热管太阳能低温辐射采暖系统节能研究

该研究的目的： 在于利用太阳能、空气能等可再生能源，为新农村、别墅、低层办公建筑提供可行的可再生能源采暖技术，解决传统采暖系统的高能耗、高排放、高成本、降低大气污染及改善室内热环境等问题。

主要技术内容： 该项目集成热管太阳能相变集热实用新型技术、变容双循环实用新型技术、低温辐射放热实用新型技术、3L热隔断实用新型技术和一项设备发明于一体，大幅提高了系统的集热能力和可再生能源的热利用率，同时解决了冻管、炸管和大水流量等问题。末端采用辐射采暖技术和双循环技术，显著降低了末端的供水温度，明显提高了热利用率，同时减少了电辅助加热的延时，降低了电辅助功率；依据水的温度分层理论，发明了高效节能蓄放热水箱，在蓄热和放热过程中，分别把高温水和低温水分开，即：太阳能高温水放在水箱上层，低温水放在水箱下层；供热取上层高温水，回水放在水箱下层，有效减少了过程热损失；依据热传递理论，给出了3L热隔断保温屋顶的设计方法，在使用顶板辐射方式供热时，有效降低了通过屋顶向室外的传热量，确保了可再生能源的高效利用；并通过数据积累和自学习，定期修正运行参数，使系统保持最优的运行工况；定时检测系统控制设备的状态，执行器的运行情况，对比设定值，给出设备的工作状态、故障状态、报警及停机保护；收集每个系统的运行数据，为大数据分析奠定基础。

技术经济指标： 室内温度达到19℃以上；耗电量为22.9度/（m²·年），按照当地电费0.55元/度计算，为9.2元/（m²·年）；不到市政采暖费用的一半；该系统为全自动控制，使用方便，安全，清洁舒适；供热水温为30-35℃，使太阳能蓄热效率提高20%以上。

推广应用： 其中美丽乡村别墅太阳能采暖装置总投资4.7万元，占地面积400平米，建筑总面积200平米，独栋别墅，每年可以为用户节约费用3000多元；华北科技学院南区培训改进型系统，辐射供暖面积24平米，总投资6000元，改进后的系统舒适度及节能减排效果更加明显，直接收益显著。

间接收益： 为CO2减排量及灰尘等污染物减排，单位平米的减排量为6kg/（m²·年），对于200m²的房屋来说，一年的采暖碳减排量为：1200 kg/年；该系统主要为太阳能采暖，大幅降低高品位化石能源的消耗，因此，排放的污染物基本为零；由于该系统的污染物减排作用，有益于对生态平衡的保持和促进，具有显著的间接社会效益。

涉及到该课题的成果： 发表相关论文5篇，其中1篇SCI检索，2篇EI检索；授权专利：6项。

该研究的目的：在于利用太阳能、空气能等可再生能源，为新农村、别墅、低层办公建筑提供可行的可再生能源采暖技术，解决传统采暖系统的高能耗、高排放、高成本、降低大气污染及改善室内热环境等问题。 主要技术内容：该项目集成热管太阳能相变集热实用新型技术、变容双循环实用新型技术、低温辐射放热实用新型技术3L热隔断实用新型技术和一项设备发明于一体，大幅提高了系统的集热能力和可再生能源的热利用率，同时解决了冻管、炸管和大水流量等问题。末端采用辐射采暖技术和双循环技术，显著降低了末端的供水温度，明显提高了热利用率，同时减少了电辅助加热的延时，降低了电辅助功率；依据水的温度分层理论，发明了高效节能蓄放热水箱，在蓄热和放热过程中，分别把高温水和低温水分开，即：太阳能高温水放在水箱上层，低温水放在水箱下层；供热取上层高温水，回水放在水箱下层，有效减少了过程热损失；依据热传递理论，给出了3L热隔断保温屋顶的设计方法，在使用顶板辐射方式供热时，有效降低了通过屋顶向室外的传热量，确保了可再生能源的高效利用；并通过数据积累和自学习，定期修正运行参数，使系统保持最优的运行工况；定时检测系统控制设备的状态，执行器的运行情况，对比设定值，给出设备的工作状态、故障状态、报警及停机保护；收集每个系统的运行数据，为大数据分析奠定基础。 技术经济指标：室内温度达到19℃以上；耗电量为22.9度/（m<'2>·年），按照当地电费0.55元/度计算，为9.2元/（m<'2>·年）；不到市政采暖费用的一半；该系统为全自动控制，使用方便，安全，清洁舒适；供热水温为30-35℃，使太阳能蓄热效率提高20%以上。 推广应用：其中美丽乡村别墅太阳能采暖装置总投资4.7万元，占地面积400平米，建筑总面积200平米，独栋别墅，每年可以为用户节约平米节约费用3000多元；华北科技学院南区培训改进型系统，辐射供暖面积24平米，总投资6000元，改进后的系统舒适度及节能减排效果更加明显，直接收益显著。 间接收益为CO<,2>减排量及灰尘等污染物减排，单位平米的减排量为6kg/（m<'2>·年），对于200m<'2>的房屋来说，一年的采暖碳减排量为：1200 kg/年；该系统主要为太阳能采暖，大幅降低高品位化石能源的消耗，因此，排放的污染物基本为零；由于该系统的污染物减排作用，有益于对生态平衡的保持和促进，具有显著的间接社会效益。 涉及到该课题的成果：发表相关论文5篇，1篇SCI检索，2篇EI检索；授权专利：6项。