工廠宿舍太陽能熱水工程系統(tǒng)解決方案
一、工廠宿舍太陽能熱水工程系統(tǒng)設(shè)計方案說明
(一)、浩通工廠宿舍太陽能公司中央熱水系統(tǒng)運行簡介
工廠宿舍太陽能熱水工程是由集熱器、保溫水箱、控制系統(tǒng)、自動上水控制箱、循環(huán)泵、管路配件等有機組合而成的集熱供水系統(tǒng)。
太陽能集熱器吸收太陽能輻射轉(zhuǎn)換成熱能,把冷水變成熱水;
自動上水控制箱實現(xiàn)自動上水,并通過調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)達到:溫差循環(huán)——提高集熱效率;
管道循環(huán)——打開水嘴即出熱水;
定時定溫電加熱措施——恒溫供熱水; 24小時恒溫供水;
恒壓供水(≤0.6Mpa); 防凍裝置——冬季照常使用。
整個工廠宿舍太陽能工程幾乎運行,使用安全,維護方便。組合式結(jié)構(gòu),可根據(jù)用水量、安裝場地、用戶需求來進行靈活的排列組合。保溫水箱內(nèi)設(shè)有電加熱裝置,根據(jù)用戶需要和實際情況,電加熱功率可以適當(dāng)增減,滿足陰雨天及冬季用熱水的要求,實現(xiàn)光電互補,微電腦智能化控制,確保全天候供應(yīng)足量的熱水。
(二)、浩通聯(lián)集管式太陽能熱水系統(tǒng)組成及基本功能
1、浩通聯(lián)集管式太陽能熱水工程系統(tǒng)簡介
浩通聯(lián)集管式太陽能熱水工程系統(tǒng)是由聯(lián)集管式集熱器陣列、儲熱水箱、輔助加熱系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、管道循環(huán)系統(tǒng)組合而成的。可以通過控制部分與輔助加熱設(shè)施配套使用,工廠宿舍太陽能熱水系統(tǒng)滿足用戶定時或全天候用水、定量或恒溫等用水需求。輔以防垢(磁化除垢)、防凍(防凍循環(huán)或管道自限溫電輔助伴熱)、防漏電(系統(tǒng)安全接地以及高靈敏度漏電保護開關(guān))、防風(fēng)(集熱器反射板縱橫向各間隔200mm空隙,且太陽能主體設(shè)備與建筑可靠連接)、防雷(金屬鋼架與建筑物避雷設(shè)施電氣連接)等具體措施,確保系統(tǒng)可靠運行,用戶安全使用。
2、浩通聯(lián)集管式太陽能熱水工程系統(tǒng)特點
浩通聯(lián)集管式太陽能熱水工程系統(tǒng)是可低承壓運行的快速加熱直流系統(tǒng),可任意設(shè)定水溫,與常規(guī)能源結(jié)合,24小時持續(xù)供熱水。系統(tǒng)全自動運行,日常使用不需作任何手動操作,只需專人作簡單維護。
聯(lián)集管式太陽能熱水系統(tǒng)采用新一代控制方法,實現(xiàn)計算機智能監(jiān)控,性能可靠,使用方便,同時具有定溫出水、循環(huán)加溫、防凍控制、輔助加熱等功能,實現(xiàn)全自動運行。
定溫出水:當(dāng)水箱水位低于所設(shè)定的水位時,系統(tǒng)可實現(xiàn)定溫出水運行。當(dāng)集熱器中水溫達到設(shè)定溫度時,控制系統(tǒng)自動啟動相應(yīng)器件,靠自來水壓力向集熱器補進熱水,并將集熱器中熱水頂進儲熱水箱。當(dāng)集熱器中水溫低于設(shè)定溫度時,控制系統(tǒng)自動關(guān)閉相應(yīng)器件,停止補進冷水,實現(xiàn)再一次的集熱過程。
循環(huán)加溫:當(dāng)溫度或時間滿足一定條件時可自動啟動循環(huán)加溫功能,此時聯(lián)集管式集熱器與水箱形成循環(huán),進一步提升儲熱水箱中的水溫。
防凍控制:當(dāng)工廠宿舍太陽能熱水工程系統(tǒng)底部水溫降到設(shè)定溫度時,控制系統(tǒng)自動啟動相應(yīng)部件,或是啟動管道防凍循環(huán),或是啟動管道自限溫電輔助伴熱帶,使系統(tǒng)中的水保持一定溫度,當(dāng)水溫高于相應(yīng)設(shè)定溫度時,系統(tǒng)自動關(guān)閉相應(yīng)控制部件。
輔助加熱:利用常規(guī)能源(油、氣、電)實現(xiàn)輔助能源補充,具體控制方法與常規(guī)能源一般運行方式相同。
工廠宿舍太陽能熱水工程所帶來的經(jīng)濟節(jié)能效果非常明顯,并且屬于一種長期受益項目,每一年可以省下許多的燃油費還有不少的環(huán)境處理費,可以一舉兩得。
(三)、浩通工廠宿舍熱水用水定額國家標(biāo)準(zhǔn)以《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》
GB50015-2003第五章第一節(jié)<熱水用水定額、水溫和水質(zhì)>中的熱水用水定額國家標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù),其中對工廠宿舍盥洗室用熱水定額為30~60L/人;國家標(biāo)準(zhǔn)同時規(guī)定了熱水的溫度按60℃計算;由于工廠的作息時間一般均是統(tǒng)一的,為了保證在用熱水高峰時段仍能保持正常供應(yīng),根據(jù)我們多年的工程實踐經(jīng)驗,計算采用的同時使用系數(shù)為0.9(即用水高峰時期每天有90%的員工用熱水);同時由于工廠的用水時間都是集中在18:00到22:00,用水時間雖然只有4小時左右,但是瞬時出水量大。根據(jù)我們多年的工程實踐經(jīng)驗,綜合考慮工程設(shè)備使用空間和保溫水箱投資,保溫水箱的設(shè)計容積按照每天熱水供應(yīng)量的80%來配置是最理想的解決方案。
(四)、浩通工廠宿舍太陽能熱水工程系統(tǒng)類別
