工廠宿舍太陽能熱水工程系統解決方案

　　一、工廠宿舍太陽能熱水工程系統設計方案說明

　　(一)、浩通工廠宿舍太陽能公司中央熱水系統運行簡介

　　工廠宿舍太陽能熱水工程是由集熱器、保溫水箱、控制系統、自動上水控制箱、循環泵、管路配件等有機組合而成的集熱供水系統。

　　太陽能集熱器吸收太陽能輻射轉換成熱能，把冷水變成熱水;

　　自動上水控制箱實現自動上水，并通過調節控制系統達到：溫差循環——提高集熱效率;

　　管道循環——打開水嘴即出熱水;

　　定時定溫電加熱措施——恒溫供熱水; 24小時恒溫供水;

　　恒壓供水(≤0.6Mpa); 防凍裝置——冬季照常使用。

　　整個工廠宿舍太陽能工程幾乎運行，使用安全，維護方便。組合式結構，可根據用水量、安裝場地、用戶需求來進行靈活的排列組合。保溫水箱內設有電加熱裝置，根據用戶需要和實際情況，電加熱功率可以適當增減，滿足陰雨天及冬季用熱水的要求，實現光電互補，微電腦智能化控制，確保全天候供應足量的熱水。

　　(二)、浩通聯集管式太陽能熱水系統組成及基本功能

　　1、浩通聯集管式太陽能熱水工程系統簡介

　　浩通聯集管式太陽能熱水工程系統是由聯集管式集熱器陣列、儲熱水箱、輔助加熱系統、智能控制系統、管道循環系統組合而成的。可以通過控制部分與輔助加熱設施配套使用，工廠宿舍太陽能熱水系統滿足用戶定時或全天候用水、定量或恒溫等用水需求。輔以防垢(磁化除垢)、防凍(防凍循環或管道自限溫電輔助伴熱)、防漏電(系統安全接地以及高靈敏度漏電保護開關)、防風(集熱器反射板縱橫向各間隔200mm空隙，且太陽能主體設備與建筑可靠連接)、防雷(金屬鋼架與建筑物避雷設施電氣連接)等具體措施，確保系統可靠運行，用戶安全使用。

　　2、浩通聯集管式太陽能熱水工程系統特點

　　浩通聯集管式太陽能熱水工程系統是可低承壓運行的快速加熱直流系統，可任意設定水溫，與常規能源結合，24小時持續供熱水。系統全自動運行，日常使用不需作任何手動操作，只需專人作簡單維護。

　　聯集管式太陽能熱水系統采用新一代控制方法，實現計算機智能監控，性能可靠，使用方便，同時具有定溫出水、循環加溫、防凍控制、輔助加熱等功能，實現全自動運行。

　　定溫出水：當水箱水位低于所設定的水位時，系統可實現定溫出水運行。當集熱器中水溫達到設定溫度時，控制系統自動啟動相應器件，靠自來水壓力向集熱器補進熱水，并將集熱器中熱水頂進儲熱水箱。當集熱器中水溫低于設定溫度時，控制系統自動關閉相應器件，停止補進冷水，實現再一次的集熱過程。

　　循環加溫：當溫度或時間滿足一定條件時可自動啟動循環加溫功能，此時聯集管式集熱器與水箱形成循環，進一步提升儲熱水箱中的水溫。

　　防凍控制：當工廠宿舍太陽能熱水工程系統底部水溫降到設定溫度時，控制系統自動啟動相應部件，或是啟動管道防凍循環，或是啟動管道自限溫電輔助伴熱帶，使系統中的水保持一定溫度，當水溫高于相應設定溫度時，系統自動關閉相應控制部件。

　　輔助加熱：利用常規能源(油、氣、電)實現輔助能源補充，具體控制方法與常規能源一般運行方式相同。

　　工廠宿舍太陽能熱水工程所帶來的經濟節能效果非常明顯，并且屬于一種長期受益項目，每一年可以省下許多的燃油費還有不少的環境處理費，可以一舉兩得。

　　(三)、浩通工廠宿舍熱水用水定額國家標準以《建筑給水排水設計規范》

　　GB50015-2003第五章第一節<熱水用水定額、水溫和水質>中的熱水用水定額國家標準為依據，其中對工廠宿舍盥洗室用熱水定額為30～60L/人;國家標準同時規定了熱水的溫度按60℃計算;由于工廠的作息時間一般均是統一的，為了保證在用熱水高峰時段仍能保持正常供應，根據我們多年的工程實踐經驗，計算采用的同時使用系數為0.9(即用水高峰時期每天有90%的員工用熱水);同時由于工廠的用水時間都是集中在18：00到22：00，用水時間雖然只有4小時左右，但是瞬時出水量大。根據我們多年的工程實踐經驗，綜合考慮工程設備使用空間和保溫水箱投資，保溫水箱的設計容積按照每天熱水供應量的80%來配置是最理想的解決方案。

