太阳能三联供系统（采暖/制冷/热水）
——共享敦煌市新能源产业示范基地应用案例
【发 布 者】邓晓东
【工作单位】深圳市中装希奥特能源科技有限公司
【关键词】新能源；太阳能采暖；太阳能制冷；太阳能三联供；可再生能源。
【摘要】
我国建筑能耗占全社会总能耗的比例为40%，超越工业用能，成为用能的第一大领域。建立可持续的建筑业发展模式成为当前必然路径。利用太阳能解决建筑能耗，可传统太阳能只提供热水，解决不了采暖、制冷等技术问题。中装希奥特经多年研发与试错，实现了大型建筑的太阳能采暖、制冷、热水三联供系统成功应用。本文重点分享敦煌工程案例经验及运行数据，
【介绍】
随着社会经济的发展，能源与环境问题已成为制约世界经济发展的"瓶颈"。目前，我国在建筑物釆暖、空调制冷、热水供应等行业应用方面，还停留在煤改电、煤改气等能源结构单一利用阶段。行业内还没有形成很好的多种能源互补及冷、热、电联供的多元化功能应用，导致能源浪费和重复投资。我国是一个能源紧缺的国家，应用无污染可再生能源达到节能减排的效果，已刻不容缓。建筑太阳能采暖、制冷、热水三联供系统的建设和推广可以有效改变我国清洁能源利用率低、环境污染严重、常规能源紧缺等问题。
深圳市中装希奥特能源科技有限公司在国内外成功研发"建筑太阳能采暖／制冷／热水三联供系统"技术，应用公司自主研发的注水式承压循环玻璃真空集热管集热模块，通过将电磁感应加热装置（自主研发）／多腔体分层蓄热系统（自主研发）／溴化锂吸收式制冷机组（希奥特公司与日本三洋公司定制产品）远程智能控制系统（自主研发）优化组合，不仅能够提高太阳能保证率（希奥特办公建筑太阳能保证率70％），而且实现太阳能低品位热源制冷，填补了太阳能低品位热源制冷技术空白。目前围绕该技术已经获得8项授权的专利，并于2013年获得国家科技成果，为该行业目前唯一国家科技成果。
太阳能采暖、制冷、热水三联供系统是指通过太阳能集热系统把太阳能转换成热能并储存在储能装置内，然后通过管网输送到采暖末端、制冷末端、热水末端（例如：散热器、地板辐射、风机盘管、淋浴器、洗手台等），为建筑提供冬季采暖、夏季制冷、全年热水的功能。
一、政策支持
国能《太阳能光热"十三五"发展规划》中提出：鼓励在条件适宜的中小城镇、民用及公共建筑上推广太阳能区域性供暖系统，建设太阳能热水、采暖和制冷的三联供系统。到2020年，在适宜区域建设大型区域供热站数量达到200座以上，集热面积总量达到400万平方米以上。结合新农村建设，在全国推广农村建筑太阳能热水、采暖示范项目300万户以上。和其他领域太阳能热利用一起，承担着到2020年实现年替代9600万吨标煤的重任，是国家实施能源变革依赖的高比例可再生能源之一。
二、太阳能联供系统示范工程
中装希奥特太阳能热利用示范工程（大连市建委立项大连可再生能源利用示范工程／全国唯一太阳能全方位利用示范工程）
国内首座太阳能三联供系统（供热/采暖/制冷）
安装地点：大连市甘井子区（中装希奥特大连研发中心综合办公楼）；
安装时间：2011年；
建筑面积：5120m2；采暖温度：18℃；制冷温度：24℃；日供热水：6T(50℃)；
集热面积：700.8m2；（采用注水式承压循环全玻璃真空管集热模块，）；
系统总燃料和／或电能消耗量：126574.2kwh 多腔体分层蓄热水箱：54T；电磁感应辅助加热：216kw；
太阳能保证率：72%；
系统电能年耗量：126，574.2 kWh；
年省煤量：75T；年减碳量：160T
年消耗辅助能源费用：7.1万元左右（相比传统能源节省27万元左右）
由该技术太阳能联供系统配套承建的中装希奥特办公建筑， 2012年被中国农能行业协会太阳能热利用专委会副秘书长霍志臣教授誉为创造了同行业"三个第一"：该示范大楼通过太阳能低温技术进行制冷和采暖方面创造了第一，而国内其他示范项目都是采用的中温技术；该示范大楼采用普通全玻璃集热管进行制冷和采暖创造了第一，有利于降低成本；该示范大楼太阳能采暖制冷面积达五千多平方米，从规模上来讲也创造了行业第一。
2013年3月30日获得国家科技成果；2014年入编"住建部"产品BIM大型数据库；2015年11月18日获得"十二五"期间太阳能热利用行业科技创新奖；2015年12月30日录入《辽宁省重点节能减排技术目录（第三批）》。http://www.ln.gov.cn/qmzx/jnjpjsml/20141_111238/201601/t20160108_2037361.html
中装希奥特办公楼太阳能三联供系统由国家太阳能热水器质量监督检验中心（北京），经过夏季、冬季各一个月时间的常驻过程检测，对该系统出具了相应检测报告，证明该系统已达到设计初期的运行指标和标准，测试结果显示，该系统的太阳能保证率为67%（未含热水利用），打造全国多项第一。据现有文献等多方面资料查证，该联供系统（短期蓄热）也是国际领先的。
