国家能源局入编案例：河北经贸大学跨季节蓄热太阳能集中供热系统示范项目

国家能源局入编

河北经贸大学跨季节蓄热太阳能集中供热系统示范项目

一、项目基本情况

项目名称：河北经贸大学跨季节蓄热太阳能集中供热系统示范项目。

项目类型：太阳能跨季节蓄热。

项目规模：项目采用69000支真空管，总集热面积为1.16万㎡，覆盖14个学生宿舍楼，总蓄热容量达2万t。供暖末端为翅片式散热器，该系统同时能够满足全年洗浴热水需求。

建设单位：河北达祥投资有限公司。

总投资：4000万元。

建成运行时间：10年。

所在地能源供应消纳条件：

（1）政策支持：河北省及其下辖城市石家庄在政策层面大力支持太阳能等新能源的发展。《河北省电力条例（修订草案）》的公开征求意见中明确提到，供电企业应按照国家规定积极接入和消纳太阳能、风力等新能源发电。这种政策导向有利于太阳能能源的供应和消纳。

（2）能源主管部门的规划：省人民政府能源主管部门负责统筹利用风能、太阳能资源，根据全省新能源发展相关规划、可再生能源消纳责任权重来指导新能源的开发建设。这意味着石家庄市在太阳能能源的开发和消纳方面有着明确的规划和管理。

群众消费水平：石家庄市城乡居民人均可支配收入分别达到44745元、15025元。

可再生能源资源条件：石家庄市位于中国河北省中南部，拥有较为丰富的可再生能源资源。石家庄市属于温带季风气候，年日照时数较长，光照资源较为丰富。因此，太阳能光伏发电在石家庄市有着广阔的应用前景。近年来，石家庄市积极推动光伏发电项目的建设，包括屋顶光伏、光伏农业等多种形式，以提高太阳能的利用率和光伏发电的普及率。

项目区生态环境敏感因素：

（1）空气质量：石家庄市曾经面临严重的空气污染问题，尤其以雾霾天气为突出。颗粒物（PM2.5、PM10）、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）等空气污染物浓度较高，导致市民健康风险增加。因此，改善空气质量是石家庄市生态环境建设的重中之重。

（2）水资源：石家庄市地处河北省中南部，属于半湿润地区，水资源相对紧张。地下水超采、水体污染等问题较为严重，水资源的合理开发和保护是生态环境建设的另一个关键因素。

（3）土壤污染：工业废弃物、农药和化肥的不当使用等因素导致了石家庄市部分区域的土壤污染问题，这直接影响到食品安全和农业的可持续发展。

（4）生态退化：人类活动导致的天然植被破坏、湿地减少等问题，使得石家庄市的部分区域出现了生态退化现象，这不仅影响了生物多样性，也削弱了生态系统的服务功能。

（5）城市扩张与绿地减少：随着城市化进程的加快，石家庄市面临城市扩张和绿地减少的问题，城市热岛效应、生物多样性减少等现象逐渐显现。

（6）环境污染事故：工业生产过程中偶发的污染事故，如化工泄漏、废水排放等，对当地的环境和居民健康造成威胁。

二、技术路线及工艺流程

1.负荷情况

负荷情况：3万㎡供暖及80t生活用水

用能场景：满足全校师生供暖及生活热水需求

用能需求：日常定时洗浴用水量中午11：00到14：00，晚上17：00到21：00，中午与晚上用水比例为1：3。

2.技术路线

技术思路与特点

此项目是以太阳能为主的跨季节蓄热供热项目。在非供暖季时，太阳能系统收集到的热量部分用于日常洗浴热水，其余热量通过间接换热的方式储存到季节性蓄热水箱中。在供暖季，当太阳能系统每天收集热量达不到需求时，提取季节性蓄热水箱中的热量，对学校里的教学楼、宿舍楼等进行供暖及供应洗浴热水。

系统特点：

系统跨季节蓄热，最大化利用太阳能，“三季”蓄热“一季”使用，同时还可满足全年生活热水需求。太阳能系统集热、储热与供热之间采用间接换热方式进行供热，对洗浴热水无污染。系统安装了远程监控功能，时时监控系统的正常运行。

技术适应性：

符合当地总体发展规划的定位，满足国家环保要求，对环境影响最小。尽量利用当地资源，能源获取便利，能够满足当地供暖需求。建设投资及运行成本经济合理。

3.系统配置

系统构成：

一期共安装9栋楼，每栋楼安装∅58×1800-50×6-83-10°型“四季沐歌”原装太阳能集热器15组，合计135组集热器，太阳能集热面积达到6804㎡；二期共安装5栋楼，每栋楼安装∅58×1800-50×6-83-10°型“四季沐歌”原装太阳能集热器19组，合计95组集热器，太阳能集热面积达到4788㎡。整个项目采用69000支真空管，总计集热面积11592㎡。项目设计安装89t圆柱形储热水箱（上下钢板厚度12mm、周围钢板厚度8mm、直径3.3m、高10.5m）共228个，总计水箱储热量2万t。