　　(四)、浩通工廠宿舍太陽能熱水工程系統類別

　　太陽能熱水系統主要包括太陽能集熱器、儲熱水箱及循環系統。按集熱方式通常分為自然循環集熱、強制循環集熱與定溫放水集熱系統。

　　1、自然循環集熱太陽能熱水工程系統

　　工作原理：冷水經進補冷水系統補進儲熱水箱，達到設定水位后，補冷水系統停止工作。儲熱水箱中低溫水經下循環管進入太陽能集熱器陣，在其內受太陽能幅射加熱水溫升高，熱水較冷水比重小，由此形成熱虹吸壓力，由集熱器下端流向上端，熱水經上循環管回到儲熱水箱，水箱中低溫水比重大，再次經下循環管進入集熱器繼續受太陽能輻射加熱。如此循環使水溫不斷升高。該循環方式不需借助外力，稱之為自然循環集熱系統，該系統要求集熱水箱底部高出集熱器上部200mm以上，一般適合集熱器陣50m2以下熱水系統。

　　2、強制循環集熱太陽能熱水工程系統

　　工作原理：冷水經進補冷水系統進入儲熱水箱，達到設定水位后，補冷水系統停止工作。儲熱水箱中低溫水通過強制循環水泵補入集熱器陣，受太陽能輻射加熱水溫升高，當集熱器上循環管內水溫與儲熱水箱底部水溫之溫差達到設定值時，啟動強制循環泵，將水箱中低溫水送到集熱器陣，同時將集熱器陣中熱水送回儲熱水箱，當上述溫差等于和低于設定值時，強制循環泵停止工作。低溫水在集熱器中繼續受太陽能輻射加熱。如此循環，使儲熱水箱中水溫不斷升高。該循環系統稱之為強制循環系統。強制循環集熱系統水箱位置不受限制，可安裝在集熱器陣以外的任何位置，一般集熱器在50m2以上宜采用強制循環集熱系統。

　　3、定溫放水集熱太陽能熱水工程系統

　　工作原理：冷水經進補冷水系統進入集熱器陣，冷水在集熱器中受太陽能輻射加熱，水溫逐漸升高，當集熱器陣產出的熱水水溫達到設定溫度時，啟動補冷水系統，進補冷水，同時將集熱器陣中達到設定溫度的熱水頂入儲熱水箱中，當集熱器陣內水溫低于設定水溫，停止補冷水，儲存在集熱器內的水繼續受太陽能輻射加熱，如此，不斷定溫放水，當儲熱水箱中水位達到設定水位，補冷水系統停止工作。該循環系統稱之為定溫放水集熱系統。定溫放水集熱系統水箱位置不受限制，可安裝在集熱器陣以外的任何位置。

　　(五)、浩通工廠宿舍太陽能熱水工程輔助加熱系統

　　由于太陽能熱水工程產水溫度受太陽光照射時間及輻射強度影響，因而在連續陰雨天不能有效提供足夠溫度熱水，必須設計安裝輔助加熱

　　裝置與太陽能熱水工程配套使用。止前，市場上主要采用熱泵熱水機組，全自動常壓熱水爐，或電加熱進行輔助加熱。

　　(六)、浩通空氣能熱泵熱水器機組輔助加熱系統

　　熱泵熱水機組的空氣熱能生產熱水，是一種新型的熱水器，配合太陽能熱水工程使用，是目前最節能的太陽能熱水工程系統;

　　(七)、浩通工廠宿舍太陽能熱水工程全自動輔助電加熱裝置

　　衛生方便，適用于50m2以下小型太陽能熱水工程系統配套使用;

