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北京市北苑公共租赁住房太阳能工程案例解析

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-上海镁双莲太阳能公司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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1 工程概况
北京市北苑公共租赁住房太阳能工程项目,于2010年3月25日开工。总建筑面积为17173.23m2,地上28层,地下2层,建筑高度为80m,结构形式为剪力墙结构。为达到工程项目的整体节能标准,住宅热水供应采用太阳能。其中9号楼总计住户为392户,由于屋面条件所限,可安装的太阳能面积无法满足全部住户的用水要求,因此在设计时,太阳能热水系统只提供14层以上210户的洗浴热水。太阳能热水系统选用集中集热—分户储热方式。集热器安装于屋面,缓冲水箱安装于屋面设备间,分户水箱安装于住户卫生间和主管道进行热交换。
2设计难点
针对于中高层住宅的太阳能热水系统项目,其设计难点主要有以下几个方面:
1.平板太阳能集热系统的防冻解决。
2.各分户水箱之间的热量平衡问题。
3.分户水箱与主干供热循环管路之间的热量平衡问题。
4.太阳能户内供热系统的力平衡问题。
3设计方案
3.1系统运行原理设计
3.1.1集中集热-分户储热太阳能热水系统原理(见图1)

3.1.2系统工作基本原理说明

1.太阳能集热系统采用温差循环的工作方式;系统的供热采用二次交换、动态定温循环的方式进行;
1)系统循环泵控制:采用温差控制。采集太阳能集热器温度T1和热媒水回水温度T2,当T1>T2且达到设定温差时,循环泵开启。在循环加热过程中,当T1和T2温差小于等于设定温度时,太阳能加热循环泵关闭停止循环加热,直到温差再次达到一定温度时,继续循环加热。
2)防冻控制:太阳能集热器安装高度升高1m,如此,当太阳能循环泵停止的时候,太阳能集热器中的水和管道中的水沿着集热器安装坡度自动排空至水箱中,实现排空防冻。
3)系统供水泵根据平衡水箱的温度进行控制;当平衡水箱温度高于设定值时,系统水泵循环,通过二次换热的方式将热量交换至各户内储水箱进行储存;当平衡水箱温度低于设定值时,系统水泵停止运行。平衡水箱的供水温度设定值采用动态阶梯调节,根据系统回水温度的变化进行增减,保证太阳能系统效率的最大化。
4)在各户进水箱管道上安装电磁阀。在距分户水箱最近的主管道上与分户水箱中安装温度传感器,当检测到温差达到设定温差上限时,电磁阀打开,太阳能系统与分户水箱中的水开始换热;当控制器检测到温差达到设定温差下限时,电磁阀关闭,换热过程结束;可有效避免用户水箱中的水与室外管线中的水产生串热现象。
5)各用户用水时,检查户内储水箱的温度,当温度达到用水要求时,可直接使用;当温度无法达到用水要求时,采用电加热进行辅助加热。辅助加热通过手动启动,当达到一定温度时,辅助加热自动停止。
2.太阳能集热器统一布置于屋面;顶部设置平衡水箱一台,主要功能为太阳能吸热量的缓冲存储以及满足集热器及管道的排空要求;
各用户内设置承储水箱,容量按户型及人口数进行确定;根据要求,为每户选择容积为80L的水箱。水箱为卧式,安装在卫生间内墙上,既美观又节省空间。水箱上装有控制器,同时可以调节水温及启动电加热。
3.一次系统补水采用手动补水方式,系统更可靠。补入的水是经过处理的软化水,以防止系统结垢。补水系统含双重保护:浮球阀作为一级保护;液位力传感器结合电动阀作为二级保护,当浮球阀作用时,电动阀处于常开状态;当浮球阀失灵时,液位力传感器达到上限,电动阀关闭停止上水,并采取有效措施防止水锤噪音的产生。
3.2太阳能集热器配比及保证率计算根据屋面情况,太阳能集热器的最大可摆放面积为210m2。北京地区属于我国太阳能利用的Ⅱ类地区———资源富区,按照规范要求,太阳能系统的保证率应达到60%为宜。根据GB/T50364-2005《民用建筑太阳能热水系统设计规范》,直接系统太阳集热器的采光面积可以按如下公式计算:3.3户内水箱设计

