(很重要)大型住宅小区太阳能热水工程项目要点

大型住宅小区太阳能热水工程项目大型住宅小区太阳能热水工程项目可行性研究报告项目名称（该领 域：新能源、环保与节能申报单位：高毛红(山东桑乐太阳能有限公司，山东省能源研究）申报时间：2005。7一、立项的背景和意义:面对能源危机和环境问题,国家对可再生能源的利用高度重届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议于２００５年２中，国家鼓舞单位和个人安装和使用太阳能热水系统,国家设立和示范工程。约了国民经济的进展。建筑节能意义重大，其中炊事、热水占有相当比例。该申请项目的示范项目选在威海“五洲·太阳城"住90万m275600削减环境污染、保持建筑原型设计的三项完美结合效果.可对大面积住宅小区的太阳能热水工程提供很好的示范作用,该项目规模和设计内容属国内首创。二、检索查新结论：暂未进行正式查新。依平日工作需要时的搜索情况看,暂无发觉国内外有如此规模的住宅区集中供热水采纳太阳能热水工程。三、国内外研究综述：2003年底统计，国内太阳能热水器年产1200m25000m225器的生产能力和保有量都已居世界第一。世界上太阳能热利用推广较好、技术成熟的地方是在欧洲。截止2001年底,全欧洲太阳能热水器累积安装使用量大约为1000万m22001120万m2形成了大约1520％左右。太阳能热水系统的类型，国内外可大致分成两类：一类应用于单个家庭,一类应用于家庭以外且用水量较大的用户,国内标准就是将600工作原理，不同的控制操作方式，应运而生.而且根本上是围绕着：①中小规模（几十吨水左右）;②用水集中（客房、浴室)；（单套系统）进行设计和施工。由于水平凹凸不等，热水工程还在起步阶段,有待解决和研究的问题许多,主要是以下几个方面：1由于全玻璃真空管的光热性能和绝热防冻性能良好,可全年使用。所以近年来国内大部分太阳热水工程主要采纳全玻璃真空管集热器.又出于成本考虑,系统的工作原理又都采纳开放循环式，真空管内充满循环水.由此造成真空管有一支破裂，系统将不能正常运行的结果.尤其是大规模太阳热器是首要的关键问题之一。2。太阳热水系统的运行设计：太阳能属低品质能源，存在内依据国标少，参照国标多.所以常常是设计无依据，技术不规正常运行而失败。3.太阳热水系统的管路匹配：随着太阳热水工程越做越大,第二部分是供热水管路。第一部分中的管路无国标可依,一般是标准低于国标，主要原因基于两点:一是过去通用的热水供应是依靠锅炉产生的，而锅炉是在地面，管路也是由下而上设计,国大,能正常使用才是目的，而且随着恒压变频泵的使用，利用稳定的供水压力一样能满足全负荷运行。运行效率并不高.目前，由于太阳热水工程的规模不大，所以输送管线不长，都是近距离输送。4、太阳热水系统主要设备的选材和控制电器的选用：住宅建50工程自然是运行寿命越长,节能价值越高.在家庭电器中应该说太阳热水系统的运行环境最为恶劣,一方面，系统的主要部分安装在室外,要经受外部自然环境的考验,酷暑严寒,风霜雨雪.另一方面,要经受内部水质条件的考验，水温过高后产生的水垢对实质是电器设备的产品质量。5.太阳热水系统的控制：目前国内的太阳热水工程的运行控制，根本是单元工程控制，为了实现全天候提供热水,一般利用单片机嵌入式系统和继电器控制系统对工程运行和供水进行控控制模式死板,系统在太阳辐照变化不定、又要随时满足热水供应的要求下，系统不能自动调整到最佳运行状态。和优化.系统运行经过中，设计者和使用者对系统性能和效果没统不能自动检测和运算出系统的得热量（新国家标准要求）.所以现有的工程存在如下问题:系统的可靠性和抗干扰性稍差,而且与其他控制模块没有标准的接口，系统扩展能力差.③、在系统热性能方面，虽然国标规定了日有用得热量和平均热损系数两个重要性能指标,但目前的系统测试都格外复杂,系统很难进行测试。在欧洲,大部分经过测量格外设计的储水箱9程检测，国内还是空白。四、主要研究内容：1、集热器的优化和选型：压力下循环运行时，常规全玻璃真空管集热器很难正常工作,虽ISFH的安装方式。经过国内几个小型工程的运行测试,效果很好。该申请项目将首次大规模使用该种集热器.150每日总量840吨，按山东地区太阳热水工程的采光面积常规设更需要可靠的安装和运行。2、实现大规模太阳热水工程的运行优化:杂，将会对系统的可靠性、操作性带来困难,这不是能够推广的控制系统。情况出现时，这套智能控制系统才经经过序自动进入适应状态，变化运行.经过该项目将验证这套智能控制系统在大规模工程中的运行性能。