丝路技术
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谢 莉
（南瑞电力设计有限公司，江苏 南京 211100）
摘 要：结合空气源热泵节能技术，利用西藏地区太阳能资源优势，采用太阳能—空气源热泵技术，设计了清洁高效供暖方案，促进光资源的充分开发利用，进一步降低了供暖系统运行费用。实现了清洁能源再生利用，产生良好的经济效益和环境效益。
关键词：太阳能 空气源热泵 经济性相关研究表明，我国每年因建筑供暖引起的CO 2排放量达7.8亿吨，SO 2排放达338万吨，NO 2排放达182万吨。供暖碳排放量已接近全国碳排放总量的10%，威胁着生态环境可持续发展及人体健康，与我国城镇化发展初衷以及人民对生活质量的要求相悖。因此，推进清洁能源供暖任务紧迫。
西藏地区属于寒冷地区，光热利用潜力巨大。依托当地太阳能资源优势，推进以使用清洁能源为主的供暖建设进程，促进光资源的充分开发利用，是重要的供暖系统发展方向之一，对节能减排工作意义重大。abs-220
一、项目概况
项目位于拉萨地区，为某学校两栋教学楼增设集中供暖，单栋建筑面积为3223平方米，总建筑面积6446平方米。项目所在区域无市政热力管网，根据现场调研以及技术分析，采用太阳能+空气源热泵系统的形式集中供暖。
二、系统原理
太阳能+空气源热泵系统包括太阳能集热系统、蓄热水箱、辅助加热系统（超低温空气源热泵）、控制系统、供热管路系统。
图1 系统原理
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1.温差循环：当太阳能集热系统的温度T1与储热水箱内的温度T2之差≥10℃时，集热循环泵P1、P1’启动，将集热器内的热量储存至储热水箱内。而当T1-T2≤3℃时，集热循环泵P1、P1’关闭，集热循环停止；如此反复逐步加热蓄热水箱内的水。2.换热管路防冻循环：当集热管路中温度T3低于5℃，换热循环泵P1开启进行循环，当T3升高至10℃时，关闭循环泵P1，以防止循环管路冻堵。
3.集热管道系统防冻：在系统管道上设置防冻带，当T5≤3℃时，集热系统防冻带启动，当T5≥8℃时，防冻带停止。
4.室内供暖：当室内温度T6低于设定值，且集热水箱温度T2≥55℃时，水泵P2启动，通过末端散热设备提高室内温度，当室内温度达到设定值或集热水箱温度T2＜55℃时，水泵P2关闭，循环停止。
5.集热系统补液：当系统压力低于设定压力时，补液泵自动补液，当系统压力达到设定值时，停止补液。
6.水箱补水：
当集热水箱水位W1≤60%时，水箱补水电磁阀DCF启动，当集热水箱水位L1≥80%时，DCF停止。7.空气源热泵辅助加热：当水箱温度小于等于设定温度时，空气能热泵启动，产生的热量通过循环泵提供水箱中的水，使水温升高。当水温到达设定温度时，空气源热泵停止工作。8.超压保护：当集热系统压力达到0.6MP时，安全阀自动打开，系统压力达到设定值时，安全阀关闭，防止系统超压。9.防过热保护：当集热器温度T1超过85℃时，循环泵P1启动，当集热器温度低于80℃时，循环泵停止，防止介质气化。
三、方案设计
学校供暖时间为11月、12月及3月，计算得到月均日太阳辐照量为25.012（MJ/m 2·d），日均日照小时数8.79小时/天。两栋教学楼方位角约南偏东25°，集热器倾角为20°，集热器摆放倾斜面上的补偿比为100％，日均辐照
量为25.012MJ/（m 2·d）
。两栋教学楼单栋采暖热负荷均为193.4kW，单栋建筑物耗热量均为8.82×106kJ。
擀筋棒（一）太阳能集热器面积
选用平板型集热器，每组集热器的总面积为2㎡。当地采暖期月平均日照小时数为8.79h，日均集热器采光面上的太
阳辐照度为25012kJ/（m 2·d）
，总太阳辐照度为790.4W/㎡。基础水温取5℃，水箱终止水温取55℃，则集热器工质进口温度为38.3℃。综上计算得到归一化温差T *为0.0421。由国家太阳能热水器质量监督检验中心对该型号集热器效率曲线得到基于采光面积的效率为：η=0.781-5.647T *，故平均集热效率的效率为：η=0.543。
根据《太阳能供热采暖工程技术规范》，在充分利用教学楼屋面可用面积铺设太阳能集热器的条件下，计算得到太阳能保证率为38.9%；取管路及储热装置热损失率为20%，计算得到单栋教学楼所需集热器总面积为324m 2，集热器数量为162组。
（二）蓄热水箱容积
由于水箱的体积越小，热交换速度越快，经综合考虑后，单位集热器采光面积平均每日的产热水量取50L/㎡·d 计，蓄热水箱为162吨。
（三）空气源热泵选型
1.热泵选型。根据拉萨当地气象参数，校核热泵机组衰减量后，单栋教学楼选用4台25P超低温空气源热泵可满足采暖需求。