1.水箱型式分户水箱选择卧式;
2.水箱容量:卧式水箱的常规规格为60L;住宅热水系统中,分户水箱的位置为卫生间;
3.水箱结构:卧式水箱应选择“胆中胆”换热形式,水箱内设置镁棒;
4.水箱材质:采用搪瓷内胆,保温材料为聚氨酯,其厚度宜为40~50mm;外包为彩板或镀锌板等;
5.水箱承压能力水箱在设计时需要考虑承压能力;外胆承压要求0.6MPa以上;内胆设计承力应根据系统的形式、建筑物的高度等条件,保证其能满足系统运行时的最大工作力,且有一定的承压富裕系数。
3.4设备配置(见表1)

4主要技术措施
4.1热水循环系统压力问题
该项目中,系统平衡水箱安装在83m高处,静压即0.83MPa,由系统循环水泵将平衡水箱内的热水循环至户内各水箱中,则户内储热水箱所承受力较大。若1~28层用户全部采用太阳能,低层用户水箱承受水压过大,若水箱或管道一旦漏水,容易造成事故。而管道采用减压措施势必造成高低层用户所获得的热量无法平衡,并且减压后回水力变小,底层又无法安装增压泵。所以不建议采用此种办法。若向14~28层供热,则不存在上述问题。
4.2户内水箱与供热水管道的热量平衡问题在各户进水箱管道上安装电磁阀。在距分户水箱最近的主管道上与分户水箱中安装温度传感器,当检测到温差达到设定温差上限时,电磁阀打开,太阳能系统与分户水箱中的水开始换热;当控制器检测到温差达到设定温差下限时,电磁阀关闭,换热过程结束;可有效避免用户水箱中的水与室外管线中的水产生串热现象。
4.3平板太阳能系统的防冻本系统采用排空防冻专利技术。太阳能系统的排空防冻技术是公司的专利技术,经过大量的工程实践证明,采用此种防冻措施可靠性好、热损失小,可使系统效率达到最大化。在系统设计时,平衡水箱安装位置为屋面,无法满足排空的高度位置要求,因此在设计时,太阳能集热器采用支架架空的方式安装。
5系统优势
5.1排空防冻,系统永远不冻排空防冻措施有效解决了电伴热带防冻措施一旦伴热带故障,系统及设备迅速冻坏问题,同时又避免了防冻液泄露造成的安全事故。
5.2独立操作,用户互不干扰用户可根据自己用水及洗浴特点,选择是否开启辅助能源、开启辅助能源的时间及选择用水温度。
5.3水电自理,管理方便省心太阳能仅仅作为预加热热源,太阳能产生的热水通过盘管和各户进行换热,用户洗浴用水来自自家,不存在水费的分摊问题。太阳能不足时,用户开启辅助能源,辅助能源在分户水箱内,用户可根据自身洗浴特点进行自由操作,不存在电费的分摊问题。
5.4动态温差供热,太阳能系统效率更高太阳能供热系统采用动态定温循环方式。通过跟踪检测的方式实时监控供回水温差,根据监控结果调节供水温度。采用此种控制方式可使太阳能系统效率更高。
6施工分析
在项目的施工过程中,屋面太阳能集热系统的控制,主要内容为平板集热系统的排空。为达到排空的条件,需对设备及管路进行必要的坡度安装。因此,施工的控制非常重要。对于分户系统,户内水箱的安装质量直接关系到水箱的换热效果及温度。在施工过程中,户内水箱的安装要注意以下几个细节:
1.热媒供水支管入户(卫生间)后,依次安装为阀门、电磁阀、活接,热媒回水户内安装阀门,在有条件的情况下,管道应采用暗装方式。(见图2)

2.电磁阀的位置安装应靠近主管道一端;阀门、电磁阀和活接安装尽量紧凑,安装位置吊顶处设检修口。
3.温度传感器位置:温度传感器安装位置应保证测量点为主管道内水的温度,不得放置在死水区域;竖向紧贴主管道壁,安装位置保温务必处理好,保温材料用胶带扎紧。
4.为了便于排气,主干管引出的供热支管线敷设应留有坡度,且坡度不小于3‰。
7总结
本项目对于系统的排空、水箱的热量平衡、换热效率等多方面进行了优化。在工程中得以很好的实施及运用,为住宅太阳能热水系统的设计,特别是集中集热分户储热的太阳能热水系统设计积累了富的经验。
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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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