3、对大规模太阳热水系统输送管道的设计和优化：解决大规模太阳热水系统热水输送管道设计问题.在对住宅统热水输送管道的热损对太阳能系统的损失比例和影响程度。4、配套设备的优化:①、解决大型太阳能系统电气设备性价比的采购.及运行耗能量的性价比。②、解决大系统的水垢处理设备的设计及清理问题.③、解决大系统的抗风、防雷问题。5、提升大规模太阳热水系统的控制水平.主要研究内容：1、整个系统监控点的合理设计。2、运行性能参数采集点的设计和实验测试。3、变频供水系统。4、传感及控制系统.5、远程监控系统。本项目将在我们已有的大面积太阳热水工程控制技术的基础远程监控技术，针对以往工程的缺陷进行研究.五、主要创新点、先进性:1、首创大面积住宅小区太阳能集中供热水工程（902）。2、首创太阳热水工程经过长距离管道输送热水。3、首创大规模太阳热水工程智能化全自动运行,实现远程监控、微机管理。控制系统项目创新点：应能力。PLC摸屏人机界面对系统进行控制,系统可靠性高、抗干扰能力强，触摸屏人机界面友好，可操作性强.通信，经过远程工业控制计算机对系统进行情况远程监控,能够全国的大面积太阳能供热水系统的运行情况,进行在线调试、数据采集和故障处理等。④、系统本身能够进行自我测试和自我优化.远程工控计算机监控现场运行情况并存储信息,经过复杂数据可得出整个系统直观的得热量、平均热损系数等性能曲线,利用存储的运行信息可实时调整系统参数，进行优化控制，使系统达到最佳运行效果。（首家达到国标要求）。517MJ/m275MJ/m290W/（m3K)。6、实现大规模太阳热水工程的经济效益和社会效益指标：三年六、现有基础、研究方式和技术路线：1、依托单位山东省能源研究所（山东桑乐太阳能有限公司）是山东太阳80（公司）以来至今建造的工程类型十几种。发的优秀节能产品推举证书.1994热水器配套控制仪表;96年首创“分体外插式辅助电加热器”，使太阳能热水器实现了全天候使用；96能热水器实现了全天候全自动;98大面积太阳能供热水系统，使系统实现了全自动；2000的智能王，使太阳能热水器实现了智能化；2004王，使太阳能热水器进入了数字化时代.本单位在太阳能热利用和控制方面已形成技术和产品优势,在该产业领域名列全国前三20m21。4亿元。2、现有研究基础、特色和优势现阶段已达到的主要技术指标：该项目集热器采纳全玻璃真空管集热器或U控制系统采纳PLC台阶。本项目属于产学研合作项目.我们致力于太阳能热利用及其71雄厚。10000120001000国、南非等地.制和产业化提供了必要的条件,保证了项目的顺利实施。3、研究方案、技术路线、组织方式与课题分解助加热系统、传感系统、PLC可编程控制系统、人机界面触摸屏和1的工作原理和控制要点作介绍：1工作原理:U型真空管集热器吸热后使其联管内水温升高，当达到设定1当定温点水温降低后，电磁阀自动关闭,当光照继续加热集热器1冲式送水,假若集热器和水箱匹配，光照结束后，水箱内充满所要热水。假若水箱提前充满（有剩余热水)，系统自动进入温差（预定天然气锅炉）在太阳能量不足时工作，作为太阳能的补充,同样实行定温直流方式，系统全自动运行.有情况变化，电脑芯片的程序也水与蓄热水箱之间定温循环，实现出水即热.PLC统利用传感系统采集现场数据,并对数据进行分析和处理，触摸的工作，使整个系统可靠运转.PLC监控.①、集热器系统采纳U作，太阳能集热器阵列采纳集热器模块化组合。UU金属管，在U翅片，进行热量传导.此集热器为我公司研制的新型产品,除具全玻璃真空管集热器的优点外，集热器可在承压下运行，更适宜ISFH②、变频控制供水系统水水压恒定，而且实现出水即热.原理如下：不足的缺陷.为实现供水出水即热,避开管道冷水的影响，在供水管路放打开电磁阀，这样远程压力表、变频热水循环泵和蓄热水箱组温度高于系统设定温度时电磁阀关闭循环停止，这样实现了整个系统供水的出水即热.2③、传感系统情况进行检测，为了对系统自身进行自我测试和自我优化，在系统集热器周围安装了太阳辐射仪,太阳辐射仪能够对太阳能辐射能量进行检测，能够与系统的运行情况形成对比表，测试整个系统的运行效果和热性能。PLC行.（1量和温差双重控制循环泵，提升系统热性能。太阳能辐射能量经过太阳辐照仪检测,当单位太阳能辐射能量达到肯定值时泵运行，低于肯定值时泵停止。T1T2，当T1—T2≥△T1T1-T2<△T2(2)蓄热水箱与电热水箱的循环控制和电热预约控制.系统依据此要求对系统进行模糊控制，当太阳能量不能满足使用要箱的水温T3，经过此温度控制蓄热水箱与电热水箱的循环。T3≥TP

