太阳能热水器培训资料(第五-七章)

太阳能热水器培训资料珠海兴业新能源科技有限公司

ChinaSingyesSolarTechnologiesHoldingLimited2021年5月内容总体引见五、太阳能热水系统设计知识六、太阳能热水器的安装施工七、太阳能热水系统的节能效益分析方法第五章太阳能热水系统设计知识5.1系统设计5.2系统设计分析5.2.1需热水量的计算5.2.2水箱容积的选择5.2.3集热面积确实定5.2.4集热器的衔接方式5.2.5空气源热泵的选择5.2.6系统水泵的选型5.2.7系统管路保温5.2.8电磁阀的选择5.2.9热水系统系统防雷设计5.1系统设计以平板式太阳能集热强迫循环系统为例整个电控制系统组成：水箱缺水维护、水箱满水维护、太阳能循环泵控制、辅助加热控制系统、自动进水控制、出热水控制系统任务及控制原理1、定温上水：当集热器出水口水温T1到达设定值时，F1供水电磁阀翻开，系统自动将热水压入集热水箱1中，当T1降至低于设定值5°C时，F1封锁，系统进入集热形状，定温上水功能可使系一致天中尽能够早地运用太阳能产生热水。2、温差循环：当集热器不断产生热水使集热水箱到达最高水位h1后，F1不再开启，系统自动比较集热器出水口水温T1与集热水箱中水温T2，当T1高于T2到达设定温差5°C时，集热循环泵自动开启进展温差循环，当T1与T2温差小于1°C时，循环泵S2停顿运转。3、快速补水：假设用水量较大集热器产水量不能满足要求，集热水箱水位不断下降至最低警戒水位h3时，供水电磁阀F1翻开，系统快速补水，防止系统断水，当水箱水位上升至水位h2时，供水电磁阀F1封锁，系统再次进展定温上水过程。假设在规定时间内水箱的水量没有到达满水水位时，快速补水至规定最高水位，满水维护断开电磁阀停顿补水。系统任务及控制原理4、自动辅助加热：当水由集热水箱供应用户水温较高，水箱温度高于用户用水设定值时，热水用集热水箱流经电加热器供应各用户，空气源热泵不任务；当低温或延续阴雨天气情况下，水箱水温低系统设定热水温度时，在设定启动辅助加热时段内，空气源热泵系统自动启动进展加热至系统设置温度时，停顿加热。5、集热水箱间温差循环：集热水箱间循环泵，集热水箱1中水温T2与集热水箱2中水温T4温差大于5°C时，循环泵S3自动启动，进展温差循环，当两水箱间温差低于1°C时，停顿循环。6、自动控制：系统设集中控制器，对以上所述各种任务过程进展检测和控制，各温度设定值可根据不同运用要求和季节变换进展现场调整，系统运转参数均可显示。5.2系统设计分析5.2.1需热水量的计算整个系统最多用水量：V=qr.n式中：qr——热水用水量定额，Ln——用水人数例：某建筑200人用水，每个人的用水量定额为50L/人，那么总需热水量为10吨。5.2系统设计分析5.2.2水箱容积的选择 由于热水总用水量曾经确定，为保证用户有足够热水用，保温水箱总容积应至少等于求得需求热水量。除些之外，假设水箱过大，可以按适宜的比例分成两个水箱。此外还要思索施工场地的限制，根据现场空间来选择水箱的选择问题。这样可以充分利用空间，节约投入本钱，方便安装与维护，也能更快的产生热水供用户运用。如，热水需求量为10吨，那么可以选择两个容积为5m3的保温水箱。水箱的材质如今多项选择为：内胆304/2B不锈钢，中间50mm厚聚氨脂发泡，外表包不锈钢或铝，保温效果好。其中外包不锈钢比包铝效果好。5.2系统设计分析5.2.3集热面积确实定式中，Ac——直接系统集热器采光面积，m2；Qw——日用水量，kg；Cw——水的比热容，kJ/〔kg·°C〕；tend——储水箱内水的终止温度，°C；ti——水的初始温度，°C；JT——当地春分或秋分所在月集热器受热面上日均辐照，kJ/m2；ƒ——太阳能保证率，无因次；η——集热器全日集热效率，国标阅历值0.45～0.6；ηL——管路及储水箱热损失率，无量纲，国标阅历值取0.2-0.25。5.2系统设计分析5.2.4集热器的衔接方式工程中运用的太阳集热器数量普通很多，普通假设干集热器先衔接一个集热器组，集热器组之间再经过一定的方式衔接成一个集热器系统。