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太阳能热水工程系统设计及施工

发表时间:2018-08-28 17:11 文章出处:东莞热水工程网

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  一、太阳能热水工程系统设计要求

  ㈠.系统产水量:系统设计春、秋晴好天气日产45℃以上洗浴热水10吨。

  ㈡.晴好天气以太阳能为主,阴雨天气或阳光不足时,利用电辅助加热。

  ㈢.洗浴方式:全天候24小时供水。

太阳能热水工程系统设计及施工

  二、太阳能热水工程系统设计依据

  ㈠.设计规范引用标准

  1.GB/T18713-2002《太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范》

  2.GB/T4272-1992《设备及管道保温技术通则》

  3.GB/T6424-1997《太阳能集热器技术条件》

  4.GB/T93-86《工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》

  ㈡.自然条件

  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16.2℃,太阳辐射量约为3200MJ(兆焦)/年m2,晴天平均日照时间为8.2小时。

  内蒙古地区太阳能月积累辐射量(单位:MJ/㎡)

  ㈢.太阳能真空集热管(器)热性能参数:

  太阳辐射吸收率≥93%,发射率≤6%,集热器效率≥53%

  ㈣.该单位应提供的基本条件

  1.楼顶可供采光面积:满足使用。

  2.水源:满足使用(压力不低于2.4Mpa)。

  3.电源:电负载容量不低于40kw。

  4.辅助热源:利用电辅助加热。

  三、太阳能热水系统设计理念

  ㈠.采用整合设计原则,从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。

  ㈡.力求使太阳能与常规能源最佳组合,充分利用太阳能,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。

  ㈢.系统设计的先进行、安全性、可靠性、耐久性等综合考虑。

  ㈣.较好的经济效益和社会效益,为客户在环保、节能、文明用水、洗浴档次等方面提供一套可靠的硬件设施。

  四、系统设计

  太阳能热水系统主要有集热器、储热水箱、辅助热源、循环管道、自动控制、五部分组成。

  ㈠.集热器

  1.热负荷: 需用热水量10000kg

  Q=10000kg×(45℃-15℃)×4.187=1256MJ

  2.集热面积:太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/m2。太阳能热水系统集热效率为56%,则集热面积为A=1256MJ/(17MJ/m2×53%)=139.4m2。为安装组合便利取24组,采光面积154㎡。

  3.集热器选型及铺设安装:

  ⑴.光源牌太阳能集热器技术参数:

  真空管规格:Ф47×1500mm

  每组集热器采光面积:6.4m2。

  单组真空管支数:56支

  单管额定产水量:8 kg/天

  每组额定产水量:448kg/天

  ⑵.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154m2。利用真空管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。

  ⑶.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。

  ㈡.储热水箱

  储热水箱1个,内胆尺寸为:3000㎜ ×2000㎜×1830㎜,水箱容量为10.08吨,放置在楼顶能承重的适合部位。内胆采用进口SUS304食品级不锈钢1.5mm板材,亚弧焊接而成,外皮为0.4mm彩钢板装饰,中间60mm聚氨酯发泡保温。

  ㈢. 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。

  ㈣ .管道循环系统

  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:50mm特制岩棉保温管,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。

  3.电磁阀:采用名牌产品。

  4.手动阀门:采用铜体闸阀。

  ㈤.自动控制系统

  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。

  五、太阳能热水系统工作原理及运行方式

  ㈠.太阳能热水系统工作原理:

  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。

  ㈡.太阳能热水系统运行方式

  1.定温进水:当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。

  2.温差循环:储水箱水满后,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。

  3.辅助加热:

  ⑴.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。

  ⑵.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。

  六、太阳能热水系统功能及特点

  ㈠.高效节能,成本低廉

  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。

  ㈡.安全可靠,没有危险

  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。

  ㈢.绿色环保,没有污染

  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。

  ㈣.控制先进,智能运行

  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。

  ㈤.整个集热系统安全可靠,使用寿命长,在正常情况下,使用寿命可达到15年以上。

  七、太阳能热水工程施工方案

  ㈠.不破坏建筑物的结构和承载能力。

  ㈡.不破坏楼顶面防水层和附属设施。

  ㈢.采取紧固措施,保证系统设备能经受大风力的负载。

  ㈣.集热器基础建在楼顶防水层5-10cm以上高度,为楼顶面日后维修提供便利。

  ㈤.集热器摆放面向正南方或偏西10度,安装斜角不大于36度。

  ㈥.电控系统的安全符合GB8877规定的要求。

  ㈦.电源线及信号线的安装符合GB50258规定的要求。

  ㈧.管道的坡向和坡度根据系统设计要求进行安装,DN32以上管道用法兰连接,DN32以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。

  ㈨.水泵的型号选择符合设计和合同的要求。

  ㈩.调试验收:整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。

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