介绍火车站太阳能采暖及热水示范项目

摘要：本文对大型太阳能季节性蓄热采暖与热水综合利用项目进行详细描述，包括运行原理分析、集热器及其他设备设计计算等，旨在提升系统的安全性、稳定性、经济性，同时也为太阳能热利用提供参考和借鉴。 　　0前言 　　我国是太阳能资源十分丰富的国家，为太阳能利用提供很好条件。太阳能与建筑相结合尤其利用太阳能进行采暖是利用太阳能进行建筑节能的现实手段和有效方法。而传统的短期蓄热采暖技术有较多问题存在，如春夏秋三个季节的太阳能不能被利用、夏季系统过热的问题等，为了解决此类问题，太阳能季节性蓄热成了新的采暖技术。本文以拉日铁路日喀则车站项目（如图1所示）为例对太阳能季节性采暖进行简要阐述。 　　1季节性蓄热采暖系统 图1拉日铁路日喀则车站太阳能热利用项目 　　季节性蓄热太阳能集中供热系统，与短期蓄热或昼夜型太阳能集中供热系统相对而言的。小型家用太阳能热水系统以及其他类似装置属于短期蓄热太阳能供热系统的范畴。由于地球表面上太阳能密度较低，且存在季节和昼夜交替变化特点。使得短期蓄热太阳能供热系统不可避免地存在很大不稳定性，从而使太阳能利用效率变低。 　　而太阳能季节性蓄热采暖将春、夏、秋三季的太阳能通过太阳能设备吸收、转化、储存到蓄热体中，在采暖季节使用，实现了太阳能跨季节储存和使用，在很大程度上提高了太阳能利用率。 　　2运行原理及说明 　　系统运行原理如图2所示。 图2系统运行原理 　　系统工作原理如下：夏季，冷水与太阳能集热器采集的太阳能量换热后，一方面可以直接供用户使用；另一方面，有相当一部分太阳能被直接送入蓄热装置中储存起来。冬季储存的热水经供热管网送至供热中心，然后由各个热力交换站按热量需求进行分配，并负责送至热用户。如果储存的热量不足以达到供热温度，由供热中心通过控制其他辅助热源进行热量补充。 　　本系统采用气候补偿型智能控制系统，可根据相应温度参数切换电动蝶阀，形成由蓄热水池和电热锅炉分别供热或联合供热的形式。控制采用模糊控制系统，最大化利用太阳能为目标，最大限度地减少用电量，降低系统的运行费用达到节能目的。 　　3项目简介 　　拉日（拉萨－日喀则）铁路（拉日线），是国家“十一五”规划和《中长期铁路网规划》的重要项目之一，线路东起青藏铁路终点拉萨站，最后抵达藏西南重镇日喀则。 　　在非采暖季，太阳能系统收集到的热量部分用于客运站日常热水，其余热量储存到季节性蓄热水箱中。在采暖季，当太阳能系统每天收集热量达不到需求时，提取季节性蓄热水箱中的热量，对客运站办公区域与候车区域进行供暖及供应生活热水。 　　1. 地理位置 　　日喀则车站：北纬29°27，东经88°88，海拔3847.3m。 　　室内采暖设计参数（如表1所示） 　　2. 气候条件 　　气象资料以日喀则市为参照，总体的气候特征：空气稀薄，气压低，氧气少。太阳辐射强，日照时间长，年平均达3300h，高原紫外线强烈。气温较低，年平均气温西部亚寒带地区0℃左右，东部温带地区6.5℃左右。日喀则基本气候情况如表2所示 　　3建筑概况 　　1.拉日铁路五个火车站均为二层建筑，建筑屋面均为平屋面，建筑朝向为南，集热器布置于屋面，水箱预埋于地下。 　　2.周围无遮挡，安装方便。 　　3. 现场水电以及地下蓄水池按照设计要求进行相关设计。 　　辐照量如表3所示 　　4设计计算 　　根据太阳能供热采暖工程技术规范相关规定，太阳能集热面积确定如下： 　　集热器安装方式如图3、图4所示 图4 彩钢瓦屋面固定节点 　　2. 储热水箱确定 　　1.储热水箱类型：地下混凝土浇筑蓄热水箱 　　2.储热水箱大小：150t 　　3.保温材料/厚度：高密度聚苯板/200mm 　　3. 设计参数 　　1.采暖室外设计温度：-5.2℃ 　　2.室内采暖设计温度：候车厅、售票厅、办公室等为14～16℃，卫生间14℃，包裹房、水泵房5℃ 　　3.基础水温：10℃ 　　4.辅助能源类型：电能 　　5.采暖热媒温度：35℃—45℃ 　　6.太阳能设计保证率50% 　　7.采暖期为149d（北京四季沐歌太阳能技术集团有限公司李洪海）