拉萨市无线电管理局太阳能采暖系统（皇明太阳能集团）
拉萨市是国内阳光最好的城市，由于当地能源缺乏，冬季大部分的房屋没有统一的采暖系统，雪域高原是目前环境污染最轻的城市之一，烧煤锅炉等污染性设备不允许再使用，随着太阳能热水器的应用技术日趋成熟，我们能否利用太阳能达到采暖效果呢？为此，针对拉萨市无线电管理局的采暖项目，我们进行了一次大胆的尝试，利用太阳能产生的热水进行办公楼及住宅楼的采暖，取得了很好的效果，下面对此进行展开介绍。
一、概况
拉萨无线电管理局新建五层平顶办公楼，采暖面积3000m2，为地板采暖系统，居民楼2栋为3层平顶旧建筑，为暖气片对流采暖系统，采暖面积各为1000m2左右。利用太阳能为地板采暖系统提供部分热源，办公楼采暖时间为早上8:00—11:00时；居民楼供暖时间为下午17:00—22:00时。
拉萨地处西藏中部稍偏东南，雅鲁藏布江中上游北部及其支流拉萨河流域及西北地区，高原温带半干旱季风气候。拉萨的气候特点为：辐射强，日照时间长，年日照时数在3000小时以上，有“日光城”之称；平均气温低，日温差大，6月平均气温为15.7℃，平均最高气温为22.9℃，是一年中温度最高的月份，1月平均气温为-2℃，平均最低气温-9.7℃，是一年中最低的月份，多年极端最高温度为29.6℃，极端最低气温-16.5℃，分别出现在6月和1月，夏季无高温，是夏季的避暑胜地；干湿季明显，雨季降水集中，多为昼晴夜雨的天气。
二、设计
1、基础水温：冷水计算温度
根据《建筑给水排水设计规范》GB50015－2003提供的数据，冷水的计算温度以当地最冷月平均水温资料确定，在无当地水温资料时参照下表：
本方案在设计时冷水计算温度取4℃。
2、全年太阳辐照情况根据国家气象中心提供的2001年全国各地日均及年总辐射数据（单位MJ/m2），拉萨站（北纬29°40´，东经91°08´，区站号55591）水平地面太阳辐照量。
数据如下：
我们选用12月份的太阳平均日辐照量15.725MJ/m2为设计依据，同纬度集热器倾斜面上的太阳辐照量经计算为25.025MJ/m2
3、本方案设计指标
经计算，该工程的设计热负荷为380000W。本方案设计安装联集管集热器160台，总采光面积为860.8㎡，在冬季1-3月份平均日太阳辐照量大于17.52MJ/m2的条件下，每天提供热量为6886.88MJ。满足本项目使用面积为5000㎡的定时采暖需求，阴雨天或甲方延长采暖时间而造成的热量不足由电锅炉和水箱电加热来辅助加热来满足。
三、太阳能采暖的工作原理
太阳能地板辐射采暖系统可采用图1所示的形式：
典型的太阳能地板辐射采暖系统由太阳集热器，控制器，集热循环泵，蓄热保温水箱，辅助热源，供回水管，关断阀若干，三通阀，过滤器，循环泵，分水器，加热器组成。
当T1＞T2时，控制器就启动水泵，水进入集热器进行加热，并将集热器的热水压入水箱，水箱上部温度高，下部温度低，下部冷水再进入集热器加热，构成一个循环。当T1
当T2<45℃时，锅炉启动加热，泵2启动将水箱中的水送入到锅炉中，当T2＞45℃时，锅炉不必启动加热；加热后的水由泵3送入采暖管道进行采暖循环。
四、系统的原理图
本项目共采用四套集热循环控制系统，一套供暖及与锅炉房配接的控制系统，30立方的热水储水箱2个，保证热水有一定的储存。
五、相关计算
1、太阳能地板辐射采暖的设计计算
（1）、设计参数的确定
地板辐射采暖的表面平均温度数值如下：
可见住宅地板辐射采暖的表面温度一般都低于30℃，所以就要求热媒温度为40℃～50℃，就目前我国北方的太阳能集热器的利用情况来讲，热媒温度最高为50℃左右，所以我们设计供回水温度分别为45℃和30℃。
（2）、供暖热负荷的确定
供暖系统的设计热负荷可用下式表示：Q=Q1+Q2+Q3+-Qd
其中，Q1为围护结构耗热量，Q2为冷风渗透耗热量，Q3为冷风侵入耗热量，Qd为太阳辐射进入室内的热量。此系统是以辐射采暖为主（占60%以上），辅以对流传热。据《暖通规范》及实际工程设计情况，一般民用建筑冬季室内设计温度取18℃。辐射采暖的设计温度比普通散热器采暖的设计温度低1℃～3℃，所以我们取为15℃。但这种计算方法繁琐，且需要条件多。
在工程中，在仅知道建筑的总面积的情况下可采用以下采暖热指标进行计算。
建筑物热指标推荐表（2003技术措施：暖通空调）
（3）计算在5小时供暖模式下的住宅单位采暖面积下的能耗量,我们选取70（W/m2）为设计采暖指标。
式中：-------全天模式采暖期能耗量（MJ)
--------建筑耗热量指标（W/m2)
A----------采暖面积（m2)
已知：＝70W/m2，A＝2000m2，计算得Qcq＝2520MJ.
（4）计算在3小时供暖模式下的办公楼采暖面积下的能耗，我们选80（W/m2）为设计采暖指标。
式中：-------全天模式采暖期能耗量（MJ)
--------建筑耗热量指标（W/m2)
A----------采暖面积（m2)
已知：＝80W/m2，A＝3000m2，计算得Qcq＝2592MJ。
因此在定时供暖的条件下，办公楼和住宅楼需要的能量为：2520+2592=5112MJ。
考虑采暖热损失为30%，则设备需要提供的总热量为6645.6MJ。
2、太阳能集热系统的计算
Q＝AC•JT•ηcd•(1-ηL)
式中：Q------太阳能系统每天提供的热量（MJ)
Ac-----直接系统集热器采光面积(㎡)；Ac=860.8㎡
JT------集热器受热面上日均辐照量(MJ/㎡)；这里取集热器日均斜面为:25.025MJ
ηcd------集热器全日集热效率，取值为0.40
ηL-----管路及储水箱热损失率，无量纲；在此取值0.2
经计算得：太阳能系统每天提供的热量为6893.28MJ.
6893.28MJ/6645.6MJ=1.037
可以看出系统设计能够满足客户需求，经实际运行，效果良好，超出客户的期望值，是非常值得推广的。
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