2.热泵缓冲水箱。取化霜时间5min计算缓冲水箱容积，得到系统最小水容量为3吨，则缓冲水箱与太阳能蓄热水箱共用，单栋教学楼蓄热水箱取16吨。
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（四）主要设备配置
表1 主要设备配置表
名称参数数量单位太阳能集热器FPC1200，单组2m2324组
空气源热泵25匹8台
热水集热水箱16吨2个
集热循环泵流量：16.2m3/h，扬程：10m4台
换热泵流量：32m3/h，扬程：10m4台
供热泵流量：16.0m3/h，扬程：15m8台
补液泵流量：2.0m3/h，扬程：25m2台
膨胀罐150L2台
板式换热器16㎡2个
四、 运行能耗
系统集中供暖时间为11、12月、3月，扣除四连休后，集中供暖时间合计共64天。教学楼每天使用时间为7：30～20：30。为了减少每天初始加热能耗、保证采暖需求以及低温工况防冻等需求，太阳能+空气源热泵控制系统控制时间设为24小时。单栋教学楼耗热量及系统运行能耗如下：
表2 单栋教学楼建筑耗热量
负荷率天数
（天）建筑日耗热
量（kWh/天）
建筑日耗
热量（kJ/天）
累计耗热
量（kWh）
累计耗热量
（kJ）
100%52451.18823929.412010.343237254.1 75%271838.36617947.148899.3176037391.5 50%251225.54411964.730025.9108093135.2 25%33612.82205982.420221.572797417.6冬季建筑耗热量合计111157.0400165198.3表3 单栋教学楼太阳能+空气源热泵供暖系统运行能耗每天太阳能集热器提供热量kJ/d3433407
冬季太阳能集热器提供热量kJ268501631
冬季空气源热泵承担热量KJ131663568
冬季空气源热泵承担热量kWh36573
冬季系统耗电量（热泵、水泵等）kWh34880
该边本项目执行居民电价0.49元/kWh，故两栋普通教学楼冬季供暖系统运行费用合计约34182元，单方运行费用约5.3元/m2。相较于常规超低温空气源热泵系统，运行费用降低20284元，降低59%，经济效益良好。
五、结语
为满足学校两栋普通教学楼冬季供暖需求，各采用了一套太阳能+空气源热泵系统形式集中供暖。考虑教学楼屋面可敷设太阳能集热器面积，每栋教学楼太阳能保证率为38.9%，另设空气源热泵辅助供热。
经测算，每个采暖期每栋教学楼可节约标准煤10.1t，合计节约标准煤20.2t，有效减少了对环境的污染和危害，提升了可再生能源在终端能源消费比例，降低了用户能源使用 成本。
本项目将可持续发展理念与空气源热泵节能技术融入校园，为学校师生营造了一个绿低碳、舒适健康的教学环境，也为节能减排背景下高原地区校园集中供暖方案提供了参考。
参考文献
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尘大，噪声高，多采用胶粘剂进行固定，施工安装复杂，连接方式多采用永久式固定，不能更换，现场施工周期长，作业人员多，安装完成后VOC挥发性气体超标。在实际中可以采用施工周期短，安装简便，可进行调节更换的护墙板。板材具有优异的稳定性、持久性、耐候性、耐腐蚀、抗菌、防火、耐磨、耐冲击和易清洗维护等性能。
在快速装配式护墙板系统中，包括上导轨、上挂件、调节螺栓、橡胶条、下挂件、下导轨；上导轨具有方形槽，方形槽上翼边是直角，下翼边是容置有橡胶条的橡胶槽，方形槽侧边上设有多个腰型安装孔。下导轨与上导轨结构相同，在下翼边的下边增设支托。上部设有安装孔，下部设有用于安装调节螺栓的螺孔。上挂件卡入上导轨上，下挂件卡入下导轨内。同时，采用铝合金导轨固定在墙面上，导轨上开腰形孔，长孔方向与导轨宽度方向一致，可调节导轨的水平度。在导轨孔上方安装方形垫片，便于垫片安装，不易丢失。此导轨根据墙板高度设置安装排数，其中最下面一排有一托架，起到承托板材、限制板材向下移动的作用，导轨上配置水准控制器，便于观察调整导轨水平度。
（二）装配式混凝土结构装饰外墙防渗技术的应用
对于外墙防渗技术，可以根据外墙防渗技术的原理，构建外墙防渗装置。在该装置的结构组成中，主要包括保温板、外叶墙板、承重墙、混凝土等，这些都是基本的组成。在墙体之间的连接处，可以填充相应的发泡芯棒，并且在外侧采用密封胶进行密封操作。随着防渗技术的日益提高，今后在装饰工程中出现渗水的情况将会越来越少，对于保证装配式装饰的质量将会发挥重要的作用。
四、结语
随着建筑装饰技术的发展，装配式装饰技术在今后建筑装饰中将会得到更加广泛的应用。本文详细分析了目前在装配式装饰中主要采用的各类技术，在对于提升装配式装饰的技术水平具有一定的意义。
参考文献无动力滑翔伞
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