如何衔接太阳集热器对太阳能集热系统的防冻排空，水力平衡和减少阻力都起着重要作用。普通来说，集热器衔接成集热器组的方式有三种：串联，并联和串并联，串并联也称之混联。对于自然循环的太阳能热水系统，集热器不能串联，否那么因循环流动阻力大，系统难以循环，只能采用并联方式，且每个集热器组集热器数目不宜超越16个或总面积不宜超越32。对于非自然循环系统，集热器可采用串并联或并联方式衔接，但普通情况下，引荐运用并联的方式衔接，采用串并联衔接时，串联的集热器也不宜超越三个。5.2系统设计分析5.2系统设计分析5.2系统设计分析5.2.5空气源热泵的选择组成空气源热泵的四个主要部件：冷凝器、蒸发器、紧缩机、节流机构〔膨胀阀〕。其制热的原理为：利用沸点很低的冷媒〔普通为R22〕，在由上述四个主要部件组成的系统中不断循环，经过冷媒的反复相变来从实现的。其在蒸发器内蒸发吸收空气中的热量；经紧缩机紧缩成高压高温气体；然后在冷凝器内冷凝放热，将热量传给水；冷凝后的液体流经节流机构变成低温低压气体，再回到蒸发器。这样反复进展此过程，不断的吸收大气中的热量，不断传送热量给水箱中的水。其是耗费少量的电能，获得热量。热泵选择除看品牌外，还要看几个参数：功率、制热量、产热水量制热量要大于整个建筑一天用热水的热水从根底温度升至设定温需求的热量。最大产热水量要大于总需求热水量，且所产热水的温度范围也要满足用户要求。5.2系统设计分析例：一建筑现需求热水量为20吨，产出20吨热水需求的热量为2.508x106kJ。现选择空气源热泵如下：根据产热水的要求，热泵选型：长菱CL-H-120K〔10匹〕2台额定制热量：36kw/h额定产水量：780L/h额定总制热量：Q=36x2x14=1008kwh=3.628x106kJ>2.508x106kJ额定总产热水量：V=780x2x14=21840L>20000L其中按每天热泵任务14h验证。此任务时间须在其允许的任务时间范围内。5.2系统设计分析5.2.6系统水泵的选型水泵是系统中的主要升压设备。选择水泵应以节能为原那么，使水泵在系统中大部分时间坚持高效运转。选用离心式恒速水泵即可坚持高效运转。热水系统中普通采用离心式水泵，它具有构造简单、体积小、效率高、流量和扬程在一定范围内可以调整等优点。太阳能热水系统中选择水泵时遵照的原那么：1在太阳能热水系统中，所选水泵要满足扬程和流量要求的条件，此外应选择功率较小的泵。2在强迫循环系统中，水温≥50°C时宜选用耐热泵。3泵与传热工质应有很的相容性。水泵的流量、扬程应根据给水系统所需的流量、压力确定。由流量、扬程查水泵性能即可确定其型号。5.2系统设计分析5.2.7系统管路保温目的：暴露在大气中的热水管道，存在大量的散热损失，为了节约能量，减少系统的热损失，必需对管道进展保温资料：热水系统管路保温普通选用EPS聚苯乙烯泡沫塑料定型套管外包铝此种资料以聚苯乙烯为主要原料，经发泡剂发泡而成的一种内部有数密封微孔的资料。在选用不同的保温资料的时候，应该做到既满足系统的运用要求，又尽能够地节约资料，降低本钱。5.2系统设计分析5.2.8电磁阀的选择 电磁阀选型首先应该依次遵照平安性、可靠性、适用性、经济性四大原那么，其次是根据六个方面的现场工况〔即管道参数、流体参数、压力参数、电气参数、动作方式、特殊要求〕进展选择。选型根据:1〕根据管道参数选择电磁阀的通径规格〔即DN〕、接口方式2〕根据流体参数选择电磁阀的材质、温度组3〕根据压力参数选择电磁阀的原理和构造种类4〕电气选择5.2系统设计分析5.2.9热水系统系统防雷设计防雷措施：①避雷针高度应按照其要维护范围来确定。②避雷针固定与焊接要竖直、结实，焊接处采取先刷防腐漆二道，然后刷银粉漆处置。③太阳能热水器支架、水箱等金属部件必需有可靠的金属衔接，并且每台〔每组〕热水器有两处与大楼顶部的避雷带进展可靠焊接，避雷针与避雷带进展可靠焊接。④圆钢与圆钢的焊接要采用双边焊，焊接长度大于圆钢直径的6倍，扁钢与扁钢的焊接要采用全边焊，焊接长度大于扁钢宽度的2倍，焊接处采取先刷防腐漆二道，然后刷银粉漆处置。