〈TP

助加热运行.依次循环,直至达到使用要求。TP

为系统设定热水温度。(3）太阳能系统管道的防冻控制。在我国北方地区，在寒冷季节太阳能循环管道简单冻堵，系统采纳自限温电伴热带敷设预热管道或管道循环防止冻堵。系统检测管道最低温度T4，当T4<4℃时电伴热带或管道循环启动,当T4≥10℃时电伴热带或管道循环关闭,实现防冻的自动控制。触摸屏与PLC进行控制.触摸屏使人机界面更友好,操作更便利。④、远程监控系统远程监控系统的运行。通信方式分有线和无线两种方式:（1）有线通信方式，如下图所示：3通信方式为串行通信，通信接口为RS232RS232RS232样经过RS485,RS232与RS485(2)无线通信方式，如下图所示：4GPRSINTERNETADSLADSLINTERNET公网连接，采纳公网固定IP,监控点直接向中心发起连接，运行可靠稳定.监控中心对多个现场控制系统的监控。进行存储和处理。依据每日系统的产热水量能够计算出系统的日、月、年系统得热量和太阳辐射热量对比表，对系统热性能系统运行到最佳效果。远程监控可实目前单位总部监控室内监控全国的大面积太理等.七、该项目的经济效益和社会效益分析：1、节能效果：约多少标准煤为衡量依据：

＝Q365B／Hηηc s c 1 2式中：Gc

———太阳热水器年节省标准煤数量,㎏Q——-太阳热水器单位采光面积的日有用得热量，KJ/㎡sB——-全年的日照百分率，％（63％）H———标准煤的热值，29307。6KJ/㎏cη85％～90％）1η—--锅炉运行效率，％（55%～68％）2首先做出有关参数的选定：①、各种常规能源的低位发热值不同，计算中按有关资料的数据η

＝90％,电η＝80％，η＝70%，η

＝60％气 油 煤③、管道输送效率η1

90%考虑④、太阳能资源使用北京地区的数据。G

＝Q365B／Hc s

ηηc 1

计算的结果如下单位面积太阳热水器装置效率输送效率装置效率输送效率每㎡热水器能源种类低位发热值（％)(%）年节省能源电90903600KJ／KWh660KWh天然气809036006。5KJ／㎡74㎡液化气809043542.7KJ/㎏61㎏城市煤气809016747。2KJ/㎏160㎏200#重油709041900KJ/㎏73㎏100＃重油709040600KJ/㎏75㎏渣油709041800KJ/㎏73㎏0＃柴油709042900KJ/㎏71㎏石煤60905032KJ/㎏709㎏褐煤609011720KJ/㎏304㎏无烟煤609024420KJ/㎏146㎏烟煤6090烟煤609017690KJ/㎏201㎏沼气809017937KJ／㎡149㎡－5292（2004）06－0075－03电天然气气城市煤气200＃电天然气气城市煤气200＃100＃重油 重油渣油0＃石煤褐煤煤烟煤沼柴油97020001087800㎡8967002352吨1073吨1102吨1073吨1044吨10424462吨8吨2146吨2955吨21900度kg假若每度电按0。54元计算，全年可节省523万余元，假若天然气按每方2元计算，全年可节省217万余元.假若0＃柴油按每吨4000元计算，全年可节省4172、环保效果：太阳热水器的环境效益主要表目前它对环境污染物的减排

2

和粉尘的数量。CO2SO2粉尘CO2SO2粉尘0。720.020.2CO2SO2粉尘2127.659。1591CO2SO2粉尘212