　　二、工廠宿舍太陽能熱水工程系統的特點

　　工廠宿舍太陽能熱水工程系統是理想的大型集熱利用滿足工廠宿舍等場合對熱水需求量大并且節能方便,熱水幾乎可以實現全天候無間斷供應其中工廠宿舍太陽能集熱工程特點有：

　　1、適應能力強：根據不同地域所處緯度不同選擇合適傾角的集熱器(真空管太陽能集熱器，平板太陽能集熱器)。

　　2、應用場合廣：從一般家庭到幾百人至上千人的洗浴均可使用。廣泛適用于賓館、學校、部隊、工廠等，且能應用于大型游泳池等場所。

　　3、自動化程度高：自助輔助加熱,自助循環以及自動保護(比如過熱保護,漏電保護,無水保護,防凍循環)。

　　4、技術含量高:使用國際領先的科技專得成果(高位取水供熱式),確保高標準的優質工程.可以實現全天候、24小時不間斷、恒溫供水等功能。

　　5、經濟實用：一次性投資，終身受益。

　　6、環保節能：無公害、無污染、節約能源、綠色環保。

　　三、工廠宿舍太陽能熱水工程系統方案設計實例

　　1、浩通工廠宿舍太陽能熱水工程系統設計依據

　　設計參考資料——本工廠宿舍太陽能熱水工程系統的設計標準、質量標準、檢驗標準、測試方法是根據相關的國家標準及儋州豪軒低碳光伏電子有限公司太陽能熱水器標準為依據組織制訂和實施的，參考執行的標準有

　　1)≤建筑給水排水設計規范≥GB50015-2003

　　2)≤太陽能熱利用術語≥GB/T12936-1991

　　3)≤真空管太陽聚熱器≥GB/t17581-1998

　　4)≤太陽能熱水系統設計、安裝及工程驗收技術規范≥GB/18713-2002

　　5)≤家用太陽能熱水系統熱性能試驗方法≥GB/T18708-2002

　　6)≤建筑結構負荷規范≥GB50009-2001

　　7)≤鋼結構設計規范≥GB50017-2003

　　8)≤低壓配電設計規范≥GB50054-1995

　　9)≤家用和類似用途電器的安全通用要求≥GB4706.1-1998

　　10)≤設備及管道保溫技術通則≥GB4272-92

　　11)≤建筑物防雷設計規范≥GB50057-94

　　12)≤室外給水排水和燃氣熱力工程抗震設計規范≥GB50017-2003

　　13)≤家用太陽熱水系統技術條件≥GB/T19141-2003

　　14)≤民用建筑太陽能熱水系統應用技術規范≥GB/50364-2005

　　15)相關地方標準：a)太陽能實用工程技術-喜文華編-甘肅蘭州大學出版社-1997

　　b)給水排水設計手冊-核工業第二研究院主編-中國建筑工業出版社-2001

　　c)熱能工程設計手冊-夏敏文主編-化學工業出版社-1998

　　2、浩通工廠宿舍太陽能熱水工程系統設計參數

　　㈠.氣象參數

　　㈡.自然條件

　　當地處經緯度：東經111°05，北緯20°18。傾角平面為+12，年平均日照輻射量5800 MJ(兆焦)/年m2，年日照天數為225天，年平均環境溫度25°C。

　　海南島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

　　A.樓頂可供采光面積：滿足使用。

　　B.水源：滿足使用(壓力不低于2.4Mpa)。

　　C.電源：電負載容量不低于40kw。

　　D.輔助熱源：利用電輔助加熱。

　　3、浩通工廠宿舍太陽能熱水工程系統設計理念

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

　　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.系統設計的先進行、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、洗浴檔次等方面提供一套可靠的硬件設施。

　　4、浩通工廠宿舍太陽能熱水工程系統設計

　　太陽能熱水工程主要有集熱器、儲熱水箱、輔助熱源、循環管道、自動控制、五部分組成。

　　㈠.集熱器

　　A.熱負荷： 需用熱水量10000kg

　　Q=10000kg×(45℃-15℃)×4.187=1256MJ

　　B.集熱面積：太陽能熱水系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。太陽能熱水系統集熱效率為56%，則集熱面積為A=1256MJ/(17MJ/m2×53%)=139.4m2。為安裝組合便利取24組，采光面積154㎡。

　　C.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

　　每組集熱器采光面積：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，系統設計總配置集熱器為24組。采光面積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

　　按照用戶提供的建筑物可占用面積，將太陽能集熱器安裝在樓頂以串3組并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食品級不銹鋼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銹鋼材料制成，具有防腐抗水垢功能，壽命高于一般管1—2倍。

