加拿大阿尔伯塔省德雷克太阳能社区采用的是已进入推广应用阶段的季节蓄热技术,即加拿大的土壤蓄热技术,该应用案例2016年获得太阳能保证率100%的世界纪录。
1.基本情况
德雷克太阳能社区(DLSC),位于加拿大艾伯塔省。北纬51.1度,海拔1084m,冬季极端温度-33℃。该项目由加拿大自然资源部能源技术中心实施。由于是示范研究项目,建设周期较长。资料显示,该项目2010年开始运行,2012年达到了社区供热需求97%的供热能力。
2.建筑概况
52户别墅,每户建筑面积约150m2,总采暖面积7800m2,建筑保温性能较好。
3.系统组成
系统由集热器(800个集热器面积与采暖面积配置比29.4m2/100m2)、短期储热水箱的能源中心(包含两个Φ3.7m×11m卧式水箱)、季节性(长期)钻井储热、供暖末端等部分组成。
集热、短期储热水箱、供暖末端原理与我国目前太阳能采暖案例大同小异,主要区别在于有季节性(长期)钻井储热部分。
季节性(长期)钻井储热部分分布在Φ35m、深37m的144个钻井(孔径200mm,插入管距110mm的U型管,管内为水的流道,流道连接中心为热端,边缘为冷端,冷热端连到短期蓄热能源中心。流道出口下方有0.1m细沙,上方有0.3m厚细沙,再上方设200mmXPS保温层组成。蓄热体上建为社区公园。整个土壤蓄热体容积33700m3,蓄热量相当15800m3的水)。
4.运行效果
头几年,该蓄热体将在相对较低的温度下运行。在采暖季结束前,可恢复的能量将基本耗尽。然而,经过几年的运作,夏天蓄热体核心温度达到80℃,有足够的热量满足整个供暖季节。
系统初始有辅助能源燃气锅炉、热泵等,随着土壤蓄热量的升高,陆续退出系统,除循环泵以外,实现了全部由太阳能供暖。2016年全系统供暖COP值达到17,然后又配了光伏和柴油发电机组,实现了100%可再生能源供暖。
5.经济性
该项目因科研性质、全球采购、人力成本等因素初投资高,且和我国不能直接比较。但加方介绍,季节性(长期)钻井蓄热部分约占整个系统的20%。同时,加方研究资料显示,如将社区规模扩大为200~300户,只需增加钻孔数量,经济性会更好。
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