太阳能热水工程设计方案

1 太阳能热水工程设计方案 一、基本情况分析 该单位拟安装日产洗浴热水 10吨的太阳能热水工程，从而达到节约能源，降低费用之目的。 二、设计要求 统设计春、秋晴好天气日产 45 以上洗浴热水 10 吨。 雨天气或阳光不足时，利用电辅助加热。 天候 24 小时供水。 三、设计依据 18713阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范 4272备及管道保温技术通则 6424阳能集热器技术条件 93业自动化仪表工程及验收规范 5.建筑给排水工程规范（暖通空调规范） 6.给水排水工程施工手册 2 用户地处我国内蒙古部地区，属温带季风气候区，年平均气温为 ，太阳辐射量约为 3200焦） /年 天平均日照时间为 时。 内蒙古地区太阳能月积累辐射量（单位： ） ）热性能参数： 太阳辐射吸收率 93% ，发射率 6% ，集热器效率 53% 满足使用。 足使用（压力不低于 负载容量不低于 40 用电辅助加热。 四、设计理念 项目立项到施工设计的整个过程，综合考虑用户的建筑物、使用工况、集热器规格及性能参数、系统配置及运行方式、使用和维修、节能与安全、经济效益等因素，均应符合工程系统的设计原则。 分利用太阳能，最大限度降低常规能源消耗量，从而达到节约费用开支之目的。 全性、可靠性、耐久性等综合考虑。 客户在环保、节能、文明用水、洗浴档次等方面提供一套可靠的硬件设施。 五、系统设计 太阳能热水工程主要有集热器、储热水箱、辅助热源、循环管道、自动控制、五部分组成。 3 需用热水量 10000=1000045 256阳能热水系统的产水量与太阳辐射强度和日照时间密切相关，一年四季变化很大。因此本方案按年平均辐射进行设计。据资料查得本地日平均太阳辐射量为 17MJ/阳能热水系统集热效率为 56%，则集热面积为 A=125617MJ/3%)=为安装组合便利取 24 组，采光面积 154 。 . 光源牌太阳能集热器技术参数： 真空管规格： 471500每组集热器采光面积： 单组真空管支数： 56 支 单管额定产水量： 8 每组额定产水量： 448 . 设计选型： 根据上述技术参数，系统设计总配置集热器为 24 组。采光面积 154用真空管 1344 支，春、夏、秋三个季节晴好天气日产 45 以上热水 10 吨。冬季在产水量不变 的情况下，水温可达到 35 以上。 . 集热器安装铺放 按照用户提供的建筑物可占用面积，将太阳能集热器安装在楼顶以串 3 组并 3 组的方式东西排列，南北两排。整个集热器所产热水直接进入储水箱备用。 储热水箱 1 个，内胆尺寸为： 3000 2000 1830 ，水箱容量为 ，放置在楼顶能承重的适合部位。内胆采用进口 品级不锈钢 材，亚弧焊接而成，外皮为 钢板装饰，中间 60氨酯发泡保温。 4 . 辅助加热 太阳能作为一种新能源，取之不尽，用之不竭，但不能解决 全天候供应热水问题。阴雨天气或光照不足时，需要相应的辅助热源才能满足热水需求。根据客户的实际情况，确定利用电辅助加热。采用专用辅助电加热机组，该机组电加热管采用特殊不锈钢材料制成，具有防腐抗水垢功能，寿命高于一般管 1 2 倍。 1. 管道管件：采用国标热镀锌钢管，铸铁或冲压管件。 2. 管道保温： 50制岩棉保温管，外缠防水布，化纤玻璃丝布，树脂胶涂刷包装；（或聚氨酯保温）同时加装电伴热带，预防冬季管道冻堵。 用名牌产品。 用铜体闸阀。 根据本工程系统功能的要求，此控制系统全部由我公司独立设计制作完成，实现自动化智能操作，确保最佳经济运行，水温水位、进水出水、循环系统、辅助加热等工作状态数码显示，直观可见，操作人员一目了然，管理使用十分方便。