　　㈣ .管道循環系統

　　A. 管道管件：采用國標熱鍍鋅鋼管，鑄鐵或沖壓管件。

　　B. 管道保溫：50mm特制巖棉保溫管，外纏防水布，化纖玻璃絲布，樹脂膠涂刷包裝;(或聚氨酯保溫)同時加裝電伴熱帶，預防冬季管道凍堵。

　　C.電磁閥：采用名牌產品。

　　D.手動閥門：采用銅體閘閥。

　　㈤.自動控制系統

　　根據本工程系統功能的要求，此控制系統全部由我公司獨立設計制作完成，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、循環系統、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。系統安裝控制柜1臺，電加熱驅動柜1臺，同時具備手動強制啟停功能，維修更方便，功能更齊全。

　　5、浩通工廠宿舍太陽能熱水工程系統工作原理及運行方式

　　㈠.工作原理：

　　本系統采用定溫進水、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.運行方式

　　A.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，集熱器溫度低于設定溫度時，電磁閥自動關閉，停止上水。系統吸收太陽熱量儲存于集熱器內的水中，使溫度繼續升高，然后再開啟，再關閉。通過這樣一個不斷重復的過程，把太陽的能量轉化為熱能，直到把儲熱水箱的水加滿。

　　B.溫差循環：儲水箱水滿后，只要有陽光輻射，集熱器的水溫必然繼續升高，當集熱器的水溫高于水箱底部溫度8℃時，循環泵啟動，系統開始循環，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。

　　C.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于設定值

　　45℃時，控制系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。

　　6、浩通工廠宿舍太陽能熱水工程系統功能及特點

　　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，智能化控制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系統。

　　㈢.綠色環保，沒有污染

　　采用了太陽能潔凈綠色能源，避免了礦物燃料對環境的污染。因此，系統在制熱水的過程中沒有粉塵懸浮微粒的污染，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，為用戶提供了一個干凈、舒適的生活空間。

　　㈣.控制先進，智能運行

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

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

　　7、浩通工廠宿舍太陽能熱水工程系統施工方案

　　㈠.不破壞建筑物的結構和承載能力。

　　㈡.不破壞樓頂面防水層和附屬設施。

　　㈢.采取緊固措施，保證系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，為樓頂面日后維修提供便利。

　　㈤.集熱器擺放面向正南方或偏西10度，安裝斜角不大于36度。

　　㈥.電控系統的安全符合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系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范操作。

　　㈨.水泵的型號選擇符合設計和合同的要求。

　　㈩.調試驗收：整個系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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　　A·公用建筑——工程宿舍浴池太陽能熱水工程

　　集中水箱/直接換熱/強制循環/集中集熱

　　適用建筑類型游泳池、大型酒店、賓館等24小時供水場所、其他需要熱水供應的公共場所

　　系統技術成熟，運行非常穩定

　　可有效的節約輔助能源，降低使用成本，系統操作非常簡單

　　●技術成熟，普及率高，配件非常普及，便于安裝和維護

　　●系統采用集中集熱、集中儲熱，集熱單元統一安放，需要有足夠面積

　　●根據技術要求，集熱系統一般采用承壓或非承壓兩種方式

　　●儲熱水箱材質一般采用sus304不銹鋼或具布防腐技術的碳鋼板

　　●系統利用定溫回水和溫差循環方式，有效利用太陽能，系統利用率高

　　●系統控制功能完善，有很好的防：東、防垢配置，有效保證廠熱水的舒適

　　B·酒店、醫院、賓館、洗浴中心用水

客戶要求	解決措施
全天24小時供應熱水并要求供水穩定	采用雙能源供熱系統；雙水箱或者多水箱
供水壓力要求穩定	室內管路設計增壓恒壓控制
全自動智能化控制	采用微電腦系統控制，可實現無人監控
供水衛生標準要求高	定時高溫消毒
提高熱水利用率，節約用水	IC卡取水或者感應取水
即開即出熱水	室內管道循環系統，保證即開即出熱水

　　C·學校、工廠企事業單位用水

客戶要求	解決措施
分時段定點供應熱水	采用微電腦時控定時使用熱水
短時間內供應熱水集中	設計水箱容量大；雙水箱或者多水箱
陰雨天氣能夠保證洗浴	采用雙能源供熱系統
全自動智能化控制	采用微電腦系統控制，可實現無人監控
浩通節能太陽能廠太陽能熱水工程部 13428609484

　　D·小區房地產單機集體安裝工程項目

客戶要求	解決措施
全天24小時供應熱水	采用光電互補，實現全天供水
每戶用水量不均勻	系統產用集中供水或單機獨戶安裝
需要與建筑和諧統一	提前介入建筑設計考慮太陽能設備安裝
便于物業統一管理，統一維護	設計磁卡取水，節省費用，便于管理

