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太陽能熱水工程係統設計及施工

發表時間:2018-08-28 17:11 文章出處:東莞熱水工程網

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  一、太陽能熱水工程係統設計要求

  ㈠.係統產水量:係統設計春、秋晴好天氣日產45℃以上洗浴熱水10噸。

  ㈡.晴好天氣以太陽能為主,陰雨天氣或陽光不足時,利用電輔助加熱。

  ㈢.洗浴方式:全天候24小時供水。

太陽能熱水工程係統設計及施工

  二、太陽能熱水工程係統設計依據

  ㈠.設計規範引用標準

  1.GB/T18713-2002《太陽能熱水係統設計、安裝及工程驗收技術規範》

  2.GB/T4272-1992《設備及管道保溫技術通則》

  3.GB/T6424-1997《太陽能集熱器技術條件》

  4.GB/T93-86《工業自動化儀表工程及驗收規範》

  5.《建築給排水工程規範》(暖通空調規範)

  6.《給水排水工程施工手冊》

  ㈡.自然條件

  用戶地處我國內蒙古部地區,屬溫帶季風氣候區,年平均氣溫為16.2℃,太陽輻射量約為3200MJ(兆焦)/年m2,晴天平均日照時間為8.2小時。

  內蒙古地區太陽能月積累輻射量(單位:MJ/㎡)

  ㈢.太陽能真空集熱管(器)熱性能參數:

  太陽輻射吸收率≥93%,發射率≤6%,集熱器效率≥53%

  ㈣.該單位應提供的基本條件

  1.樓頂可供采光麵積:滿足使用。

  2.水源:滿足使用(壓力不低於2.4Mpa)。

  3.電源:電負載容量不低於40kw。

  4.輔助熱源:利用電輔助加熱。

  三、太陽能熱水係統設計理念

  ㈠.采用整合設計原則,從項目立項到施工設計的整個過程,綜合考慮用戶的建築物、使用工況、集熱器規格及性能參數、係統配置及運行方式、使用和維修、節能與安全、經濟效益等因素,均應符合工程係統的設計原則。

  ㈡.力求使太陽能與常規能源最佳組合,充分利用太陽能,最大限度降低常規能源消耗量,從而達到節約費用開支之目的。

  ㈢.係統設計的先進行、安全性、可靠性、耐久性等綜合考慮。

  ㈣.較好的經濟效益和社會效益,為客戶在環保、節能、文明用水、洗浴檔次等方麵提供一套可靠的硬件設施。

  四、係統設計

  太陽能熱水係統主要有集熱器、儲熱水箱、輔助熱源、循環管道、自動控製、五部分組成。

  ㈠.集熱器

  1.熱負荷: 需用熱水量10000kg

  Q=10000kg×(45℃-15℃)×4.187=1256MJ

  2.集熱麵積:太陽能熱水係統的產水量與太陽輻射強度和日照時間密切相關,一年四季變化很大。因此本方案按年平均輻射進行設計。據資料查得本地日平均太陽輻射量為17MJ/m2。太陽能熱水係統集熱效率為56%,則集熱麵積為A=1256MJ/(17MJ/m2×53%)=139.4m2。為安裝組合便利取24組,采光麵積154㎡。

  3.集熱器選型及鋪設安裝:

  ⑴.光源牌太陽能集熱器技術參數:

  真空管規格:Ф47×1500mm

  每組集熱器采光麵積:6.4m2。

  單組真空管支數:56支

  單管額定產水量:8 kg/天

  每組額定產水量:448kg/天

  ⑵.設計選型:

  根據上述技術參數,係統設計總配置集熱器為24組。采光麵積154m2。利用真空管1344支,春、夏、秋三個季節晴好天氣日產45℃以上熱水10噸。冬季在產水量不變的情況下,水溫可達到35℃以上。

  ⑶.集熱器安裝鋪放

  按照用戶提供的建築物可占用麵積,將太陽能集熱器安裝在樓頂以串3組並3組的方式東西排列,南北兩排。整個集熱器所產熱水直接進入儲水箱備用。

  ㈡.儲熱水箱

  儲熱水箱1個,內膽尺寸為:3000㎜ ×2000㎜×1830㎜,水箱容量為10.08噸,放置在樓頂能承重的適合部位。內膽采用進口SUS304食品級不鏽鋼1.5mm板材,亞弧焊接而成,外皮為0.4mm彩鋼板裝飾,中間60mm聚氨酯發泡保溫。

  ㈢. 輔助加熱

  太陽能作為一種新能源,取之不盡,用之不竭,但不能解決全天候供應熱水問題。陰雨天氣或光照不足時,需要相應的輔助熱源才能滿足熱水需求。根據客戶的實際情況,確定利用電輔助加熱。采用專用輔助電加熱機組,該機組電加熱管采用特殊不鏽鋼材料製成,具有防腐抗水垢功能,壽命高於一般管1—2倍。