太陽能熱水系統(tǒng)主要包括太陽能集熱器、儲熱水箱及循環(huán)系統(tǒng)。按集熱方式通常分為自然循環(huán)集熱、強制循環(huán)集熱與定溫放水集熱系統(tǒng)。
1、自然循環(huán)集熱太陽能熱水工程系統(tǒng)
工作原理:冷水經(jīng)進補冷水系統(tǒng)補進儲熱水箱,達到設(shè)定水位后,補冷水系統(tǒng)停止工作。儲熱水箱中低溫水經(jīng)下循環(huán)管進入太陽能集熱器陣,在其內(nèi)受太陽能幅射加熱水溫升高,熱水較冷水比重小,由此形成熱虹吸壓力,由集熱器下端流向上端,熱水經(jīng)上循環(huán)管回到儲熱水箱,水箱中低溫水比重大,再次經(jīng)下循環(huán)管進入集熱器繼續(xù)受太陽能輻射加熱。如此循環(huán)使水溫不斷升高。該循環(huán)方式不需借助外力,稱之為自然循環(huán)集熱系統(tǒng),該系統(tǒng)要求集熱水箱底部高出集熱器上部200mm以上,一般適合集熱器陣50m2以下熱水系統(tǒng)。
2、強制循環(huán)集熱太陽能熱水工程系統(tǒng)
工作原理:冷水經(jīng)進補冷水系統(tǒng)進入儲熱水箱,達到設(shè)定水位后,補冷水系統(tǒng)停止工作。儲熱水箱中低溫水通過強制循環(huán)水泵補入集熱器陣,受太陽能輻射加熱水溫升高,當(dāng)集熱器上循環(huán)管內(nèi)水溫與儲熱水箱底部水溫之溫差達到設(shè)定值時,啟動強制循環(huán)泵,將水箱中低溫水送到集熱器陣,同時將集熱器陣中熱水送回儲熱水箱,當(dāng)上述溫差等于和低于設(shè)定值時,強制循環(huán)泵停止工作。低溫水在集熱器中繼續(xù)受太陽能輻射加熱。如此循環(huán),使儲熱水箱中水溫不斷升高。該循環(huán)系統(tǒng)稱之為強制循環(huán)系統(tǒng)。強制循環(huán)集熱系統(tǒng)水箱位置不受限制,可安裝在集熱器陣以外的任何位置,一般集熱器在50m2以上宜采用強制循環(huán)集熱系統(tǒng)。
3、定溫放水集熱太陽能熱水工程系統(tǒng)
工作原理:冷水經(jīng)進補冷水系統(tǒng)進入集熱器陣,冷水在集熱器中受太陽能輻射加熱,水溫逐漸升高,當(dāng)集熱器陣產(chǎn)出的熱水水溫達到設(shè)定溫度時,啟動補冷水系統(tǒng),進補冷水,同時將集熱器陣中達到設(shè)定溫度的熱水頂入儲熱水箱中,當(dāng)集熱器陣內(nèi)水溫低于設(shè)定水溫,停止補冷水,儲存在集熱器內(nèi)的水繼續(xù)受太陽能輻射加熱,如此,不斷定溫放水,當(dāng)儲熱水箱中水位達到設(shè)定水位,補冷水系統(tǒng)停止工作。該循環(huán)系統(tǒng)稱之為定溫放水集熱系統(tǒng)。定溫放水集熱系統(tǒng)水箱位置不受限制,可安裝在集熱器陣以外的任何位置。
(五)、浩通工廠宿舍太陽能熱水工程輔助加熱系統(tǒng)
由于太陽能熱水工程產(chǎn)水溫度受太陽光照射時間及輻射強度影響,因而在連續(xù)陰雨天不能有效提供足夠溫度熱水,必須設(shè)計安裝輔助加熱
裝置與太陽能熱水工程配套使用。止前,市場上主要采用熱泵熱水機組,全自動常壓熱水爐,或電加熱進行輔助加熱。
(六)、浩通空氣能熱泵熱水器機組輔助加熱系統(tǒng)
熱泵熱水機組的空氣熱能生產(chǎn)熱水,是一種新型的熱水器,配合太陽能熱水工程使用,是目前最節(jié)能的太陽能熱水工程系統(tǒng);
(七)、浩通工廠宿舍太陽能熱水工程全自動輔助電加熱裝置
衛(wèi)生方便,適用于50m2以下小型太陽能熱水工程系統(tǒng)配套使用;
二、工廠宿舍太陽能熱水工程系統(tǒng)的特點
工廠宿舍太陽能熱水工程系統(tǒng)是理想的大型集熱利用滿足工廠宿舍等場合對熱水需求量大并且節(jié)能方便,熱水幾乎可以實現(xiàn)全天候無間斷供應(yīng)其中工廠宿舍太陽能集熱工程特點有:
1、適應(yīng)能力強:根據(jù)不同地域所處緯度不同選擇合適傾角的集熱器(真空管太陽能集熱器,平板太陽能集熱器)。
2、應(yīng)用場合廣:從一般家庭到幾百人至上千人的洗浴均可使用。廣泛適用于賓館、學(xué)校、部隊、工廠等,且能應(yīng)用于大型游泳池等場所。
3、自動化程度高:自助輔助加熱,自助循環(huán)以及自動保護(比如過熱保護,漏電保護,無水保護,防凍循環(huán))。
4、技術(shù)含量高:使用國際領(lǐng)先的科技專得成果(高位取水供熱式),確保高標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)質(zhì)工程.可以實現(xiàn)全天候、24小時不間斷、恒溫供水等功能。
5、經(jīng)濟實用:一次性投資,終身受益。
6、環(huán)保節(jié)能:無公害、無污染、節(jié)約能源、綠色環(huán)保。
三、工廠宿舍太陽能熱水工程系統(tǒng)方案設(shè)計實例
1、浩通工廠宿舍太陽能熱水工程系統(tǒng)設(shè)計依據(jù)
設(shè)計參考資料——本工廠宿舍太陽能熱水工程系統(tǒng)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、檢驗標(biāo)準(zhǔn)、測試方法是根據(jù)相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)及儋州豪軒低碳光伏電子有限公司太陽能熱水器標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)組織制訂和實施的,參考執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)有
1)≤建筑給水排水設(shè)計規(guī)范≥GB50015-2003