设备参数：

∅58×1800-50×6-83-10°型“四季沐歌”原装太阳能集热器

89t储热水箱

系统原理图：

系统控制说明：

太阳能集热系统对跨季节储热水箱进行循环加热,直至跨季节储热水箱内水温达到设定高温。当跨季节储热水箱温度下降到一定温度值时再次进行循环加热。跨季节水箱加热循环等程全部由蝶阀进行调节。

洗浴供热水箱通过自来水压力进行补水，自来水在补出水箱前通过板式换热器提取跨季节储热水箱中的热量进行间接加热。当跨季节储热水箱内的水温达到设定温度时，输送到池浴锅炉加热系统进行二次加热后使用。

翅片式散热器供热循环：首先采用跨季节储热水箱内热量通过板式换热器加热后的供暖循环热水，如跨季节储热水箱内水温达不到换热要求温度时，采用跨季节储热水箱内的热水直接与供暖末端进行循环；当跨季节储热水箱温度再次降至直接供暖温度以下时，采用锅炉与供暖末端进行循环加热。此功能为手动操作。

图书馆风机盘管供热循环：采用跨季节储热水箱内的热水直接与风机盘管末端进行循环，当跨季节储热水箱温度再次降至直接供暖温度以下时，采用锅炉与供暖末端进行循环加热。此功能为手动操作。

太阳能系统自动控制功能有：温差循环、防冻循环，其他补水、供热供暖系统控制为人为操作。

4.太阳能集热系统功能：

集热：太阳能集热器与供热水箱的温差循环：当集热器T1-跨季节储热水箱T2≥7℃,温差循环泵P1启动;当集热器T1-跨季节储热水箱T2≥3℃,温差循环泵P1停止；

防冻：当集热器T3温度低于设定温度（5℃)时，循环泵P1启动；当集热器T3温度高于设定温度（10℃)时，循环泵P1停止。

5.运行情况

各种能源费用对比

河北经贸大学跨季节蓄热太阳能集中供热系统示范项目，每年节省标准煤688.39t，二氧化碳减排量1832.49t，二氧化硫5.85t，氮氧化物5.09kg。

三、经营模式

河北达祥投资有限公司与河北经贸大学合同签约15年，时间从2013年5月15日至2028年5月14日。全部投资为河北达祥投资有限公司自筹，合同到期后，水箱间及太阳能设备归达祥公司所有，其它地下管道及锅炉房等设备归经贸大学所有。收费方式：供暖季，按照65.56元/㎡，其中含5.56元为日常管理维修费用；热水洗浴，大概每天收费7000～8000元左右。

四、效益分析

节能效益：太阳能跨季节储热项目可以将太阳能转化为热能，并在需要时释放，实现了能源的时空转换。这样一来，项目可以充分利用太阳能资源，提高能源利用效率，减少对传统能源的依赖，从而降低能源消耗。

经济效益：太阳能跨季节储热项目投资回报期相对较短，一般在5-10年左右。项目运行过程中，可以节省大量的能源费用，降低能源成本。此外，项目还可以获得政府补贴和支持，进一步降低投资风险。

环境效益：太阳能跨季节储热项目是一种清洁、可再生能源利用方式，可以减少化石能源的消耗，降低温室气体排放，对改善空气质量、保护生态环境具有积极意义。

社会效益：太阳能跨季节储热项目的推广和应用，有助于提高公众对可再生能源的认识和接受程度，推动新能源产业的发展。同时，项目还可以促进就业，提升地区经济效益。

可持续发展效益：太阳能跨季节储热项目具有稳定的能源供应，可以满足日益增长的能源需求，为经济社会发展提供有力保障。此外，项目还可以促进能源结构的优化，推动能源可持续发展。

五、突出亮点

促进环境保护：通过推广清洁能源供暖，项目将有助于减少石家庄市的环境污染，并促进可持续发展，同时保护河北地区的自然环境。

节约资源：项目采用太阳能等可再生能源，减少对稀缺能源的依赖，降低运输和维护成本，实现能源的高效利用。

社会作用：通过在大学内实施太阳能跨季节储热技术，项目将起到示范引领作用，推动清洁能源供暖在河北地区的广泛应用。

技术层面：该项目采用太阳能跨季节储热技术，利用丰富的太阳能资源降低运行成本，同时解决生活热水的使用问题，有效减少环境污染，对当地供暖市场的绿色转型具有指导效应。

六、问题与建议

太阳能跨季节储热系统运行过程中，需要关注安全问题。建议学校建立健全运维管理体系，确保系统安全、稳定运行。同时，加强运维人员培训，提高运维水平。