第六章太阳能热水器的安装施工6.1太阳能平板集热系统工程主要任务内容6.2主要施工流程6.3公司已完成的工程工程6.1太阳能平板集热系统工程主要任务内容太阳能平板集热系统的施工工法，是目前我国太阳能平板集热系统的最成熟施工方法，由于在太阳能集热系统构造中，构造简单，易于操作，质量、平安有保证等特点，特别适宜太阳能平板集热系统的施工。主要构造方式： 太阳能板块阵列，中央控制系统，水循环系统，用户系统6.2主要施工流程场地选择按场地现场测出处太阳角和方位铺筑太阳能热水器支架安装太阳能热水器接循环水管-安装水循环系统的主水箱安装控制系统检查水路检查水温做最后的保温安装开工6.3公司已完成的工程工程广州番禺广州颐和第七章太阳能热水系统的节能效益分析方法7.1太阳能热水系统的年节能量预评价7.3太阳能热水系统添加投资回收期的预评价7.2太阳能热水系统的节能费用评价7.4太阳能热水系统环保效益的评价太阳能热水系统节能效益分析评定目的包括：太阳能热水系统的年节能量；太阳能热水系统的节能费用---简单的节能费用和在寿命内的总节省费用；太阳能热水系统添加的初投资回收年限〔增投资回收期〕---静态回收期和动态回收期；太阳能热水系统的环保效益--二氧化碳减排量等。7.1太阳能热水系统的年节能量预评价1〕直接系统的年节能量：ΔQsave=AcJT(1-ηc〕ηcd式中：ΔQsave----太阳能热水系统的节能量，MJ；Ac----直接系统的太阳能集热器面积，m2；JT----太阳能集热器的年平均极热效率；Ηc----管路和水箱的热损失。2〕间接系统的年节能量：ΔQsave=AinJT(1-ηc〕ηcd式中：Ain----间接系统的太阳能集热器面积，m27.2太阳能热水系统的节能费用评价1〕简单的年节能费用--用于静态回收期计算：Wj=CcΔQsave式中：Wj----太阳能热水系统的简单年节能费用，元；Cc----系统设计当年的常规能源热价，元/MJ；ΔQsave----太阳能热水系统的年节能量，MJ。2〕寿命内的总节省费用--用于动态回收期的计算：SAV=PI(ΔQsaveCc-AdDJ)-Ad式中：SAV----系统寿命期内总节省费用，元；PI----折现系数；CC----系统评价当年的常规能源热价，元/MJ；Ad----太阳热水系统总投资，元；DJ----每年用于与太阳能热水系统有关的维修费用占总增投资的百分率，普通取1%。7.2太阳能热水系统的节能费用评价11+enPI=------[1-〔---------〕](d≠e)d-e1+e式中：d----年市场折现率，可取银行贷款利率；e----年燃料价钱上涨率；n----经济分析年限，此处为系统寿命从系统开场运转算起，集热系统寿命普通为10-15年。nPI=-----〔d=e)1+dCC=CC'〔qEff)式中:CC’----系统评价当年的常规能源价钱，元/kgQ------常规能源的热值，MJ/kgqEff-----常规能源水加热安装的效率，%7.3太阳能热水系统添加投资回收期的预评价投资的回收期有两种算法：一种是静态回收期计算法；一种是动态的回收期的算法。两种算法的差别在于静态回收期没有思索资金折现系数的影响，计算简便；动态回收年限思索了折现系数的影响，更加准确。1〕静态回收期的计算方法：静态回收期计算不思索银行贷款利率、常规能源上涨等影响要素，常用于概念设计阶段，可以迅速了解太阳能集热系统添加投资的大约回收期。静态投资回收期可用以下公式计算：Yt＝WZ/Wj式中:Yt----太阳能热水系统的简单投资回收期；WZ----太阳能热水系统与常规热水系统相比添加的初投资；Wj----太阳能热水系统的简单年节能费用。7.3太阳能热水系统添加投资回收期的预评价2〕动态回收期计算法：当太阳能热水系统运转n年后节省的总资金与系统的添加初投资相等时，式〔8-9〕成立，即SAV＝0。那么此时的总累积年份n定义为系统的动态回收期Ne。

ln[1-PI(d-e)]Ne＝----------------〔d≠e)