2)≤太陽能熱利用術(shù)語≥GB/T12936-1991
3)≤真空管太陽聚熱器≥GB/t17581-1998
4)≤太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計、安裝及工程驗收技術(shù)規(guī)范≥GB/18713-2002
5)≤家用太陽能熱水系統(tǒng)熱性能試驗方法≥GB/T18708-2002
6)≤建筑結(jié)構(gòu)負荷規(guī)范≥GB50009-2001
7)≤鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范≥GB50017-2003
8)≤低壓配電設(shè)計規(guī)范≥GB50054-1995
9)≤家用和類似用途電器的安全通用要求≥GB4706.1-1998
10)≤設(shè)備及管道保溫技術(shù)通則≥GB4272-92
11)≤建筑物防雷設(shè)計規(guī)范≥GB50057-94
12)≤室外給水排水和燃氣熱力工程抗震設(shè)計規(guī)范≥GB50017-2003
13)≤家用太陽熱水系統(tǒng)技術(shù)條件≥GB/T19141-2003
14)≤民用建筑太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范≥GB/50364-2005
15)相關(guān)地方標(biāo)準(zhǔn):a)太陽能實用工程技術(shù)-喜文華編-甘肅蘭州大學(xué)出版社-1997
b)給水排水設(shè)計手冊-核工業(yè)第二研究院主編-中國建筑工業(yè)出版社-2001
c)熱能工程設(shè)計手冊-夏敏文主編-化學(xué)工業(yè)出版社-1998
2、浩通工廠宿舍太陽能熱水工程系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)
㈠.氣象參數(shù)
㈡.自然條件
當(dāng)?shù)靥幗?jīng)緯度:東經(jīng)111°05,北緯20°18。傾角平面為+12,年平均日照輻射量5800 MJ(兆焦)/年m2,年日照天數(shù)為225天,年平均環(huán)境溫度25°C。
海南島地區(qū)太陽能月積累輻射量(單位:MJ/㎡)
㈢.太陽能真空集熱管(器)熱性能參數(shù):
太陽輻射吸收率≥93%,發(fā)射率≤6%,集熱器效率≥53%
㈣.該單位應(yīng)提供的基本條件
A.樓頂可供采光面積:滿足使用。
B.水源:滿足使用(壓力不低于2.4Mpa)。
C.電源:電負載容量不低于40kw。
D.輔助熱源:利用電輔助加熱。
3、浩通工廠宿舍太陽能熱水工程系統(tǒng)設(shè)計理念
㈠.采用整合設(shè)計原則,從項目立項到施工設(shè)計的整個過程,綜合考慮用戶的建筑物、使用工況、集熱器規(guī)格及性能參數(shù)、系統(tǒng)配置及運行方式、使用和維修、節(jié)能與安全、經(jīng)濟效益等因素,均應(yīng)符合工程系統(tǒng)的設(shè)計原則。
㈡.力求使太陽能與常規(guī)能源最佳組合,充分利用太陽能,最大限度降低常規(guī)能源消耗量,從而達到節(jié)約費用開支之目的。
㈢.系統(tǒng)設(shè)計的先進行、安全性、可靠性、耐久性等綜合考慮。
㈣.較好的經(jīng)濟效益和社會效益,為客戶在環(huán)保、節(jié)能、文明用水、洗浴檔次等方面提供一套可靠的硬件設(shè)施。
4、浩通工廠宿舍太陽能熱水工程系統(tǒng)設(shè)計
太陽能熱水工程主要有集熱器、儲熱水箱、輔助熱源、循環(huán)管道、自動控制、五部分組成。
㈠.集熱器
A.熱負荷: 需用熱水量10000kg
Q=10000kg×(45℃-15℃)×4.187=1256MJ
B.集熱面積:太陽能熱水系統(tǒng)的產(chǎn)水量與太陽輻射強度和日照時間密切相關(guān),一年四季變化很大。因此本方案按年平均輻射進行設(shè)計。據(jù)資料查得本地日平均太陽輻射量為17MJ/m2。太陽能熱水系統(tǒng)集熱效率為56%,則集熱面積為A=1256MJ/(17MJ/m2×53%)=139.4m2。為安裝組合便利取24組,采光面積154㎡。
C.集熱器選型及鋪設(shè)安裝:
⑴.光源牌太陽能集熱器技術(shù)參數(shù):
真空管規(guī)格:Ф47×1500mm
每組集熱器采光面積:6.4m2。
單組真空管支數(shù):56支
單管額定產(chǎn)水量:8 kg/天
每組額定產(chǎn)水量:448kg/天
⑵.設(shè)計選型:
根據(jù)上述技術(shù)參數(shù),系統(tǒng)設(shè)計總配置集熱器為24組。采光面積154m2。利用真空管1344支,春、夏、秋三個季節(jié)晴好天氣日產(chǎn)45℃以上熱水10噸。冬季在產(chǎn)水量不變的情況下,水溫可達到35℃以上。
⑶.集熱器安裝鋪放
按照用戶提供的建筑物可占用面積,將太陽能集熱器安裝在樓頂以串3組并3組的方式東西排列,南北兩排。整個集熱器所產(chǎn)熱水直接進入儲水箱備用。
㈡.儲熱水箱
儲熱水箱1個,內(nèi)膽尺寸為:3000㎜ ×2000㎜×1830㎜,水箱容量為10.08噸,放置在樓頂能承重的適合部位。內(nèi)膽采用進口SUS304食品級不銹鋼1.5mm板材,亞弧焊接而成,外皮為0.4mm彩鋼板裝飾,中間60mm聚氨酯發(fā)泡保溫。
㈢. 輔助加熱
太陽能作為一種新能源,取之不盡,用之不竭,但不能解決全天候供應(yīng)熱水問題。陰雨天氣或光照不足時,需要相應(yīng)的輔助熱源才能滿足熱水需求。根據(jù)客戶的實際情況,確定利用電輔助加熱。采用專用輔助電加熱機組,該機組電加熱管采用特殊不銹鋼材料制成,具有防腐抗水垢功能,壽命高于一般管1—2倍。