　　四、工廠宿舍平板太陽能熱水工程系統設計方案

　　太陽能是最具潛力的可再生能源。我國太陽能資源極為豐富，年太陽能輻照總量大于502萬kJ/㎡、年日照時數超過2200h的地區占國土面積2/3以上。按我國《2000-2015年新能源和可再生能源產業發展規劃》要求，我國太陽熱水器保有量到2015年達到2.7億m2，2020年達到5.0億m2，2005年我國太陽能熱水器的保有量7500萬m2，由此可見，太陽能光熱利用有著廣闊的市場前景。

　　太陽能熱利用的范圍非常廣，可以供暖、干燥、制冷、發電、海水淡化、消毒等。太陽能供熱采暖是太陽能利用的新方向，它可以滿足冬季供暖,其它季節供熱水,是太陽能光熱綜合應用新技術,在我國北部地區的應用已引起了關注。長三角地區雖然屬于非供暖地區，但冬季也相當寒冷，給人們的生活生產帶來諸多不便，有供暖的必要。供暖常見的熱源主要是燃煤、燃氣、燃油鍋爐或熱電廠蒸汽。在長三角地區，由于供暖時期較短，相關設施不完備，一般情況下冬季常用空調制熱，耗電量大，效果不好，人們迫切要求開發節能型供暖設備，太陽能供暖首當其沖。

　　長三角所處華東地區是我國太陽能資源豐富的地區之一，太陽能年輻射總量在3.3×106~8.4×106千焦/米2之間，每平方米的得熱量相當于112～286公斤標準煤!按目前太陽能光熱轉換率最低45%考慮，太陽能用于生活、生產供熱采暖完全可以勝任。

　　1、工廠宿舍平板太陽能熱水工程系統設計資料：

　　本工程為滿足飛索半導體(中國)有限公司供暖及熱水需求設計，設計耗熱量為120kw。

　　2、浩通工廠宿舍平板太陽能熱水工程系統設計依據

　　1)GB/T18713-2002《太陽熱水系統設計、安裝及工程驗收技術規范》

　　2)ISO9806-1：1994《太陽集熱器檢測方法》

　　3)GB/T6424-997《平板型太陽能集熱器技術條件》

　　4)GB4271-84《平板型太陽能集熱器熱性能試驗方法》

　　5)GB/T1551-1995《太陽能熱水器吸熱體、連接管及其配件所用彈性材料的評價方式》

　　6)GB/T 13384—92《機電產品包裝通用技術條件》

　　7)GBJ93-86《工業自動化儀表工程施工及驗收規范》

　　8)GB50242-2002《建筑給水排水及采暖工程施工質量驗收規范》

　　9)GB50268-97《給水排水管道工程施工及驗收規范》

　　10)GB50332-2002《給水排水工程管道結構設計規范》

　　11)GBJ15-88《建筑給水排水設計規范》

　　12)JGJ116-98《建筑抗震加固技術規程》

　　13)GB50009-2001《建筑結構荷載設計規范》

　　14)GB50057-94《建筑物防雷設計規范》

　　15)JGJ/T16-92《民用建筑電氣設計規范》

　　16)GBJ131-90《自動供儀表安裝工程質量檢驗評定標準》

　　17)GB/T50106-2001《給水排水制圖標準》

　　18)GB4272-92《設備及管道保溫技術通則》

　　19) 98R418《管道及設備保溫》國家建筑標準設計圖集

　　20)建質〖2003〗4號《全國民用建筑工程設計技術措施》2003年3月1日起執行

　　21)JGJ59-99《建筑施工安全檢查標準》

　　3、浩通工廠宿舍平板太陽能熱水工程系統設計參數

　　3.1氣象參數

　　地理位置：北緯31.3°, 東經120.6°

　　年太陽輻照量：水平面4657.516MJ/m2，30°傾角表面5544.37MJ/m2

　　年日照時數：1997.5h

　　年平均日照時數：5.5h

　　年平均溫度：16.0℃;

