太阳能在奥运村中的应用

　　一、背景介绍
　　奥运村作为北京奥运会期间最大的非竞赛场馆，将于2008年7月27日正式开门迎客，目前工程建设已基本完成。奥运村在建设中充分考虑到了“绿色、环保、健康”的生活理念，并且在技术上不断的创新，采用了太阳能集中供热的方式，它有利于节约能源，减少污染，同时也能使居民真正体验到酒店式的星级服务，是百姓生活质量提高的标志，也是现代高品质生态住宅必备的配套设施。
　　奥林匹克运动员村在赛后为高级住宅区，总占地面积27.55公顷。分为四个区，即：A区、B区、C区、D区及一座消防站（1000平方米）及一座幼儿园管理用房（3000平方米）和两座配套公建（2850平方米，功能为商业、邮局、银行等）。其中，A区包含了13栋住宅（A1、A2楼为9层，其余为6层），B区包含10栋住宅（B9、B10楼为6层，其余均为9层），C区包含9栋住宅（C1、C3、C4楼为9层，其余均为6层），D区包含10栋住宅（D8、D9、D10楼为6层，其余均为9层）。在奥运会期间，奥运村中的16000余名运动员所需的生活热水都将依靠清洁、环保和可再生的太阳能供应；赛后，这套太阳能热水系统还将为2000户、约6000居民提供生活热水。
　　二、太阳能热水系统介绍
　　太阳能集热器是太阳能热水系统的核心元件，其性能好坏直接决定了系统能否正常运行，并取得应有的效果。奥运村太阳能热水系统采用直流式真空管集热器，由于直流式真空管集热器结构不同于普通的全玻璃真空管集热器，具有独特的传热、导热方式，生产工艺复杂，对生产厂家提出了较高的要求。在奥运村太阳能热水系统中采用的直流式真空管集热器由北京市太阳能研究所有限公司生产。北京市太阳能研究成立于1979年，是我国最早、最大、最专业的太阳能研发机构，是中国太阳能产业化发展的先驱，一直走在世界太阳能利用技术领域的前沿，其生产工艺及技术水平完全能够满足要求，其生产的直流式真空管集热器具有以下优点：
　　不受安装角度限制，可竖放亦可横放；可作承压、非承压两用；同心管和直流管由铝翅片传热配合，在系统不运行状态下铜管不会因冷热冲击变形而损坏真空管；真空管偶尔破损不影响系统运行；真空管内不走水、不结垢，长期使用不影响集热效率；采用循环泵强制介质传热循环、效率高；可串、并联成大型集热工程。
　　奥运村太阳能热水系统为模块拼装式，每个模块由20根管子组成。每根管子都有吸热膜片，每个模块的有效吸热面积2.0㎡，占地面积约为3.6㎡，集热效率83.5%。
　　单支直流式真空管产热水量（温升55℃）：冬季平均5.05升/天，春季平均7.79升/天；夏季平均：10.3升/天，秋季平均：7.74升/天。
　　根据建筑使用、管理要求，整个小区分为四个相对独立区域，每个区域为一个系统，分别设置太阳能热水热交换站一座，此小区共有五座（A区两座）。

　　太阳能热水系统为闭式间接利用太阳能热水系统，是以太阳能热水为热媒，将冷水加热后使用，系统包括：采热系统、储热系统、换热系统、生活热水系统，均为闭式系统。
　　采热系统中考虑了防过热措施和防冻措施。防过热措施为设置屋顶散热器、膨胀罐、板式换热器将过热部分热量排除。防冻措施为冬季屋顶最不利点处温度小于5℃时启动采热部分循环泵将热水箱中的热水作为热媒，与屋顶集热管内的水进行循环防冻。生活热水系统采用全日制机械循环，交换站内设两台热水循环泵，互为备用，热水循环泵的启、闭由设在热水循环泵之间的热水回水管上的电接点温度计自动控制。太阳能热水系统为自动控制系统，通过测量点的温度流量、日照强度等数据和循环泵、锅炉、电动阀等执行器的运行状态，实现系统控制。包含采集区域控制、水箱蓄热控制、热交换控制、热消毒控制、防冻控制、防过热控制。