系统安装控制柜 1 台，电加热驱动柜 1 台，同时具备手动强制启停功能，维修更方便，功能更齐全。 六、系统工作原理及运行方式 本系统采用定温进水、温差循环的运行方式，晴好天气充分利用太阳能，阴雨天气或光照不足时，使用辅助加热。 集热器温度达到设定温度值 45 时，上 水电磁阀自动开启，将集热器中的热水顶进储热水箱，集热器温度低于设定温度时，电磁阀自动关闭，停止上水。系统吸收太阳热量储存于集热器内的水中，使温度继续升高，然后再开启，再关闭。通过这样一个不断重复的过程，把太阳的能量转化为热能，直到把储热水箱的水加满。 5 水箱水满后，只要有阳光辐射，集热器的水温必然继续升高，当集热器的水温高于水箱底部温度 8 时，循环泵启动，系统开始循环，水箱继续增温，直到两个水箱的水温接近时，循环泵停止工作。这样即可保证太阳能得到最充分的利用。 . 自动监测水温 ：阴雨天气或光照不足水箱水温低于设定值 45 时，控制系统自动打开辅助热源，水温达到设定温度时，辅助热源自动关闭。 . 自动监测水位：当洗浴人数较多，用水量过大，水箱水位降到 20%时 ，进水电磁阀自动打开，向水箱注入自来水水，同时启动辅助热源，温度升到设定温度时自动关闭，从而保证及时供应热水。 七、系统功能及特点 本低廉 最大效率的利用太阳能量可节约能源 75%以上，运行成本大大降低，智能化控制还可以节省人员开支，所以日常运行费用很低。 有危险 太阳能没有常规能源所存在的易燃易 爆、中毒、断路、触电等危险，因此是最安全最可靠的热水系统。 有污染 采用了太阳能洁净绿色能源，避免了矿物燃料对环境的污染。因此，系统在制热水的过程中没有粉尘悬浮微粒的污染，也没有废渣、废水物的产生，更没有硫化物、氮化物、一氧化碳和二氧化碳的排放，符合国家环保政策，利国利民，为用户提供了一个干净、舒适的生活空间。 能运行 系统采用了先进的智能化控制技术，实行自动控制，最佳经济运行，可设置全天候供应热水，使用非常方便。 用寿命长，在正常情况下，使用寿命 可达到 15 年以上。 八、施工方案 6 证系统设备能经受大风力的负载。 上高度，为楼顶面日后维修提供便利。 0 度，安装斜角不大于 36 度。 定的要求。 定的要求。 上管道用法兰连接， 下管道用活节或焊接连接，管 道支撑有足够的强度，支撑点最大安装距离不超过 3 米。管道保温工艺及材料厚度均按设计要求规范操作。 个系统在运行或静态时均不出现渗漏现象，安装符合验收标准规定的指标，水温、水质检验符合设计要求。 鲁青太阳能热水工程部 10 年来始终坚持免费提供太阳能热水工程设计方案 20106:00 鲁青太阳能热水工程部始终坚持太阳能热水工程设计方案免费推广 给中小太阳能企业提供最无私的帮助，已经成功设计施工 1000 多个大中型太阳能热水工程 1,公用 建筑 学校宾馆桑那浴池太阳能工程 集中水箱直接换热强制循环集中集热 适用建筑类型游泳池、大型酒店、宾馆等 24 小时供水场所、其他需要热水供应的公共场所 系统技术成熟，运行非常稳定 可有效的节约辅助能源，降低使用成本，系统操作非常简单 技术成熟，普及率高，配件非常普及，便于安装和维护 系统采用集中集热、集中储热，集热单元统一安放，需要有足够面积 根据技术要求，集热系统一般采用承压或非承压两种方式 7 储热水箱材质一般采用 锈 钢或具布防腐技术的碳钢板 系统利用定温回水和温差循环方式，有效利用太阳能，系统利用率高 系统控制功能完善，有很好的防：东、防垢配置，有效保证厂热水的舒适 2 酒店、医院、宾馆、洗浴中心用水 客户要求 解决措施 全天 24 小时供应热水并要求供水稳定 