㈣ .管道循環(huán)系統(tǒng)
A. 管道管件:采用國標(biāo)熱鍍鋅鋼管,鑄鐵或沖壓管件。
B. 管道保溫:50mm特制巖棉保溫管,外纏防水布,化纖玻璃絲布,樹脂膠涂刷包裝;(或聚氨酯保溫)同時加裝電伴熱帶,預(yù)防冬季管道凍堵。
C.電磁閥:采用名牌產(chǎn)品。
D.手動閥門:采用銅體閘閥。
㈤.自動控制系統(tǒng)
根據(jù)本工程系統(tǒng)功能的要求,此控制系統(tǒng)全部由我公司獨立設(shè)計制作完成,實現(xiàn)自動化智能操作,確保最佳經(jīng)濟運行,水溫水位、進水出水、循環(huán)系統(tǒng)、輔助加熱等工作狀態(tài)數(shù)碼顯示,直觀可見,操作人員一目了然,管理使用十分方便。系統(tǒng)安裝控制柜1臺,電加熱驅(qū)動柜1臺,同時具備手動強制啟停功能,維修更方便,功能更齊全。
5、浩通工廠宿舍太陽能熱水工程系統(tǒng)工作原理及運行方式
㈠.工作原理:
本系統(tǒng)采用定溫進水、溫差循環(huán)的運行方式,晴好天氣充分利用太陽能,陰雨天氣或光照不足時,使用輔助加熱。
㈡.運行方式
A.定溫進水:當(dāng)集熱器溫度達到設(shè)定溫度值45℃時,上水電磁閥自動開啟,將集熱器中的熱水頂進儲熱水箱,集熱器溫度低于設(shè)定溫度時,電磁閥自動關(guān)閉,停止上水。系統(tǒng)吸收太陽熱量儲存于集熱器內(nèi)的水中,使溫度繼續(xù)升高,然后再開啟,再關(guān)閉。通過這樣一個不斷重復(fù)的過程,把太陽的能量轉(zhuǎn)化為熱能,直到把儲熱水箱的水加滿。
B.溫差循環(huán):儲水箱水滿后,只要有陽光輻射,集熱器的水溫必然繼續(xù)升高,當(dāng)集熱器的水溫高于水箱底部溫度8℃時,循環(huán)泵啟動,系統(tǒng)開始循環(huán),水箱繼續(xù)增溫,直到兩個水箱的水溫接近時,循環(huán)泵停止工作。這樣即可保證太陽能得到最充分的利用。
C.輔助加熱:
⑴.自動監(jiān)測水溫:陰雨天氣或光照不足水箱水溫低于設(shè)定值
45℃時,控制系統(tǒng)自動打開輔助熱源,水溫達到設(shè)定溫度時,輔助熱源自動關(guān)閉。
⑵.自動監(jiān)測水位:當(dāng)洗浴人數(shù)較多,用水量過大,水箱水位降到20%時 ,進水電磁閥自動打開,向水箱注入自來水水,同時啟動輔助熱源,溫度升到設(shè)定溫度時自動關(guān)閉,從而保證及時供應(yīng)熱水。
6、浩通工廠宿舍太陽能熱水工程系統(tǒng)功能及特點
㈠.高效節(jié)能,成本低廉
最大效率的利用太陽能量可節(jié)約能源75%以上,運行成本大大降低,智能化控制還可以節(jié)省人員開支,所以日常運行費用很低。
㈡.安全可靠,沒有危險
太陽能沒有常規(guī)能源所存在的易燃易爆、中毒、斷路、觸電等危險,因此是最安全最可靠的熱水系統(tǒng)。
㈢.綠色環(huán)保,沒有污染
采用了太陽能潔凈綠色能源,避免了礦物燃料對環(huán)境的污染。因此,系統(tǒng)在制熱水的過程中沒有粉塵懸浮微粒的污染,也沒有廢渣、廢水物的產(chǎn)生,更沒有硫化物、氮化物、一氧化碳和二氧化碳的排放,符合國家環(huán)保政策,利國利民,為用戶提供了一個干凈、舒適的生活空間。
㈣.控制先進,智能運行
系統(tǒng)采用了先進的智能化控制技術(shù),實行自動控制,最佳經(jīng)濟運行,可設(shè)置全天候供應(yīng)熱水,使用非常方便。
㈤.整個集熱系統(tǒng)安全可靠,使用壽命長,在正常情況下,使用壽命可達到15年以上。
7、浩通工廠宿舍太陽能熱水工程系統(tǒng)施工方案
㈠.不破壞建筑物的結(jié)構(gòu)和承載能力。
㈡.不破壞樓頂面防水層和附屬設(shè)施。
㈢.采取緊固措施,保證系統(tǒng)設(shè)備能經(jīng)受大風(fēng)力的負載。
㈣.集熱器基礎(chǔ)建在樓頂防水層5-10cm以上高度,為樓頂面日后維修提供便利。
㈤.集熱器擺放面向正南方或偏西10度,安裝斜角不大于36度。
㈥.電控系統(tǒng)的安全符合GB8877規(guī)定的要求。
㈦.電源線及信號線的安裝符合GB50258規(guī)定的要求。
㈧.管道的坡向和坡度根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計要求進行安裝,DN32以上管道用法蘭連接,DN32以下管道用活節(jié)或焊接連接,管道支撐有足夠的強度,支撐點最大安裝距離不超過3米。管道保溫工藝及材料厚度均按設(shè)計要求規(guī)范操作。
㈨.水泵的型號選擇符合設(shè)計和合同的要求。
㈩.調(diào)試驗收:整個系統(tǒng)在運行或靜態(tài)時均不出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象,安裝符合驗收標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的指標(biāo),水溫、水質(zhì)檢驗符合設(shè)計要求。
魯青太陽能熱水工程部10年來始終堅持免費提供太陽能熱水工程設(shè)計方案2010-02-20 16:00魯青太陽能熱水工程部始終堅持太陽能熱水工程設(shè)計方案免費推廣給中小太陽能企業(yè)提供最無私的幫助,已經(jīng)成功設(shè)計施工1000多個大中型太陽能熱水工程
A·公用建筑——工程宿舍浴池太陽能熱水工程
集中水箱/直接換熱/強制循環(huán)/集中集熱
適用建筑類型游泳池、大型酒店、賓館等24小時供水場所、其他需要熱水供應(yīng)的公共場所
系統(tǒng)技術(shù)成熟,運行非常穩(wěn)定
