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江苏泰州水上消防中心太阳能结合空气能热水工程浅析

分类:技术支持 标签: 2016年11月19日 下午 9:47

上海太阳能工程-上海湘宸太阳能公司135-6460-1168是一家以太阳能热水器生产为主的太阳能工程厂家,公司在太阳能行业有做过的工程案例有:平板太阳能热水器,阳台壁挂式太阳能热水器,分体太阳能,平板分体太阳能热水器工程,等,公司承接太阳能热水器工程,太阳能采暖,太阳能发电,太阳能空调等。
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5.2太阳能集热面积根据计算公式计算,太阳能集热面积需:


5.3设备选型
1热泵
根据经验初定选用1台DKFXRS-15Ⅱ型热泵机组。
参照低温(7℃)工况检测报告的数据,DKFXRS-15Ⅱ热泵机组制热量为15.4kW,那么初定热泵数量的总制热量为:15.4伊1=15.4kW/h>12.46kW/h(热泵机组设计小时供热量)那么,初定1台热泵基本满足热水制备需求。
2太阳能
由以上计算公式可得:太阳能集热面积为67.8m²。初定选用58伊1800伊50横插式太阳能集热器,每台集热器的集热面积约为8.4m²。
3辅助电加热
当环境温度低于5℃时,热泵制热量衰减,同时机组出水温度也会略有下降,为保证在环境温度为-5℃时仍能满足热水的生产要求,系统配备电辅助加热。环境温度-5℃时,DKFXRS-15Ⅱ型空气源热泵热水机组的制热量约为9.5kW,那么电辅助功率需达到:(12.46-9.5伊1)伊1.1=3.256kW/h
其中1.1为经验系数。(考虑冬季热泵机组结霜化霜修正系数、电辅助加热效率)
考虑当地气候状况,系统配置总功率为3kW的电辅助加热器1台。
4)水箱
a.太阳能集热水箱
太阳能水箱只是作为冷水的预热水箱,所以体积不需要太大,考虑项目的投资成本,取太阳能集热水箱容积约为2t。
b.热泵储热水箱
因空气源热泵机组为缓慢蓄热式加热设备,储水箱需保证全天足够的用水量,但考虑太阳能系统已设置2t不锈钢内胆保温水箱,则热泵储热水箱设置为2t,依然能够满足用水需求。
5水泵
a.热泵机组循环泵
循环水泵是用来连接水箱与热泵热水机组,与之连接成一个完整的循环系统。为了确保系统运行的安全和稳定性,本案将按一机一泵的方式选用水泵。
根据热泵热水机组的各项功能参数,可确定循环泵的参数必须满足:Q逸3m³/h,H逸15m,储热水箱与机组安装在同一地点。(DKFXRS-15Ⅱ空气源热泵热水机组的循环流量3m³/h)可选用南方水泵CHL4-20,1台。
b.供水泵
本工程用水点为10个,按24h供水方式。水泵扬程需满足顶层最不利点的流出水头,初步估算应不小于15m。
可选用南方水泵CHL2-30,2台,压力开关控制。
c.太阳能集热器循环泵(需经太阳能厂家校核)
太阳能集热器作为一个模块,与太阳能水箱循环加热。循环泵的循环流量按太阳能集热面积确定,循环泵的参数必须满足:Q≥1m³/h,H≥6m,太阳能水箱与太阳能集热器安装在同一地点。每模8台太阳能集热器的循环流量约为1m³/h(估算数值)。
可选用威乐水泵PH-101E,1台。
d.倒水泵
主要用来将太阳能水箱的水输送到热泵水箱,流量满足设计小时用水量,扬程需满足热泵水箱的高度及管路损失,初步估算应不小于10m。
可选用南方水泵CHL2-20,2台(一用一备)。
6系统运行方式
1.为了能够充分利用太阳能,系统采用双水箱,太阳能循环系统单独设置一台水箱,在运行过程中,太阳能集热器能够不断地对水箱进行加热。热泵系统的水来自太阳能系统水箱,保证进入热泵系统的水都是经过太阳能系统预热的,如果水温达到供水要求,那么热泵系统不再启动,如果水温达不到供水要求,热泵启动继续加热。
2.系统组成:一只2t热水箱与1台DKFXRS-15II热泵机组加热,一只2t太阳能集热水箱与68m²太阳能集热器连接循环加热。
3.系统初始运行时,手动补水至水箱溢流水位后,停止补水转由系统自动控制。
4.太阳能水箱通过浮球阀补水,随时保证水箱满水位。热泵水箱根据水箱液位和水箱水温控制,当SL低液位信号和水箱内部高温信号同时送至太阳能倒水泵时,倒水泵启动进行倒水;当SL高液位信号和水箱内部温度开关低温信号任一送至倒水泵时,倒水泵关闭停止倒水。水箱液位、温度的设定可根据用水实际情况调整。