  ㈣ .管道循環係統

  1. 管道管件:采用國標熱鍍鋅鋼管,鑄鐵或衝壓管件。

  2. 管道保溫:50mm特製岩棉保溫管,外纏防水布,化纖玻璃絲布,樹脂膠塗刷包裝;(或聚氨酯保溫)同時加裝電伴熱帶,預防冬季管道凍堵。

  3.電磁閥:采用名牌產品。

  4.手動閥門:采用銅體閘閥。

  ㈤.自動控製係統

  根據本工程係統功能的要求,此控製係統全部由我公司獨立設計製作完成,實現自動化智能操作,確保最佳經濟運行,水溫水位、進水出水、循環係統、輔助加熱等工作狀態數碼顯示,直觀可見,操作人員一目了然,管理使用十分方便。係統安裝控製櫃1台,電加熱驅動櫃1台,同時具備手動強製啟停功能,維修更方便,功能更齊全。

  五、太陽能熱水係統工作原理及運行方式

  ㈠.太陽能熱水係統工作原理:

  本係統采用定溫進水、溫差循環的運行方式,晴好天氣充分利用太陽能,陰雨天氣或光照不足時,使用輔助加熱。

  ㈡.太陽能熱水係統運行方式

  1.定溫進水:當集熱器溫度達到設定溫度值45℃時,上水電磁閥自動開啟,將集熱器中的熱水頂進儲熱水箱,集熱器溫度低於設定溫度時,電磁閥自動關閉,停止上水。係統吸收太陽熱量儲存於集熱器內的水中,使溫度繼續升高,然後再開啟,再關閉。通過這樣一個不斷重複的過程,把太陽的能量轉化為熱能,直到把儲熱水箱的水加滿。

  2.溫差循環:儲水箱水滿後,隻要有陽光輻射,集熱器的水溫必然繼續升高,當集熱器的水溫高於水箱底部溫度8℃時,循環泵啟動,係統開始循環,水箱繼續增溫,直到兩個水箱的水溫接近時,循環泵停止工作。這樣即可保證太陽能得到最充分的利用。

  3.輔助加熱:

  ⑴.自動監測水溫:陰雨天氣或光照不足水箱水溫低於設定值

  45℃時,控製係統自動打開輔助熱源,水溫達到設定溫度時,輔助熱源自動關閉。

  ⑵.自動監測水位:當洗浴人數較多,用水量過大,水箱水位降到20%時 ,進水電磁閥自動打開,向水箱注入自來水水,同時啟動輔助熱源,溫度升到設定溫度時自動關閉,從而保證及時供應熱水。

  六、太陽能熱水係統功能及特點

  ㈠.高效節能,成本低廉

  最大效率的利用太陽能量可節約能源75%以上,運行成本大大降低,智能化控製還可以節省人員開支,所以日常運行費用很低。

  ㈡.安全可靠,沒有危險

  太陽能沒有常規能源所存在的易燃易爆、中毒、斷路、觸電等危險,因此是最安全最可靠的熱水係統。

  ㈢.綠色環保,沒有汙染

  采用了太陽能潔淨綠色能源,避免了礦物燃料對環境的汙染。因此,係統在製熱水的過程中沒有粉塵懸浮微粒的汙染,也沒有廢渣、廢水物的產生,更沒有硫化物、氮化物、一氧化碳和二氧化碳的排放,符合國家環保政策,利國利民,為用戶提供了一個幹淨、舒適的生活空間。

  ㈣.控製先進,智能運行

  係統采用了先進的智能化控製技術,實行自動控製,最佳經濟運行,可設置全天候供應熱水,使用非常方便。

  ㈤.整個集熱係統安全可靠,使用壽命長,在正常情況下,使用壽命可達到15年以上。

  七、太陽能熱水工程施工方案

  ㈠.不破壞建築物的結構和承載能力。

  ㈡.不破壞樓頂麵防水層和附屬設施。

  ㈢.采取緊固措施,保證係統設備能經受大風力的負載。

  ㈣.集熱器基礎建在樓頂防水層5-10cm以上高度,為樓頂麵日後維修提供便利。

  ㈤.集熱器擺放麵向正南方或偏西10度,安裝斜角不大於36度。

  ㈥.電控係統的安全符合GB8877規定的要求。

  ㈦.電源線及信號線的安裝符合GB50258規定的要求。

  ㈧.管道的坡向和坡度根據係統設計要求進行安裝,DN32以上管道用法蘭連接,DN32以下管道用活節或焊接連接,管道支撐有足夠的強度,支撐點最大安裝距離不超過3米。管道保溫工藝及材料厚度均按設計要求規範操作。

  ㈨.水泵的型號選擇符合設計和合同的要求。

  ㈩.調試驗收:整個係統在運行或靜態時均不出現滲漏現象,安裝符合驗收標準規定的指標,水溫、水質檢驗符合設計要求。

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