　　年平均日太陽輻照量：水平面12.76 MJ/m2，30°傾角表面15.191MJ/m2

　　3.2熱水設計參數

　　小時耗熱量：120kw

　　設計熱水溫度：60℃

　　設計冷水溫度：17℃

　　3.3太陽能集熱器性能參數

　　集熱器類型：平板集熱器

　　集熱器規格型號：YASOL-PM-111114

　　集熱器采光面積：2m2

　　4、浩通工廠宿舍平板太陽能熱水工程系統設計方案

　　4.1工廠宿舍平板太陽能熱水工程原理圖

　　說明(結合運行原理圖)：

　　1、根據蘇州的地理位置，集熱器采用30°傾角，保證太陽熱水系統冬季熱水供應。

　　2、工質循環管道采用紫銅管，耐腐蝕、耐高壓，壽命長。

　　3、采用兩個水箱：一個作為集熱水箱，另外一個作為恒溫供水水箱。雙循環控制，24h供應熱水。

　　4、自動補水：系統采用電磁閥自動補水，當供熱水箱內水位低于設定水位時打開電磁閥進行補水。

　　5、集熱溫差循環：在儲熱水箱與集熱器之間采用溫差循環控制。當集熱器內溫度T1比儲熱水箱內水的溫度T2高5℃以上，集熱循環水泵P1自動啟動;當二者之間的溫差小于2℃時，P1停止運行。

　　6、防凍：系統采用雙循環控制，集熱循環介質采用YASOL雙循環承壓系統專用循環介質，高沸點、低凝固點，徹底解決防凍問題，保證系統一年四季正常運行。

　　7、恒溫供水：控制柜恒溫智能控制，恒溫供水。當供熱水箱溫度T3低于52℃時，啟動輔助能源，開始加熱。當供熱水箱內溫度達到55℃時停止，滿足用水溫度，輔助熱源為容積式水加熱器，熱媒為蒸汽。。

　　8、兩水箱之間的循環：當儲水箱內溫度T2比供熱水箱內溫度T3高5℃以上時，循環泵P2啟動，兩水箱之間開始循環，當二者之間的溫差小于2℃時，P2停止運行。以達到節能的作用。

　　9、注意事項：電磁閥前面加裝過濾器，以防止雜質堵塞電磁閥;水平安裝的單向閥選用升降式單向閥，垂直安裝的單向閥選用旋啟式單向閥。

　　4.2、設計計算

　　4.2.1太陽集熱器的定位

　　太陽集熱器朝向:正南;傾角:30°。

　　4.2.2集熱器面積確定

　　4.2.2.1確定太陽能保證率f

　　蘇州屬太陽能資源一般區，系統全年使用，取太陽能保證率f=0.6。

　　4.2.2.2 確定管路及貯水箱熱損失率ηL 由于系統保溫的熱水管路和貯熱水箱等部件都在室內，環境溫度較高，ηL取0.05。

　　4.2.2.3集熱器年集熱效率ηcd

　　取ta=17℃ ;ti=tL/3+2tend/3= 45.67℃;SY=5.5h ; JT=15191KJ/㎡。

　　歸一化溫差 =767W/m2

　　則歸一化溫差X=0.0374㎡?℃/W。

　　查得 ηcd=0.55。

　　取Qw=20571L / d ; c = 4.187kJ /(kg?℃);ρr=1kg/L;tend=60℃;tL=17℃;JT=15191KJ/㎡;f=0.6;ηL=0.02;ηcd=0.55。

　　Ac=326.6m2

　　集熱器的規格為一塊2㎡，則需要163.3塊集熱器，取164。

　　則實際集熱器面積為328㎡。

　　4.2.3設備選型

　　4.2.3.1貯熱水箱按每平方米太陽集熱器面積對應75L貯熱水箱容積確定：

　　水箱的有效容積 Vr=75Ac=24600L

　　4.2.3.2集熱系統循環泵

　　按每平方米集熱器的流量為0.02kg / (㎡?s)計算，集熱系統的流量為23616L / h，此流量即為集熱系統水泵的流量。

　　4.2.3.4集熱系統換熱器加熱面積計算

　　0.95x112920/5000/5/0.8=5.4m2

　　4.2.4系統節能效益分析

　　4.2.4.1基礎參數

　　電熱值3600KJ/ kwh 用電價格0.55元/kwh 電鍋爐效率0.95

　　天然氣熱值：34000KJ/m3 天然氣價格：2.4元/m3 燃氣鍋爐效率：0.8

　　柴油熱值：46040kj/kg 柴油價格：5.42元/kg 燃油鍋爐效率：0.85

　　標準煤熱值：29298 kj/kg 煤價格：800元/噸 燃煤鍋爐效率：0.65

　　4.2.4.2太陽能熱水系統年節省量ΔQsave

　　取Ac=328㎡; JT = 5544.37MJ/㎡;ηcd=0.55;ηc=0.05。

　　代入公式 ΔQsave=AcJT(1-ηc)ηcd

　　則 ΔQsave=950194MJ/a

　　4.2.4.3壽命期內太陽能熱水系統的總節省費用

　　節省蒸汽：年節省費用：G=1.1x950194x103x0.186/2725.5=71330元

　　壽命期內節省費用：71330x[1+(1+0.1)+(1+0.1)2+(1+0.1)3………+(1+0.1)20] -910840x0.01x20=3905041元