可有效的節(jié)約輔助能源,降低使用成本,系統(tǒng)操作非常簡單
●技術(shù)成熟,普及率高,配件非常普及,便于安裝和維護
●系統(tǒng)采用集中集熱、集中儲熱,集熱單元統(tǒng)一安放,需要有足夠面積
●根據(jù)技術(shù)要求,集熱系統(tǒng)一般采用承壓或非承壓兩種方式
●儲熱水箱材質(zhì)一般采用sus304不銹鋼或具布防腐技術(shù)的碳鋼板
●系統(tǒng)利用定溫回水和溫差循環(huán)方式,有效利用太陽能,系統(tǒng)利用率高
●系統(tǒng)控制功能完善,有很好的防:東、防垢配置,有效保證廠熱水的舒適
B·酒店、醫(yī)院、賓館、洗浴中心用水
客戶要求 | 解決措施 |
全天24小時供應(yīng)熱水并要求供水穩(wěn)定 | 采用雙能源供熱系統(tǒng);雙水箱或者多水箱 |
供水壓力要求穩(wěn)定 | 室內(nèi)管路設(shè)計增壓恒壓控制 |
全自動智能化控制 | 采用微電腦系統(tǒng)控制,可實現(xiàn)無人監(jiān)控 |
供水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求高 | 定時高溫消毒 |
提高熱水利用率,節(jié)約用水 | IC卡取水或者感應(yīng)取水 |
即開即出熱水 | 室內(nèi)管道循環(huán)系統(tǒng),保證即開即出熱水 |
C·學(xué)校、工廠企事業(yè)單位用水
客戶要求 | 解決措施 |
分時段定點供應(yīng)熱水 | 采用微電腦時控定時使用熱水 |
短時間內(nèi)供應(yīng)熱水集中 | 設(shè)計水箱容量大;雙水箱或者多水箱 |
陰雨天氣能夠保證洗浴 | 采用雙能源供熱系統(tǒng) |
全自動智能化控制 | 采用微電腦系統(tǒng)控制,可實現(xiàn)無人監(jiān)控 |
浩通節(jié)能太陽能廠太陽能熱水工程部 13428609484 |
D·小區(qū)房地產(chǎn)單機集體安裝工程項目
客戶要求 | 解決措施 |
全天24小時供應(yīng)熱水 | 采用光電互補,實現(xiàn)全天供水 |
每戶用水量不均勻 | 系統(tǒng)產(chǎn)用集中供水或單機獨戶安裝 |
需要與建筑和諧統(tǒng)一 | 提前介入建筑設(shè)計考慮太陽能設(shè)備安裝 |
便于物業(yè)統(tǒng)一管理,統(tǒng)一維護 | 設(shè)計磁卡取水,節(jié)省費用,便于管理 |
四、工廠宿舍平板太陽能熱水工程系統(tǒng)設(shè)計方案
太陽能是最具潛力的可再生能源。我國太陽能資源極為豐富,年太陽能輻照總量大于502萬kJ/㎡、年日照時數(shù)超過2200h的地區(qū)占國土面積2/3以上。按我國《2000-2015年新能源和可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》要求,我國太陽熱水器保有量到2015年達到2.7億m2,2020年達到5.0億m2,2005年我國太陽能熱水器的保有量7500萬m2,由此可見,太陽能光熱利用有著廣闊的市場前景。
太陽能熱利用的范圍非常廣,可以供暖、干燥、制冷、發(fā)電、海水淡化、消毒等。太陽能供熱采暖是太陽能利用的新方向,它可以滿足冬季供暖,其它季節(jié)供熱水,是太陽能光熱綜合應(yīng)用新技術(shù),在我國北部地區(qū)的應(yīng)用已引起了關(guān)注。長三角地區(qū)雖然屬于非供暖地區(qū),但冬季也相當(dāng)寒冷,給人們的生活生產(chǎn)帶來諸多不便,有供暖的必要。供暖常見的熱源主要是燃煤、燃氣、燃油鍋爐或熱電廠蒸汽。在長三角地區(qū),由于供暖時期較短,相關(guān)設(shè)施不完備,一般情況下冬季常用空調(diào)制熱,耗電量大,效果不好,人們迫切要求開發(fā)節(jié)能型供暖設(shè)備,太陽能供暖首當(dāng)其沖。
長三角所處華東地區(qū)是我國太陽能資源豐富的地區(qū)之一,太陽能年輻射總量在3.3×106~8.4×106千焦/米2之間,每平方米的得熱量相當(dāng)于112~286公斤標(biāo)準(zhǔn)煤!按目前太陽能光熱轉(zhuǎn)換率最低45%考慮,太陽能用于生活、生產(chǎn)供熱采暖完全可以勝任。
1、工廠宿舍平板太陽能熱水工程系統(tǒng)設(shè)計資料:
本工程為滿足飛索半導(dǎo)體(中國)有限公司供暖及熱水需求設(shè)計,設(shè)計耗熱量為120kw。
2、浩通工廠宿舍平板太陽能熱水工程系統(tǒng)設(shè)計依據(jù)
1)GB/T18713-2002《太陽熱水系統(tǒng)設(shè)計、安裝及工程驗收技術(shù)規(guī)范》
2)ISO9806-1:1994《太陽集熱器檢測方法》
3)GB/T6424-997《平板型太陽能集熱器技術(shù)條件》
4)GB4271-84《平板型太陽能集熱器熱性能試驗方法》
5)GB/T1551-1995《太陽能熱水器吸熱體、連接管及其配件所用彈性材料的評價方式》
6)GB/T 13384—92《機電產(chǎn)品包裝通用技術(shù)條件》
7)GBJ93-86《工業(yè)自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范》
8)GB50242-2002《建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》
9)GB50268-97《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》
10)GB50332-2002《給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》
