運營,爲2022年張家口冬奧會可再生能源清潔供熱以及中科院先導A項目的順利實施奠定了基礎。 

    太陽能供熱示範系統現場 

    聚光吸熱系統

     



     
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