安徽省某住宅小區(qū)太陽能熱水系統(tǒng)檢測(cè)及能效評(píng)估

【摘要】以安徽省黟縣某住宅小區(qū)的太陽能熱水系統(tǒng)為例，較為詳細(xì)地介紹了能效評(píng)估的基本方法與內(nèi)容，通過開展現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試得到實(shí)際檢測(cè)數(shù)據(jù)，以此計(jì)算出系統(tǒng)能效測(cè)評(píng)的參數(shù)，從而對(duì)太陽能熱水系統(tǒng)能效等級(jí)進(jìn)行判定，同時(shí)評(píng)估了系統(tǒng)的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，以此全面分析系統(tǒng)性能。

【關(guān)鍵詞】太陽能熱水；能效評(píng)估；測(cè)試；效益

如今能源危機(jī)日益嚴(yán)重，國(guó)家大力推進(jìn)綠色環(huán)保、節(jié)能減排發(fā)展理念，對(duì)建筑節(jié)能要求不斷深化和提高，使得可再生能源技術(shù)在我國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用和推廣[ ][ ]。其中，太陽能因其技術(shù)成熟和性能安全成為最具發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕茉碵 ][ ]，作為取之不盡用之不竭的清潔能源，如今市場(chǎng)利用率不斷擴(kuò)大。為了能夠更好地評(píng)判太陽能熱水系統(tǒng)，進(jìn)而增加太陽能應(yīng)用的推廣，結(jié)合工程實(shí)例開展太陽能熱水系統(tǒng)能效測(cè)評(píng)相關(guān)工作，分析其各項(xiàng)效益指標(biāo)，是非常有必要的[ ]。

本文通過現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)安徽黟縣某住宅小區(qū)太陽能熱水系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，計(jì)算并分析該系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用性能指標(biāo)和能效等級(jí)。

1、工程概況

該住宅小區(qū)位于黃山市黟縣，總建筑面積31.92m2，工程安裝多臺(tái)全玻璃真空集熱管太陽能熱水器，共計(jì)為90戶住戶獨(dú)立提供太陽能生活熱水。

2、測(cè)評(píng)方案

2.1檢測(cè)依據(jù)

檢測(cè)依據(jù)有《可再生能源建筑應(yīng)用工程評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》[ ]（后簡(jiǎn)稱《標(biāo)準(zhǔn)》），《可再生能源建筑應(yīng)用示范項(xiàng)目測(cè)評(píng)導(dǎo)則》[ ]，《太陽能熱水系統(tǒng)性能評(píng)定規(guī)范》[ ]及該住宅小區(qū)太陽能光熱水系統(tǒng)驗(yàn)收資料和運(yùn)行調(diào)試資料等。

2.2測(cè)試條件

太陽能熱水系統(tǒng)的短期測(cè)試應(yīng)在連續(xù)運(yùn)行的狀態(tài)下完成，運(yùn)行工況應(yīng)盡量接近系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工況，測(cè)試期間的系統(tǒng)平均負(fù)荷率不應(yīng)小于50%。測(cè)試的室外環(huán)境平均溫度的允許范圍應(yīng)為年平均環(huán)境溫度±10℃。

2.3檢測(cè)儀器

該項(xiàng)目的檢測(cè)采用可再生能源太陽能應(yīng)用能效檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)備，檢測(cè)儀器及性能參數(shù)如表1所示。儀器經(jīng)過安徽省計(jì)量院檢定，在檢定有效期內(nèi)。

3、檢測(cè)記錄與數(shù)據(jù)分析

3.1檢測(cè)布置

《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，同一類型太陽能熱水系統(tǒng)被測(cè)試數(shù)量應(yīng)為該類型系統(tǒng)總數(shù)量的2%，且不得少于1套，因該小區(qū)有90戶太陽能供熱水系統(tǒng)，所以隨機(jī)抽檢1套太陽能供熱水系統(tǒng)。