11)GBJ15-88《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》
12)JGJ116-98《建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程》
13)GB50009-2001《建筑結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計規(guī)范》
14)GB50057-94《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》
15)JGJ/T16-92《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》
16)GBJ131-90《自動供儀表安裝工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》
17)GB/T50106-2001《給水排水制圖標(biāo)準(zhǔn)》
18)GB4272-92《設(shè)備及管道保溫技術(shù)通則》
19) 98R418《管道及設(shè)備保溫》國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集
20)建質(zhì)〖2003〗4號《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施》2003年3月1日起執(zhí)行
21)JGJ59-99《建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)》
3、浩通工廠宿舍平板太陽能熱水工程系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)
3.1氣象參數(shù)
地理位置:北緯31.3°, 東經(jīng)120.6°
年太陽輻照量:水平面4657.516MJ/m2,30°傾角表面5544.37MJ/m2
年日照時數(shù):1997.5h
年平均日照時數(shù):5.5h
年平均溫度:16.0℃;
年平均日太陽輻照量:水平面12.76 MJ/m2,30°傾角表面15.191MJ/m2
3.2熱水設(shè)計參數(shù)
小時耗熱量:120kw
設(shè)計熱水溫度:60℃
設(shè)計冷水溫度:17℃
3.3太陽能集熱器性能參數(shù)
集熱器類型:平板集熱器
集熱器規(guī)格型號:YASOL-PM-111114
集熱器采光面積:2m2
4、浩通工廠宿舍平板太陽能熱水工程系統(tǒng)設(shè)計方案
4.1工廠宿舍平板太陽能熱水工程原理圖
說明(結(jié)合運行原理圖):
1、根據(jù)蘇州的地理位置,集熱器采用30°傾角,保證太陽熱水系統(tǒng)冬季熱水供應(yīng)。
2、工質(zhì)循環(huán)管道采用紫銅管,耐腐蝕、耐高壓,壽命長。
3、采用兩個水箱:一個作為集熱水箱,另外一個作為恒溫供水水箱。雙循環(huán)控制,24h供應(yīng)熱水。
4、自動補水:系統(tǒng)采用電磁閥自動補水,當(dāng)供熱水箱內(nèi)水位低于設(shè)定水位時打開電磁閥進行補水。
5、集熱溫差循環(huán):在儲熱水箱與集熱器之間采用溫差循環(huán)控制。當(dāng)集熱器內(nèi)溫度T1比儲熱水箱內(nèi)水的溫度T2高5℃以上,集熱循環(huán)水泵P1自動啟動;當(dāng)二者之間的溫差小于2℃時,P1停止運行。
6、防凍:系統(tǒng)采用雙循環(huán)控制,集熱循環(huán)介質(zhì)采用YASOL雙循環(huán)承壓系統(tǒng)專用循環(huán)介質(zhì),高沸點、低凝固點,徹底解決防凍問題,保證系統(tǒng)一年四季正常運行。
7、恒溫供水:控制柜恒溫智能控制,恒溫供水。當(dāng)供熱水箱溫度T3低于52℃時,啟動輔助能源,開始加熱。當(dāng)供熱水箱內(nèi)溫度達到55℃時停止,滿足用水溫度,輔助熱源為容積式水加熱器,熱媒為蒸汽。。
8、兩水箱之間的循環(huán):當(dāng)儲水箱內(nèi)溫度T2比供熱水箱內(nèi)溫度T3高5℃以上時,循環(huán)泵P2啟動,兩水箱之間開始循環(huán),當(dāng)二者之間的溫差小于2℃時,P2停止運行。以達到節(jié)能的作用。
9、注意事項:電磁閥前面加裝過濾器,以防止雜質(zhì)堵塞電磁閥;水平安裝的單向閥選用升降式單向閥,垂直安裝的單向閥選用旋啟式單向閥。
4.2、設(shè)計計算
4.2.1太陽集熱器的定位
太陽集熱器朝向:正南;傾角:30°。
4.2.2集熱器面積確定
4.2.2.1確定太陽能保證率f
蘇州屬太陽能資源一般區(qū),系統(tǒng)全年使用,取太陽能保證率f=0.6。
4.2.2.2 確定管路及貯水箱熱損失率ηL 由于系統(tǒng)保溫的熱水管路和貯熱水箱等部件都在室內(nèi),環(huán)境溫度較高,ηL取0.05。
4.2.2.3集熱器年集熱效率ηcd
取ta=17℃ ;ti=tL/3+2tend/3= 45.67℃;SY=5.5h ; JT=15191KJ/㎡。
歸一化溫差 =767W/m2
則歸一化溫差X=0.0374㎡?℃/W。
查得 ηcd=0.55。
取Qw=20571L / d ; c = 4.187kJ /(kg?℃);ρr=1kg/L;tend=60℃;tL=17℃;JT=15191KJ/㎡;f=0.6;ηL=0.02;ηcd=0.55。
Ac=326.6m2
集熱器的規(guī)格為一塊2㎡,則需要163.3塊集熱器,取164。
則實際集熱器面積為328㎡。
4.2.3設(shè)備選型