采用双能源供热系统；双水箱或者多水箱 供水压力要求稳定 室内管路设计增压恒压控制 全自动智能化控制 采用微电脑系统控制，可实现无人监控 供水卫生标准要求高 定时高温消毒 提高热水利用率，节约用水 取水或者感应取水 即开 即出热水 室内管道循环系统，保证即开即出热水 3 学校、工厂企事业单位用水 客户要求 解决措施 分时段定点供应热水 采用微电脑时控定时使用热水 短时间内供应热水集中 设计水箱容量大；双水箱或者多水箱 阴雨天气能够保证洗浴 采用双能源供热系统 全自动智能化控制 采用微电脑系统控制，可实现无人监控 济南清华太阳能厂太阳能工程部 053185668818 4 小区房地产单机集体安装工程项目 客户要求 解决措施 全天 24 小时供应热水 采用光电互补，实现全天供水 每户用水量不均匀 系统产用集中供水或单 机独户安装 需要与建筑和谐统一 提前介入建筑设计考虑太阳能设备安装 便于物业统一管理，统一维护 设计磁卡取水，节省费用，便于管理 8 平板太阳能热水器设计方案 太阳能是最具潜力的可再生能源。我国太阳能资源极为丰富，年太阳能辐照总量大于 502万 、年日照时数超过 2200h 的地区占国土面积 2/3 以上。按我国 2000新能源和可再生能源产业发展规划要求，我国太阳热水器保有量到 2015 年达到 020 年达到 2005 年我国太阳能热水 器的保有量 7500 万 此可见，太阳能光热利用有着广阔的市场前景。 太阳能热利用的范围非常广，可以供暖、干燥、制冷、发电、海水淡化、消毒等。太阳能供热采暖是太阳能利用的新方向，它可以满足冬季供暖 ,其它季节供热水 ,是太阳能光热综合应用新技术 ,在我国北部地区的应用已引起了关注。长三角地区虽然属于非供暖地区，但冬季也相当寒冷，给人们的生活生产带来诸多不便，有供暖的必要。供暖常见的热源主要是燃煤、燃气、燃油锅炉或热电厂蒸汽。在长三角地区，由于供暖时期较短，相关设施不完备，一般情况下冬季常用空调制热，耗电量大 ，效果不好，人们迫切要求开发节能型供暖设备，太阳能供暖首当其冲。 长三角所处华东地区是我国太阳能资源丰富的地区之一，0606 千焦 /米 2 之间，每平方米的得热量相当于 112 286 公斤标准煤！按目前太阳能光热转换率最低 45%考虑，太阳能用于生活、生产供热采暖完全可以胜任。 1、设计资料： 本工程为满足飞索半导体（中国）有限公司供暖及热水需求设计，设计耗热量为 120 2、设计依据 1)18713阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范 2)1994太阳集热器检测方法 3)6424板型太阳能集热器技术条件 4)板型太阳能集热器热性能试验方法 5)1551阳能热水器吸热体、连接管及其配件所用弹性材料的评价方式 6) 13384 92机电产品包装通用技术条件 7)业自动化仪表工程施工及验收规范 8)筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范 9)水排水管道工程施工及验收规 范 10)水排水工程管道结构设计规范 11)筑给水排水设计规范 12)筑抗震加固技术规程 13)筑结构荷载设计规范 14)筑物防雷设计规范 15)16用建筑电气设计规范 9 16)动供仪表安装工程质量检验评定标准 17)50106水排水制图标准 18)备及管道保温技术通则 19) 98道及设备保温国家建筑标准设计图集 20)建质 2003 4 号全国民用建筑工程设计技术措施 2003 年 3 月 1 日起执行 21)筑施工安全检查标准 3、设计参数 象参数 地理位置：北纬 东经 年太阳辐照量：水平面 30倾角表面 日照时数： 平均日照时数： 平均温度： ； 年平均日太阳辐照量：水平面 J/30倾角表面 水设计参数 小时耗热量： 120计热水温度： 60 设计冷水温度： 17 阳能集热器性能参数 集热器类型：平板集热器 集热器规格型号： 热器采光面积： 2、设计方案 程原理图 说明（结合运行原理图）： 1、根据苏州的地理位置，集热器采用 30倾角，保证太阳热水系统冬季热水供应。 