　　節省電費：年節省費用：950194x0.55x1000/(3600x0.95)=152809元

　　壽命期內節省費用：152809x[1+(1+0.1)+(1+0.1)2+(1+0.1)3………+(1+0.1)20]-910840x0.01x20=857378.8元

　　節省天然氣費：年節省費用：950194x2.4x1000/(34000x0.8)=83841元

　　壽命期內節省費用：153790 x[1+(1+0.1)+(1+0.1)2+(1+0.1)3………+(1+0.1)20]-910840x0.01x20=4621901元

　　節省柴油費：年節省費用：950194x5.42x1000/(46040x0.8)=139825.5元

　　壽命期內節省費用：139825.5x[1+(1+0.1)+(1+0.1)2+(1+0.1)3………+(1+0.1)20]-910840x0.01x20=7829831元

　　節省燃煤費：年節省費用：950194x0.8x1000/(29298x0.65)=39916.4元

　　壽命期內節省費用：765034 x[1+(1+0.1)+(1+0.1)2+(1+0.1)3………+(1+0.1)20]-910840x0.01x20=2105039.5元

　　太陽能熱水系統二氧化碳的減排量

　　取W=29308KJ/kg;n=20年;FCO2=0.866kg 碳/kg標準煤，Eff=0.95

　　代人公式

　　則 Qco2 =1890t

　　20年內二氧化碳的減排量為1890t。

　　太陽能熱水工程設計

　　平板太陽能熱水工程系統

　　平板太陽能太陽熱水工程

　　▲ 應用場合多： 太陽能熱水工程應用廣泛，從一般家庭、小單位到大企業、大集團;幾十人、幾百人甚至上千人的洗浴都可應用。

　　▲ 適用范圍廣： 根據不同地域及所處緯度選擇合適傾角的集熱器;根據屋面結構選擇不同類別的集熱器;根據不同氣候配置不同真空集熱管。

　　▲ 選擇類型多： 單機串并聯熱水工程從經濟型到豪華型;聯集管集熱模塊熱水工程從自然循環到溫差循環;家用太陽熱水工程從普通型到別墅型。

　　▲ 經濟實用：集熱部件采用國際領先的干涉膜技術，集熱性能更強，性價比更高。生產制造選用先進的進口設備及科學的管理體系，保證工程產品的質的精良，達到工程項目較高的使用性能。一次性投資，長期受益;一般三年左右可收回投資，相當于節能使用十二年以上，投資回報率高。

　　▲ 環保節能： 無公害，無污染，有利于房頂防曬;90%節電，是綠色環保節能的首選。

　　五、工廠宿舍不同熱水設備的熱水工程系統解決方案比較

　　1. 空氣能熱泵與太陽能相結合的解決方案

　　大規模的集中熱水系統，將太陽能與空氣源熱泵聯合，能實現在充分利用太陽能的前提下，空氣源熱泵作為輔助加熱，使太陽能與空氣源熱泵優化組合，保證一年365天每天都能產生足夠的熱水，其耗能遠小于常規太陽能熱水系統的運行費用指標。

　　將空氣源熱泵熱水系統引入到太陽能中央熱水系統的應用，解決了太陽能輔助能源問題，并將兩者的優勢同時發揮，實現了熱水系統最節能、最合理的結合運用。

　　太陽能系統與熱泵系統既是相對獨立又是聯合的系統。根據需要，它們既能分別單獨滿足使用要求，又能聯合滿足使用要求。

　　2. 集中空調系統的制冷、采暖、熱水一體化解決方案

　　夏天，多功能一體機組制冷時，采用高溫轉低溫預蒸發制冷技術，使機組制冷比普通中央空調節能30%以上，且通過機組回收的廢熱制取節能的55℃熱水，比普通電熱、燃油、燃氣熱水器節能100%。