4.2.3.1貯熱水箱按每平方米太陽集熱器面積對應(yīng)75L貯熱水箱容積確定:
水箱的有效容積 Vr=75Ac=24600L
4.2.3.2集熱系統(tǒng)循環(huán)泵
按每平方米集熱器的流量為0.02kg / (㎡?s)計算,集熱系統(tǒng)的流量為23616L / h,此流量即為集熱系統(tǒng)水泵的流量。
4.2.3.4集熱系統(tǒng)換熱器加熱面積計算
0.95x112920/5000/5/0.8=5.4m2
4.2.4系統(tǒng)節(jié)能效益分析
4.2.4.1基礎(chǔ)參數(shù)
電熱值3600KJ/ kwh 用電價格0.55元/kwh 電鍋爐效率0.95
天然氣熱值:34000KJ/m3 天然氣價格:2.4元/m3 燃氣鍋爐效率:0.8
柴油熱值:46040kj/kg 柴油價格:5.42元/kg 燃油鍋爐效率:0.85
標(biāo)準(zhǔn)煤熱值:29298 kj/kg 煤價格:800元/噸 燃煤鍋爐效率:0.65
4.2.4.2太陽能熱水系統(tǒng)年節(jié)省量ΔQsave
取Ac=328㎡; JT = 5544.37MJ/㎡;ηcd=0.55;ηc=0.05。
代入公式 ΔQsave=AcJT(1-ηc)ηcd
則 ΔQsave=950194MJ/a
4.2.4.3壽命期內(nèi)太陽能熱水系統(tǒng)的總節(jié)省費用
節(jié)省蒸汽:年節(jié)省費用:G=1.1x950194x103x0.186/2725.5=71330元
壽命期內(nèi)節(jié)省費用:71330x[1+(1+0.1)+(1+0.1)2+(1+0.1)3………+(1+0.1)20] -910840x0.01x20=3905041元
節(jié)省電費:年節(jié)省費用:950194x0.55x1000/(3600x0.95)=152809元
壽命期內(nèi)節(jié)省費用:152809x[1+(1+0.1)+(1+0.1)2+(1+0.1)3………+(1+0.1)20]-910840x0.01x20=857378.8元
節(jié)省天然氣費:年節(jié)省費用:950194x2.4x1000/(34000x0.8)=83841元
壽命期內(nèi)節(jié)省費用:153790 x[1+(1+0.1)+(1+0.1)2+(1+0.1)3………+(1+0.1)20]-910840x0.01x20=4621901元
節(jié)省柴油費:年節(jié)省費用:950194x5.42x1000/(46040x0.8)=139825.5元
壽命期內(nèi)節(jié)省費用:139825.5x[1+(1+0.1)+(1+0.1)2+(1+0.1)3………+(1+0.1)20]-910840x0.01x20=7829831元
節(jié)省燃煤費:年節(jié)省費用:950194x0.8x1000/(29298x0.65)=39916.4元
壽命期內(nèi)節(jié)省費用:765034 x[1+(1+0.1)+(1+0.1)2+(1+0.1)3………+(1+0.1)20]-910840x0.01x20=2105039.5元
太陽能熱水系統(tǒng)二氧化碳的減排量
取W=29308KJ/kg;n=20年;FCO2=0.866kg 碳/kg標(biāo)準(zhǔn)煤,Eff=0.95
代人公式
則 Qco2 =1890t
20年內(nèi)二氧化碳的減排量為1890t。
太陽能熱水工程設(shè)計
平板太陽能熱水工程系統(tǒng)
平板太陽能太陽熱水工程
▲ 應(yīng)用場合多: 太陽能熱水工程應(yīng)用廣泛,從一般家庭、小單位到大企業(yè)、大集團;幾十人、幾百人甚至上千人的洗浴都可應(yīng)用。
▲ 適用范圍廣: 根據(jù)不同地域及所處緯度選擇合適傾角的集熱器;根據(jù)屋面結(jié)構(gòu)選擇不同類別的集熱器;根據(jù)不同氣候配置不同真空集熱管。
▲ 選擇類型多: 單機串并聯(lián)熱水工程從經(jīng)濟型到豪華型;聯(lián)集管集熱模塊熱水工程從自然循環(huán)到溫差循環(huán);家用太陽熱水工程從普通型到別墅型。
▲ 經(jīng)濟實用:集熱部件采用國際領(lǐng)先的干涉膜技術(shù),集熱性能更強,性價比更高。生產(chǎn)制造選用先進的進口設(shè)備及科學(xué)的管理體系,保證工程產(chǎn)品的質(zhì)的精良,達到工程項目較高的使用性能。一次性投資,長期受益;一般三年左右可收回投資,相當(dāng)于節(jié)能使用十二年以上,投資回報率高。
▲ 環(huán)保節(jié)能: 無公害,無污染,有利于房頂防曬;90%節(jié)電,是綠色環(huán)保節(jié)能的首選。
五、工廠宿舍不同熱水設(shè)備的熱水工程系統(tǒng)解決方案比較
1. 空氣能熱泵與太陽能相結(jié)合的解決方案
大規(guī)模的集中熱水系統(tǒng),將太陽能與空氣源熱泵聯(lián)合,能實現(xiàn)在充分利用太陽能的前提下,空氣源熱泵作為輔助加熱,使太陽能與空氣源熱泵優(yōu)化組合,保證一年365天每天都能產(chǎn)生足夠的熱水,其耗能遠小于常規(guī)太陽能熱水系統(tǒng)的運行費用指標(biāo)。
將空氣源熱泵熱水系統(tǒng)引入到太陽能中央熱水系統(tǒng)的應(yīng)用,解決了太陽能輔助能源問題,并將兩者的優(yōu)勢同時發(fā)揮,實現(xiàn)了熱水系統(tǒng)最節(jié)能、最合理的結(jié)合運用。
太陽能系統(tǒng)與熱泵系統(tǒng)既是相對獨立又是聯(lián)合的系統(tǒng)。根據(jù)需要,它們既能分別單獨滿足使用要求,又能聯(lián)合滿足使用要求。
2. 集中空調(diào)系統(tǒng)的制冷、采暖、熱水一體化解決方案
