太阳能热水系统建设分析报告文案

太阳能热水系统建设分析目录：前言： 第一部分真空管、热泵及电加热性能 1、真空管性能国家标准 2、地区太阳能资源与全玻璃真空管产水量 3、现有真空管热水生产能力 4、热泵性能参数 5、 热泵能效比（Cop）测算 6、 电加热性能 7、 某9栋与某某19栋系统分析 第二部分真空管、热泵系统配比测算 第三部分系统设计 1、真空管安装 2、真空管配置 3、 热泵配置 4、 电加热配置 5、 管路安装 6、 循环系统 7、控制系统 8、上水系统 9、回水系统 10、施工质量 11、客户服务 、八、亠前言：太阳能热水系统我公司采用的是真空管+热泵的模式，加以电加热辅助，电加热不启动的时候系统总负荷等于真空管和热泵负荷之和，由于真空管性能关键参数有效得热率（nd）和热泵性能关键参数能效比（Cop）均未实测有准确数据，故两者性能有此消彼长的关系，两个关键参数单凭计算无法得出准确值。文中所有对比均设定真空管有效得热率nd=45%热泵能效比（Cop）与季节（即气温和湿度）和出水温度有密切关系，与气温成正比，即气温越低，Cop值越低；与出水温度成反比，即出水温度越高，Cop值越低。文中设定11-4月Cop=1.43,即节约电量30%其他月份为Cop=2即节约电量1/2。文中所有测算使用参数表参数取值备注水的定压比热容4.186KJ/Kg.°C表示1kg水升温1度所需要热量为4.186KJ电的当量热值3600KJ/KW.h表示1度电产生的热量是3600KJ有效得热率（nd）41%-60%文中取45%表示真空管吸收的太阳辐射的比例， 41%为国标。目前国镀膜主要为渐变膜，干涉镀膜性能更好，但最高也只能达到 60%管路热损耗率（U）25%国标要求20%-30%管路及水箱热损率电损耗率（U2）5%表示电与热转化过程中的损耗率热泵能效比（Cop）1-4，文中取1.43表示热泵输入功率与制热量的比例关系，即节电效率气象资料平均辐射量、气温、日照时间等数据均引自市气象局平均辐射量（H）5225兆焦耳/就.年太阳水平照射的辐射量预定出水温度（T）42度某9栋合同，预定热水温度热水产量（M80kg/m21m真空管的热水产量标准集热面积（AC）10吨/天热水规模取125m‘真空管集热面积热泵功率（3）4.5KW=5P热泵额定输入功率热泵工作时间（hi）0-24小时热泵一天之中的工作时间围电加热工作时间（h2）0-24小时电加热一天之中的工作时间围真空管投资成本6771.9元/吨某9栋，不包含储水箱和送水管路成本热泵投资成本3400.4元/吨不包含储水箱和送水管路成本电费0.68元/度居民用电文中能量平衡等式系统总有效负荷二真空管负荷+热泵负荷+（电加热负荷），在电加热不启动的时候，平衡等式为：系统总负荷 二真空管负荷+热泵负荷（3600*U（3600*U2*h2）其中真空管有效负荷为：热泵有效负荷为：3电加热有效负荷为：H*nd*Ui*Ac*Cop*3600*U2*h3600*U2*h2具体公式为：M*4.186*△T=H*nd*U/Ac+co*Cop*3600*U2*h1+文中参考文献GB/T50364-2005《民用建筑太阳能热水系统应用技术规》GB/T18708-2002 《家用太阳能热水系统性能试验方法》GB/T17581-2007 《真空管型太阳能集热器》GB/T17409-1997 《全玻璃真空太阳能集热管》GB/T19141-2003《家用太阳能热水系统技术条件》第一部分真空管、热泵及电加热性能1、真空管性能国家标准全玻璃真空管指标GB/T17409-1997/《全玻璃太阳能真空管》玻璃材料3.3硼硅玻璃太阳投射比丫Y>0.89（太阳光入射于地表之平均照度 AM1.5）太阳选择性吸收涂层的太阳吸收比aa>0.86（太阳光入射于地表之平均照度 AM1.5）太阳选择性吸收涂层的半球发射比£0.09(80C±5C)日有用得热率（分离式）nd:nd>45%（辐射总量17MJ/怦时，出水温度》45C，有效得热》7.0MJ/m2）空晒性能参数YY>175m.C/KW闷晒太阳曝辐量HHW3.8MJ/m平均热损系数UltUltW0.90W/m.C真空夹层气体压强p2pW5X10-Pa耐热冲击25C以下冷水与90C以上热水反复冲击三次不坏耐压承受0.6MPa压力外观与尺寸弯曲度不大于0.3%

2、地区太阳能资源与全玻璃真空管产水量1数1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月理论值以综合楼为例，供应热水10吨/天，设定出水温度42度月天数312831303130313130313031月均值30.4气温常年值（°C/月）14.915.518.722.525.727.828.620.416.4月均值22.6预疋升温温差27.126.523.319.516.314.213.413.814.817.321.625.6月均值19.45日昭八、、常年值（小时/月）14598.2102.3109.8147174.2217.7187.2180.5200.7186181.3年合计（小时/年）1929.9太阳辐射量常年值（0.1344829883518398848874792569052085047493040423713年合计（兆焦耳/m2.年）5225