3.2數(shù)據(jù)分析

3.2.1集熱系統(tǒng)得熱量

短期測(cè)試時(shí)，每日測(cè)試的時(shí)間從上午8時(shí)開始至達(dá)到所需要的太陽輻射量為止。太陽能集熱系統(tǒng)得熱量 用熱量表直接測(cè)量。

3.2.2系統(tǒng)總能耗

短期測(cè)試時(shí)，每日測(cè)試的時(shí)間應(yīng)從上午8時(shí)開始至次日8時(shí)結(jié)束。系統(tǒng)總能耗 可采用熱量表直接測(cè)量。

3.2.3單日集熱系統(tǒng)效率

短期測(cè)試單日的集熱系統(tǒng)效率按式（1）計(jì)算：

4、系統(tǒng)評(píng)估

4.1節(jié)能效益評(píng)估

太陽輻照量小于8MJ/m2的天數(shù)為x1，單日太陽能保證率為f1，單日集熱系統(tǒng)效率為η1 ，單日集熱系統(tǒng)得熱量為Qj1；太陽輻照量小于12MJ/m2且大于等于8 MJ/m2的天數(shù)為x2，單日太陽能保證率為f2，單日集熱系統(tǒng)效率為 η2 ，單日集熱系統(tǒng)得熱量為Qj2；太陽輻照量小于16MJ/m2且大于等于12 MJ/m2的天數(shù)為x3，單日太陽能保證率為f3，單日集熱系統(tǒng)效率為η3 ，單日集熱系統(tǒng)得熱量為Qj3；太陽輻照量大于等于16MJ/m2的天數(shù)為x4，單日太陽能保證率為f4，單日集熱系統(tǒng)效率為η4 ，單日集熱系統(tǒng)得熱量為Qj4。

4.1.1太陽能保證率

對(duì)于短期測(cè)試，設(shè)計(jì)使用期內(nèi)的太陽能熱利用系統(tǒng)的太陽能保證率計(jì)算如下：

4.1.2集熱系統(tǒng)效率

對(duì)于短期測(cè)試，設(shè)計(jì)使用期內(nèi)的集熱系統(tǒng)效率計(jì)算如下：

計(jì)算得到太陽能熱水系統(tǒng)的太陽能保證率和集熱系統(tǒng)效率如表3所示。

按照《標(biāo)準(zhǔn)》，太陽能熱利用系統(tǒng)應(yīng)采用太陽能保證率和集熱系統(tǒng)效率進(jìn)行性能分級(jí)評(píng)價(jià)。根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果判定，太陽能保證率f（%）的級(jí)別為2級(jí)，集熱效率 （%）級(jí)別為3級(jí)，綜合判定取二者的較低級(jí)別，判定為3級(jí)。

4.1.3常規(guī)能源替代量

對(duì)于短期測(cè)試的常規(guī)能源替代量計(jì)算如下：

式中： —靜態(tài)投資回收年限；

P—常規(guī)能源的價(jià)格（元/kWh）；

—太陽能熱利用系統(tǒng)每年運(yùn)行維護(hù)增加的費(fèi)用（元）。

計(jì)算得到各項(xiàng)參數(shù)結(jié)果如表4所示。

結(jié)論：

（1）通過上面的討論，得出該太陽能熱水系統(tǒng)的太陽能保證率為54.33%，集熱系統(tǒng)效率為42.64%，常規(guī)能源替代量為25.14噸標(biāo)準(zhǔn)煤，同時(shí)產(chǎn)生的環(huán)境效益也較為顯著，系統(tǒng)費(fèi)效比約為0.073元/kWh，預(yù)計(jì)2.33年收回成本。

（2）本文中對(duì)太陽能熱利用系統(tǒng)的檢測(cè)為短期測(cè)試，要得到更準(zhǔn)確全面的數(shù)據(jù)，建議對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，從而對(duì)整體運(yùn)行情況進(jìn)行評(píng)估。

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