2、工质循环管道采用紫铜管， 耐腐蚀、耐高压，寿命长。 3、采用两个水箱：一个作为集热水箱，另外一个作为恒温供水水箱。双循环控制， 24 4、自动补水：系统采用电磁阀自动补水，当供热水箱内水位低于设定水位时打开电磁阀进行补水。 5、集热温差循环：在储热水箱与集热器之间采用温差循环控制。当集热器内温度 储热水箱内水的温度 5 以上，集热循环水泵 动启动；当二者之间的温差小于 2 时， 止运行。 6、防冻：系统采用双循环控制，集热循环介质采用 循环承压系统专用循环介质， 高沸点、低凝固点，彻底解决防冻问题，保证系统一年四季正常运行。 7、恒温供水：控制柜恒温智能控制，恒温供水。当供热水箱温度 于 52 时，启动辅助能源，开始加热。当供热水箱内温度达到 55 时停止，满足用水温度，辅助热源为容积式水加热器，热媒为蒸汽。 10 8、两水箱之间的循环：当储水箱内温度 供热水箱内温度 5 以上时，循环泵 动，两水箱之间开始循环，当二者之间的温差小于 2 时， 止运行。以达到节能的作用。 9、注意事项：电磁阀前面加装过滤器，以防止杂质堵塞电磁阀；水 平安装的单向阀选用升降式单向阀，垂直安装的单向阀选用旋启式单向阀。 计计算 阳集热器的定位 太阳集热器朝向 :正南；倾角 :30。 热器面积确定 定太阳能保证率 f 苏州属太阳能资源一般区，系统全年使用，取太阳能保证率 f 定管路及贮水箱热损失率 L 由于系统保温的热水管路和贮热水箱等部件都在室内，环境温度较高， 热器年集热效率 17 ； +2= ； 15191。 归一化温差 =767W/归一化温差 X= ? W。 查得 取 20571L / d ; c = （ ）； r 1； 60 ； 17 ； 15191； f L 热器的规格为一块 2 ，则需要 集热器，取 164。 则实际集热器面积为 328 。 备选型 热水箱按每平方米太阳集热器面积对应 75L 贮热水箱容积确定： 水箱的有效容积 7524600L 热系统循环泵 按每平方米集热器的流量为 ( ?s）计算，集热系统的流量为 23616L / h，此流量即为集热系统水泵的流量。 热系统换热器加热面积计算 000/5/ 系统节能效益分析 础参数 电热值 3600 用电价格 / 电锅炉效率 然气热值： 34000KJ/然气价格： /气锅炉效率： 油热值： 46040kj/油价格： / 燃油锅炉效率： 准煤热值： 29298 kj/煤价格： 800 元 /吨 燃煤锅炉效率： 11 阳能热水系统年节省量 328 ; ； c 代入公式 950194MJ/a 命期内太阳能热水系统的总节省费用 节省蒸汽：年节省费用： G=1330 元 寿命期内节省费用： 71330x1+（ 1+（ 1+2+（ 1+3+ （ 1+20 905041 元 节省电费：年节省费用： 152809 元 寿命期内节省费用： 152809x1+（ 1+（ 1+2+（ 1+3+ （ 1+0 节省天然气费：年节省费用： 83841 元 寿命期内节省费用： 153790 x1+（ 1+（ 1+2+（ 1+3+ （ 1+0621901 元 节省柴油费：年节省费用： 寿命期内节省费用： +（ 1+（ 1+2+（ 1+3+ （ 1+0829831 元 节省燃煤费：年节省费用： 寿命期内节省费用： 765034 x1+（ 1+（ 1+2+（ 1+3+ （ 1+0 太阳能热水系统二氧化 碳的减排量 取 W=29308KJ/kg;n=20 年； 准煤， 人公式 则 1890t 20 年内二氧化碳的减排量为 1890t。 