兆隹八、、耳/m2.月）实际热水用量（Kg/m‘.天）89.594.398.383.779.269.651.150.834.727.961.356.3月均值（吨/月）251.860%有效得热率产水量（Kg/m2.天）44.143.352.473.3104.0120.9147.3130.9122.298.867.150.3月均值（吨/月）446.955%有效得热率产水量（Kg/m2.天）40.439.748.067.295.3110.8135.0120.0112.090.661.546.1月均值（吨/月）409.650%有36.836.143.661.186.6100.8122.7109.1101.882.455.941.9月均值（吨372.4效得热率产水量(Kg/m2.天)/月)45%有效得热率产水量(Kg/m‘.天)33.132.539.355.078.090.7110.498.291.674.150.337.7月均值(吨/月)335.241%有效得热率产水量(Kg/m2.天)30.129.635.850.171.082.6100.689.483.567.545.834.4月均值(吨/月)305.4结论根据地区太阳的辐射量，预定岀水温度 42度，则一年之中，根据真空管的有效得热率，至少有 11-4月不能达到80Kg/m.天的产量注：表中所有气象资料均来自气象局(.121..Cn),全玻璃真空管分离式有效得热率按照GB/T19141-2003《家用太阳能热水系统技术条件》标准为nd>41%

3、现有真空管热水生产能力我公司太阳能热水系统采用的是温差强制与自动补水模式，因此，每天的真空管产水量基本上是一定的，但是出水温度则根据天气状况变化。真空管各月平均出水温度如下图所示：月份参数\1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月理论值以综合楼为例，供应热水10吨/天月天月均值数31283130313031313031303130.4气温常年值14.915.518.722.525.727.828.620.416.4月均值22.6「C/月）预定出水424242424242424242424242月均值19.45温度日照常年年合计值00.181.1929.（小时/14598.238147272571863（小时/年）9月）太阳辐射量常年值年合计(0.(0.11兆344829883518398848874792569052085047493040423713兆焦耳52251焦耳/就./平年）方米.月）实际热水月均值用量347.330.381.314.307.218.(吨/251.8000000000000(吨/月）月）60%有效6.38.32.月均41.8889493388155值（度

得热率岀水温度（度）/月）55%有效得热率岀月均4.37.31.值（度40.2水温667915299302度/月）（度）50%有效得热率岀月均2.35.29.值（度38.6水温444447200558度/月）（度）45%有效得热率岀月均7.0水温值（度131969112705度/月）（度）41%有效得热率岀月均9.32.27.值（度35.7水温131725566384度/月）（度）根据地区太阳的辐射量，预定岀水温度42度，在产水量一定的情况下，根据真空管有效得热率至少11-4结论月温度不能达到要求，需要辅助加热

4、热泵性能参数热泵是根据逆卡诺循环工作的，影响其性能的关键因素有压缩机的功能和系统各部件（集热器、换热器、压缩机、节流器、膨胀阀、循环水泵等之间）的配合度。热泵性能指标参数额定输入功率5P,4.5KW10P，9KW最大制热量5P,13.5KW10P,27KW能效比Cop冬季1.5，夏季3最大岀水温度55度冷媒环保工质，如R410A或R417C或R134A接地要求<10Q系统匹配性寿命8年以上5、热泵能效比（Cop）测算真空管有效得热率nd热泵能效比Cop（11-4月，冬季）热泵输入功率制热量备注41%1.674.5KW7.52KW节约40%电量45%1.434.5KW6.44KW节约30%电量50%1.254.5KW5.63KW节约20%电量55%1.114.5KW5.00KW节约10%电量结论在系统总需求负荷一定的情况下， nd与Cop成反比关系，文中所有测算取 nd=45%则冬季Cop=1.436、电加热性能电加热是直接把电能转化为热量加热，在各种加热方式中是最耗能的能耗比较热泵电加热参数设定2台5P,Cop=1.43，电损耗率5%损耗率5%10吨水升温30度成本256.8度电367.2度7、某9栋与某某19栋系统分析某9栋与某某19栋系统示意图见附件。某9栋系统特点主要是防止了空晒，循环系统良好，真空管安装符合原理，缺陷是由于采取的是温差强制循环，因此如果循环泵故障则系统不会循环。某某19栋系统特点是增加了上水箱，如循环泵故障则仍可维持一定循环，但同时也增加了循环耗电，同时真空管安装方式不尽合理，未最大限度利用太阳能。