三、太阳能联供系统敦煌市应用案例
敦煌市新能源产业示范基地，首航光热发电站厂前区综合办公楼、宿舍建筑面积7480m2，于2017年底配置了中装希奥特太阳能采暖-制冷-热水系统，此项目是继大连可再生能源示范工程之后第二座太阳能联供系统。
太阳能建筑一体化——高效集热
敦煌市新能源产业示范基——（供热/采暖/制冷）
该系统涵盖了多项专利技术并于2013年获得国家科技成果。太阳能专利集热模块：187组（785.4平米），13度安装；专利分层蓄热水箱：105m3；专利电磁辅助加热500kW及500kW低温热源溴冷机组。建筑冬季供暖室温设置20°，夏季制冷室温度设置25~26°，全年生活热水供应，年均日供水24吨（45°热水）。
联供系统关键环节
该项目由太阳能实现建筑所需的采暖/制冷/热水等78.5%的能量，年减少能源消耗687,367 kWh，减少碳排放量452吨。系统从土建安装、集热阵列、分层蓄热、电磁辅热及全智能控制系统均由中装希奥特公司设计、制造、施工。项目经过一个采暖季和一个制冷季，系统各项数据指标与经济节能性极佳，甲方首次感受太阳能联供系统带来的体验并给予高度评价。
1、太阳能联供全系统环节概述：
（1）高效集热环节 — 改变传统集热结构，实现高效集热，承压循环，便于建筑南立面安装；
（2）分层蓄热环节 — 温控导流，合理分布散流与汇流，减轻工质扰动，确保工质分层；
（3）辅助加热环节 — 节能高效、长寿命、水电分离、热启动快、易除垢；
（4）工质传热环节 — 确保工质额定流量下低流速循环，最大限度地减少气阻；
（5）采暖制冷环节 — 满足冬季采暖的系统配置在夏季会有过剩的低品位热源，恰是溴冷机的用武之地；
（6）热量平衡环节 — 确保系统四季平稳可靠运行，避免异常过温情形发生；
（7）保温防冻环节 — 采用新型材料减少热量散失，防冻慎用伴热带及排空方法；
（8）智能控制环节 — 实现远程智能监控，多点检测，真实再现/控制系统状态可靠运行。
2、太阳能联供系统专业报告：
经济指标计算：
谷区辅助加热系统电能消耗量289,610kWh（年总量）
该厂谷区电价为0.24元/kWh
则本系统的年运行费用为：
289,610kWh*0.24元/kWh=69506.4元（约7万元）
非太阳能系统年运行费用为：
976,986kwh*0.8元/kwh=781588.8元（约78万元）
（该厂平区电价为0.8元/kwh）
该项目由太阳能实现建筑所需的采暖/制冷/热水等78.5%的能量，年减少常规能源消耗687,367 kWh，减少二氧化碳排放量452吨。系统从土建安装、集热阵列、分层蓄热、电磁辅热及全智能控制系统均由中装希奥特公司设计、制造、施工。
控制面板及溴冷机组数据
太阳能热水/采暖/制冷应用场景
结语：
中装希奥特太阳能采暖/制冷/热水三联供系统，经长达8年的科研积累，实现了零排放、低能耗、无污染的运行方式，已具备技术成熟、清洁环保、经济效益高等优势，形成一套整体能源解决方案。将为甲方节省大笔能源费用投入。按非太阳能系统年运行费用支出，3—4年即可收回初投成本。
太阳能三联供系统技术，对于太阳能热利用产业来说是一种极为重要的技术创新与整合， 不仅颠覆了太阳能光热行业原有产业生态，也包括暖通、节能服务等相关行业的能源利用方式。也将推动整个太阳能行业脱离初级阶段，向能源可持续发展方向迈进。
随着城市建筑用能需求不断增长,该系统可应用于≥5000平方米的大型建筑。如大型办公楼、商场、宾馆、学校、医院、养老院等。年均投资回报率20%以上，可有效促进大型建筑应用及降低传统能源消耗，对"建筑节能"而言，更是真正的绿色能源。
希奥特于2012年完成大连市建委立项的可再生能源利用示范工程（太阳能联供系统），被行业专家誉为创造了中国“三个第一”。18项专利技术打破了太阳能光热行业多年难以突破的技术瓶颈。两项行业唯一国家科技成果，产品技术入编《辽宁省重点节能减排技术目录》，国家发改委节能中心技术库，住建部产品BIM数据库等。2015年参与《国家太阳能光热“十三五”规划专题研究》编写工作，主编全国首个太阳能采暖地方标准《辽宁省太阳能供热供暖工程技术规范》。
希奥特与中装建设（002822）的结合，让希奥特植入了资本的基因——深圳市中装希奥特能源科技有限公司，简称“中装希奥特”。中装希奥特拥有分布式太阳能供热/采暖系统、太阳能联供系统（供热/采暖/制冷/发电）、紧凑型太阳能采暖热水器、谷电蓄能电磁加热系统、多腔太阳能热水器等多项专利技术，为客户提供太阳能-建筑一体化设计、施工、及室内外装修的一站式技术服务。 中装希奥特依托实力雄厚的平台将专利技术、科技成果尽快推向市场，推动绿色发展和生态文明建设，致力于开创清洁能源新世界。
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