太阳能热水工程设计 12 太阳能热水工程系统 太阳能太阳热水工程 应用场合多： 太阳能热水工程应用广泛，从一般 家庭、小单位到大企业、大集团；几十人、几百人甚至上千人的洗浴都可应用。 适用范围广： 根据不同地域及所处纬度选择合适倾角的集热器；根据屋面结构选择不同类别的集热器；根据不同气候配置不同真空集热管。 选择类型多： 单机串并联热水工程从经济型到豪华型；联集管集热模块热水工程从自然循环到温差循环；家用太阳热水工程从普通型到别墅型。 经济实用：集热部件采用国际领先的干涉膜技术，集热性能更强，性价比更高。生产制造选用先进的进口设备及科学的管理体系，保证工程产品的质的精良，达到工程项目较高的使用性能。 一次 性投资，长期受益；一般三年左右可收回投资，相当于节能使用十二年以上，投资回报率高。 环保节能： 无公害，无污染，有利于房顶防晒； 90%节电，是绿色环保节能的首选。 热水工程解决方案比较 1. 热泵与太阳能相结合的解决方案 大规模的集中热水系统，将太阳能与空气源热泵联合，能实现在充分利用太阳能的前提下，空气源热泵作为辅助加热，使太阳能与空气源热泵优化组合，保证一年 365 天每天都能产生足够的热水，其耗能远小于常规太阳能热水系统的运行费用指标。 将空气源热泵热水系统引入到太阳能中央热水系统的应用， 解决了太阳能辅助能源问题，并将两者的优势同时发挥，实现了热水系统最节能、最合理的结合运用。 太阳能系统与热泵系统既是相对独立又是联合的系统。根据需要，它们既能分别单独满足使用要求，又能联合满足使用要求。 13 暖、热水一体化解决方案 夏天，多功能一体机组制冷时，采用高温转低温预蒸发制冷技术，使机组制冷比普通中央空调节能 30%以上，且通过机组回收的废热制取节能的 55 热水，比普通电热、燃油、燃气热水器节能 100%。 冬天，多功能一体机组无须制冷只需热水及取暖，机组设计采 用独有低温制热技术，机组在 低温环境下，也能吸取环境中的低温空气，制取 55 热水，比燃气、燃油、电热等制热设备节能 70%以上，机组运行除了需用少量的电能驱动外，其它的能量全部来源于环境中和建筑中的免费热能，机组全年综合能效比达 上。 3. 基于热泵的别墅暖通空调热水系统整体解决方案 具体情况及其业主需求量身定做的，涵盖冬季采暖、夏季制冷、全年提供生活热水、灰尘吸附、空气灭菌净化甚至恒温恒湿，泳池加热等诸元的合理的科学的整体解决方案。 运用热泵、太阳能、地暖、自动控制等方式有机结合，可 做到使业主能拥有自动运行的低能耗、高品质的生活空间。 特为大中型建筑物（特别是酒店服务业）中央空调系统的设计的热源塔冷（热）源热泵，具有明显的初投 资低、节能和性能稳定优势。热源塔热泵夏季制冷具有比冷却塔更好的冷却效果，较低的风速令人满意的降低了噪音； 冬季热源塔由于采用了宽带小温差传热设计，吸取低品位热源能力比窄带空气源热泵换热器结霜温度下降了 5 6 ，减少了 85%的结霜机率。在环境负温度运行期间，设计有喷淋防霜系统以及旋流汽液分离消噪系统，有效地控制了对环境的 污染。 热水工程的节能比较 14 高效节能环保 热泵太阳能热水工程系统 热水量为 30 吨 /天方案 各种制热设备性价比较 注：制热工作状况为：环境 温度 20 ，进水温度 15 ，出水温度 55 以上。 加热方式 电热水器 燃油锅炉 燃气锅炉 太