&热水消费分布根据水箱水位的变化分析，目前用户用水时间段主要集中在早上8-10点和晚上6-10点，两个时段的用水比例均大致为1：5,因此晚上是用水高锋时段。根据实际水位变化情况和实际用水量分析，综合楼水位不应进行控制，而某在阴雨天则可以将最大水位控制在80%以减少系统能耗，同时也满足了用户需求。由于某某用水量偏小，约为4.5吨/天，水位变化不大，其水位基本都是100%可对热泵进行控制。参数项目地址日平均用水量日用水量平均分布区间100%水位容量最低水位早上9占平八、、 1均水位下午4:30半平均水位早上平均用水量及比例晚上平均用水量及比例早上和晚上用水量比例阴天最高水位控制综合楼10.5吨6-15吨10吨30%30%100%2吨，20.0%8.5吨，85.0%约1：5100%（可用水位70%某（左5个水箱、右4个水箱）28.5吨17-3744吨30%左60%，右30%100%5吨，11.4%23.5 吨（左：9.8右13.7），53.4%约1：580%可用水位50%某某19栋4.5吨1-6约12吨水位基本维持在100%对热泵进行控制备注某某中间一个水箱已经成为上水箱，热水不进入，加上小水箱，故其最大热水容量约为 12吨，故由于综合楼用水量超过设计能力，因此即使水位 100%晚上也可能不能满足用户需求，需要热泵辅助；某80%水位基本能满足用户需求，不足由热泵辅助第二部分真空管、热泵系统配比测算真空管与热泵的配比的效益分析是通过真空管配置增减导致的投资成本的增减与相应的热泵耗电增减的差值来比较的。经过计算对比，在目前真空管有效得热率和热泵能效比的情况下，真空管的配置比例为80%热泵100%是比较合算的，一是成本有一定下降幅度，二是真空管出水温度会适当降低一些， 尤其在夏季，水温的降低对于热水的消费量有一定的促进作用，三是避免了真空管热水温度过高造成水垢产生，四是热泵能满足全阴天的热水供应，五是全年恶劣天气并不多，热泵无需增加配置， 在极端恶劣天气下，使用电加热辅助即可。测算结构见下表，具体测算数据见附件热泵配置比例%60%70%80%90%100110%120%

%39800.529850.419900.39950.19950.119900.35年系统成本变化（元）（含本息）JJ0.0TT5年系统电费变化（元）61299.353508.118485.69242.80%6363.614559.8TTTTJJ5年系统成本变化比例%19.91%f21.91%f1.31%J0.65%J0%3.32%T4.94%T真空管配置比例与系统成本变化示意图 系统成本变化 T—真空管配置比例第三部分系统设计1、真空管安装系统的支架的底座应穿“鞋”以增加稳定程度，支架原则上应使用镀锌角铁，加强防锈能力。真空管安装的方法应该是遵循东西向安装在连接器上，开口处略向上倾斜，以防止系统停水或不循环造成空晒；真空管以 1-2平方米为一组，即12-24支左右为宜，两支真空管之间中心距为70-80伽为宜，管组朝向南方，倾斜度约为32度（土3度）偏西10度（纬度为22°33',以冬半季为主），密封硅胶圈应与真空管完全吻合，防尘圈应大小合适。2、真空管配置真空管的性能与用材、镀膜工艺、真空度、倾斜角度等都有密切关系，材料越合适，镀膜越精细，真空度越高，倾斜度合适都将提高真空管的吸热效率和寿命。水在超过70度以上即容易形成水垢，水垢附在真空管壁，会降低真空管的吸热效率，根据统计，08年6月出现单天温度70度左右的记录，因此，真空管的配置比例不宜超过100%以防止夏季高温强天气气温过高产生水垢； 同时根据夏季消费比例看，由于水温过高导致消费比例下降，因此真空管的配置比例以80%左右为宜，即降低成本，适当降低夏季热水温度，也提高热水消费率，冬季水温不足由热泵补足即可。3、热泵配置根据气象局统计，由于地区雨天平均达到 146天，全阴雨天也达到80天以上，因此热泵的配置比例原则上不能低于 100%但是，根据热泵运行统计分析，热泵的Cop值冬季仅为1.11-1.67之间，节约电量约为10%-40%之间，节电效果并不显著，加上热泵运行以来，先后出现继电器烧坏，异常工作等故障，热泵各部件之间的匹配性和寿命并不容乐观。由下表可以看出，在全阴天，由于Cop值并不理想，如果气温过低，热泵即使配置100%也很难达到想要的温度，但全年来看基本能满足阴天所需要水温。真空管有效得热nd热泵能效比Cop（11-4月）预定出水温度最低平均气温（1月）全阴天热泵工作时间（小时）全年平均气温全阴天热泵工作时间（小时）41%1.674214.922.022.615.845%1.434214.925.822.618.550%1.254214.929.522.621.155%1.114214.933.222.623.4备注设定热水供应10吨/天，配置2台4.5KW（5P）热泵4、电加热配置前已表述，在全阴低温天气，即使热泵全天运行仍很难达到设定温度，必须要电加热辅助。由下表可以看出，结合目前热泵的能效比率，电加热辅助系统配置比例在20%-30%卩可，即10吨/天的热水供应规模配置3-4KW电加热即可。真空管有效得热nd热泵能效比Cop（11-4月）预定岀水温度最低平均气温（1月）全阴天热泵工作时间（小时）电加热总能耗（Kvy电加热配置规格电加热配置比例41%1.674214.922.000045%1.434214.925.822.80.95KW7%50%1.254214.929.561.