5.太阳能集热系统采用温差循环。当集热器内的水温比水箱内水温的高出值大于设定温度时,集热器循环泵启动;当集热器内的水温比水箱内水温的高出值小于设定温度时,集热器循环泵关闭。
6.热泵系统配置3kW电加热器1只,由系统主板控制或手动控制。
7.热泵的启停受水箱温度控制,也可以手动控制。当水箱温度低于设定温度时,热泵启动加热;当水箱温度高于设定温度时,热泵关闭。
8.热水供水采用水泵增压供水方式,压力开关控制。回水由电磁阀及回水管上温度控制。
9.太阳能集热器管路设有防冻循环措施。当循环管路水温低于设定温度时,开启太阳能循环泵;当循环管路水温达到设定温度时,关闭水泵。
7经济性分析
1.计算前提
1)春秋季183d,平均环境温度18℃,平均水温15℃;夏季92d,平均环境温度26℃,平均水温22℃;冬季90d,平均环境温度5℃,平均水温5℃。每年阴雨天气占全年的1/3。
2)每t冷水加热到55℃的日耗热量:春秋季42000kJ,夏季34650kJ,冬季52500kJ。(不计回水消耗热量)
3)电价0.8元/kW•h,天然气单价3元/m³,柴油单价8.34元/kg,蒸汽单价200元/m³。天然气热值8600kJ/m³
,热效率75%;柴油热值10200kJ/kg,热效率85%;蒸汽热值600000kJ/m³热效率90%;电热值860kcal/kWh,热效率95%。
4)环境温度18℃时,DKFXRS-15Ⅱ热泵机组COP值4.25。环境温度26℃时,DKFXRS-15Ⅱ热泵机组COP值4.75。环境温度5℃时,DKFXRS-15Ⅱ热泵机组COP值3.5。
2.空气源热泵+太阳能系统运行费用
在太阳能足配的情况下,全年除了阴雨天气,热泵几乎不用启动加热,那么本系统的运行费用也就阴雨天气热泵运行产生的费用。
1)春秋季:42000÷860÷4.25×0.8×183×1/3=561元
2)夏季:34650÷860÷4.75×0.8×92×1/3=208元
3)冬季:52500÷860÷3.5×0.8×90×1/3=419元
冬季启用电辅天气的平均温度0℃,计有20天。其中5℃温升需要电辅加热,即5250kJ热量需要电辅完成。那么,冬季电辅助加热设备的运行费用为:
5250÷860÷95%×0.8×20×1/3=34.27元
4)每t水运行费用:(561+208+419+34.27)÷365=3.35元
3.燃气锅炉系统运行费用
1)春秋季:42000÷8600÷75%×3×183=3575元
2)夏季:34650÷8600÷75%×3×92=1483元
3)冬季:52500÷8600÷75%×3×90=2198元
4)每t水运行费用:(3575+1483+2198)÷365=20元
4.燃油锅炉系统运行费用
1)春秋季:42000÷10200÷85%×8.34×183=7393元
2)夏季:34650÷10200÷85%×8.34×92=3066元
3)冬季:52500÷10200÷85%×8.34×90=4545元
4)每t水运行费用:(7393+3066+4545)÷365=41.1元
5.蒸汽系统运行费用
1)春秋季:42000÷600000÷90%×200×183=2847元
2)夏季:34650÷600000÷90%×200×92=1181元
3)冬季:52500÷600000÷90%×200×90=1750元
4)每t水运行费用:(2847+1181+1750)÷365=15.83元
6.电锅炉系统运行费用
1)春秋季:42000÷860÷95%×0.8×183=7526元
2)夏季:34650÷860÷95%×0.8×92=3121元
3)冬季:52500÷860÷95%×0.8×90=4627元
4)每t水运行费用:(7526+3121+4627)÷365=41.8元
8投资效益

注:表1中的相关数据虽不能完全反映全部的运行数据,但可从比较宏观的方面反映出系统主要的运行费用。B、C、E为锅炉类方案,需增加锅炉的日常维保、检测及管理人员费用,其中天然气管路敷设需要增加开户费用等;D为蒸汽换热方案,同样需要开户费用增加,设备日常维保、检测及管理人员费用。A为热泵热水方案,可实现全年无人管理,系统自动运行,不存在压力容器等高危设备,安全性能较锅炉强。
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如果您有太阳能方面的需求,也可以直接与我们宋工联系:135-6460-1168

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