　　冬天，多功能一體機組無須制冷只需熱水及取暖，機組設計采用獨有低溫制熱技術，機組在-15℃低溫環境下，也能吸取環境中的低溫空氣，制取55℃熱水，比燃氣、燃油、電熱等制熱設備節能70%以上，機組運行除了需用少量的電能驅動外，其它的能量全部來源于環境中和建筑中的免費熱能，機組全年綜合能效比達6.7以上。

　　3. 基于空氣能熱泵的別墅暖通空調熱水系統整體解決方案

　　具體情況及其業主需求量身定做的，涵蓋冬季采暖、夏季制冷、全年提供生活熱水、灰塵吸附、空氣滅菌凈化甚至恒溫恒濕，泳池加熱等諸元的合理的科學的整體解決方案。

　　運用熱泵、太陽能、地暖、自動控制等方式有機結合，可做到使業主能擁有自動運行的低能耗、高品質的生活空間。

　　4. 酒店服務業中央空調解決方案

　　特為大中型建筑物(特別是酒店服務業)中央空調系統的設計的熱源塔冷(熱)源熱泵，具有明顯的初投 資低、節能和性能穩定優勢。熱源塔熱泵夏季制冷具有比冷卻塔更好的冷卻效果，較低的風速令人滿意的降低了噪音;

　　冬季熱源塔由于采用了寬帶小溫差傳熱設計，吸取低品位熱源能力比窄帶空氣源熱泵換熱器結霜溫度下降了5～6℃，減少了85%的結霜機率。在環境負溫度運行期間，設計有噴淋防霜系統以及旋流汽液分離消噪系統，有效地控制了對環境的污染。

　　5、各種熱水工程的節能比較

　　

各種熱水器的熱水工程系統年運行費用表

高效節能環保太陽能熱泵熱水工程系統設計圖

　　熱水量為30噸/天熱水工程方案 各種制熱設備性價比較

加熱方式	電熱水器	燃油鍋爐	燃氣鍋爐	太陽能+電輔	熱泵熱水器	太陽能熱泵熱水器
能源種類	電	柴油	天然氣	陽光+電	空氣或水+電	空氣或水+電
環保指數	環保不節能	污染不節能	污染不節能	環保節能	高效環保節能	高效環保節能
安全指數	危險	危險	危險	較危險	安全	安全
安裝地方	安裝不限制	受安裝限制	受安裝限制	受安裝限制	安裝不限制	安裝不限制
實際熱值	817千卡/kwh	8100千卡/kg	6450千卡/m3	817千卡/kwh	3870千卡/kwh	3870千卡/kwh
燃料價格	0.6元/kwh	6元/kg	3．5元/ m3	0.6元/kwh	0.6元/kwh	0.6元/kwh
日消耗燃料	1467kwh	147．9kg	372m3	1467kwh	309kwh	309kwh
日運行費用	880元	887．4元	651元	880元	185元	185元
年能源費用	321200元	323901元	237615元	128480元 （40%用電）	67671元	27068元 40%用電
設備壽命	5--10年	5--15年	5--15年	10年	15年	10--15年
維護費用	0.2萬元/年	0.96萬元/年	0.2萬元/年	0.1萬元/年	無
使用效果	采用直流式供熱水，水溫不穩定	采用直流式供熱水，水溫不穩定	采用直流式供熱水，水溫不穩定	熱水溫度不穩定，受天氣影響	智能控溫補水供熱水采暖冷氣	智能控溫補水供熱水采暖冷氣
優點	不污染，占地少	投資多占地多	投資多占地多	無污染安全環保	節約資源資金安全穩定環保	節約資源資金安全穩定環保
不足	使用費高，不安全因素較高	使用費高，危險環境有污染專人看管費較高	使用費高，危險環境有污染專人看管費較高	陰雨天夜晚熱水不足，全年40%用電輔助加熱	空氣源熱泵在-5℃環境效果偏低,地源熱泵不影響	空氣源熱泵在-5℃環境效果偏低,水源地源熱泵不影響
熱泵節約的費用/年	25.3萬元	25.6萬元	16.99萬元	6萬元
太陽能熱泵節約的費用/年	29.4萬元	29.6萬元	21萬元	10萬元	4萬元

　　注：制熱工作狀況為：環境溫度20℃，進水溫度15℃，出水溫度55℃以上。

　　注：表中每天用水量為30噸，熱水溫度為55℃、升溫40℃為例計算，燃料價格按市場價為參考，電費0.6元/度;太陽能按每年40%陰雨天氣用電輔助加熱或熱泵熱水器加熱。

　　工廠宿舍太陽能熱水工程系統方案設計圖紙

特別說明：
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