夏天,多功能一體機組制冷時,采用高溫轉(zhuǎn)低溫預(yù)蒸發(fā)制冷技術(shù),使機組制冷比普通中央空調(diào)節(jié)能30%以上,且通過機組回收的廢熱制取節(jié)能的55℃熱水,比普通電熱、燃油、燃氣熱水器節(jié)能100%。
冬天,多功能一體機組無須制冷只需熱水及取暖,機組設(shè)計采用獨有低溫制熱技術(shù),機組在-15℃低溫環(huán)境下,也能吸取環(huán)境中的低溫空氣,制取55℃熱水,比燃氣、燃油、電熱等制熱設(shè)備節(jié)能70%以上,機組運行除了需用少量的電能驅(qū)動外,其它的能量全部來源于環(huán)境中和建筑中的免費熱能,機組全年綜合能效比達6.7以上。
3. 基于空氣能熱泵的別墅暖通空調(diào)熱水系統(tǒng)整體解決方案
具體情況及其業(yè)主需求量身定做的,涵蓋冬季采暖、夏季制冷、全年提供生活熱水、灰塵吸附、空氣滅菌凈化甚至恒溫恒濕,泳池加熱等諸元的合理的科學(xué)的整體解決方案。
運用熱泵、太陽能、地暖、自動控制等方式有機結(jié)合,可做到使業(yè)主能擁有自動運行的低能耗、高品質(zhì)的生活空間。
4. 酒店服務(wù)業(yè)中央空調(diào)解決方案
特為大中型建筑物(特別是酒店服務(wù)業(yè))中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計的熱源塔冷(熱)源熱泵,具有明顯的初投 資低、節(jié)能和性能穩(wěn)定優(yōu)勢。熱源塔熱泵夏季制冷具有比冷卻塔更好的冷卻效果,較低的風(fēng)速令人滿意的降低了噪音;
冬季熱源塔由于采用了寬帶小溫差傳熱設(shè)計,吸取低品位熱源能力比窄帶空氣源熱泵換熱器結(jié)霜溫度下降了5~6℃,減少了85%的結(jié)霜機率。在環(huán)境負溫度運行期間,設(shè)計有噴淋防霜系統(tǒng)以及旋流汽液分離消噪系統(tǒng),有效地控制了對環(huán)境的污染。
5、各種熱水工程的節(jié)能比較
各種熱水器的熱水工程系統(tǒng)年運行費用表
高效節(jié)能環(huán)保太陽能熱泵熱水工程系統(tǒng)設(shè)計圖
熱水量為30噸/天熱水工程方案 各種制熱設(shè)備性價比較
加熱方式 | 電熱水器 | 燃油鍋爐 | 燃氣鍋爐 | 太陽能+電輔 | 熱泵熱水器 | 太陽能熱泵熱水器 |
能源種類 | 電 | 柴油 | 天然氣 | 陽光+電 | 空氣或水+電 | 空氣或水+電 |
環(huán)保指數(shù) | 環(huán)保不節(jié)能 | 污染不節(jié)能 | 污染不節(jié)能 | 環(huán)保節(jié)能 | 高效環(huán)保節(jié)能 | 高效環(huán)保節(jié)能 |
安全指數(shù) | 危險 | 危險 | 危險 | 較危險 | 安全 | 安全 |
安裝地方 | 安裝不限制 | 受安裝限制 | 受安裝限制 | 受安裝限制 | 安裝不限制 | 安裝不限制 |
實際熱值 | 817千卡/kwh | 8100千卡/kg | 6450千卡/m3 | 817千卡/kwh | 3870千卡/kwh | 3870千卡/kwh |
燃料價格 | 0.6元/kwh | 6元/kg | 3.5元/ m3 | 0.6元/kwh | 0.6元/kwh | 0.6元/kwh |
日消耗燃料 | 1467kwh | 147.9kg | 372m3 | 1467kwh | 309kwh | 309kwh |
日運行費用 | 880元 | 887.4元 | 651元 | 880元 | 185元 | 185元 |
年能源費用 | 321200元 | 323901元 | 237615元 |
128480元 (40%用電) |
67671元 |
27068元 40%用電 |
設(shè)備壽命 | 5--10年 | 5--15年 | 5--15年 | 10年 | 15年 | 10--15年 |
維護費用 | 0.2萬元/年 | 0.96萬元/年 | 0.2萬元/年 | 0.1萬元/年 | 無 | |
使用效果 | 采用直流式供熱水,水溫不穩(wěn)定 | 采用直流式供熱水,水溫不穩(wěn)定 | 采用直流式供熱水,水溫不穩(wěn)定 | 熱水溫度不穩(wěn)定,受天氣影響 | 智能控溫補水供熱水采暖冷氣 | 智能控溫補水供熱水采暖冷氣 |
優(yōu)點 | 不污染,占地少 | 投資多占地多 | 投資多占地多 | 無污染安全環(huán)保 | 節(jié)約資源資金安全穩(wěn)定環(huán)保 | 節(jié)約資源資金安全穩(wěn)定環(huán)保 |
不足 | 使用費高,不安全因素較高 | 使用費高,危險環(huán)境有污染專人看管費較高 | 使用費高,危險環(huán)境有污染專人看管費較高 | 陰雨天夜晚熱水不足,全年40%用電輔助加熱 | 空氣源熱泵在-5℃環(huán)境效果偏低,地源熱泵不影響 | 空氣源熱泵在-5℃環(huán)境效果偏低,水源地源熱泵不影響 |
熱泵節(jié)約的費用/年 | 25.3萬元 | 25.6萬元 | 16.99萬元 | 6萬元 | ||
太陽能熱泵節(jié)約的費用/年 | 29.4萬元 | 29.6萬元 | 21萬元 | 10萬元 | 4萬元 |
注:制熱工作狀況為:環(huán)境溫度20℃,進水溫度15℃,出水溫度55℃以上。
注:表中每天用水量為30噸,熱水溫度為55℃、升溫40℃為例計算,燃料價格按市場價為參考,電費0.6元/度;太陽能按每年40%陰雨天氣用電輔助加熱或熱泵熱水器加熱。
工廠宿舍太陽能熱水工程系統(tǒng)方案設(shè)計圖紙
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