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上海市松江区泗泾镇高技路655号
 
    北京奥运会柔道跆拳道比赛馆热水工程

上海太阳能工程-上海湘宸太阳能节能公司19821280256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。
如果您有这方面的需要,我们可以免费给您勘察现场,给您免费做方案与预算报价等,一套太阳能热水工程设备系统,所投资成本是现在所用能源三年费用的上一套太阳能热水工程设备,前三年收回投资成本后可以免费使用七到十年以上,节能环保省钱看得到。

一、概述
能源、环保成为关系整个国民经济、安全的重大社会问题。太阳能可再生能源的开发利用是优化能源结构,保护生态环境,促进经济社会可持续发展的重要战略措施之一,是目前节能减排工作的重要内容。
在2000年北京申办2008年奥运会中,北京市委会议提出了要“加强环境保护领域的技术创新”,“扩大环保产业规模,把北京建设成为环境保护模范城市和节能型城市,实现首都的可持续发展”。

为了响应北京市委会议的号召,特别是为2008年北京奥运会的“绿色奥运、科技奥运和人文奥运”提供一个良好的环境,北京市太阳能研究所根据北京市发改委的安排,开启了“2008年北京奥运会柔道、跆拳道比赛馆热水工程招标”。该工程处于北京海淀区北京科技大学体育馆内,重点突出了奥运场馆和奥运热水工程太阳能利用系统,解决太阳能利用同建筑物结合,有效地利用建筑物、装饰建筑物为专项要求,为在奥运场馆中使用太阳能的光热利用积累经验和数据,同时也为我国今后推广应用太阳能于建筑中做出示范工程。北京奥运会柔道、跆拳道比赛馆太阳能热水工程系统主要包括30吨太阳能循环系统工程、25吨高温热水恒温、恒压供水系统工程和太阳能远程控制系统工程。项目的实施充分可靠地展现了太阳能利用的魅力,为把首都建设成为环境保护模范城市和节能型城市,实现首都可持续发展做出贡献。
北京博大光正高新技术有限公司承接奥运热水工程专业生产、设计、施工、维保太阳能热水系统工程,系统不仅满足安全、适用、经济、美观原则,且便于安装、清洁、维护和局部更换。
二、项目简介
2008年北京奥运会柔道、跆拳道比赛馆馆址位于北京海淀区北京科技大学体育馆,太阳能热水系统主要为柔道、跆拳道比赛馆提供生活热水。太阳能热水系统总热水量为55吨,日大小时用热水量为18吨,集热面积为860平方米,太阳能热水系统出水水温可在30℃—60℃间任意设定,四季运行,全天24小时供应热水。
2008年北京奥运会柔道、跆拳道比赛馆太阳能热水工程中集热元器件全采用博大光正公司生产的BDGZ—R—28B型热管型真空玻璃—金属封接式热管真空太阳能集热器。系统不仅具有耐温、抗压和抗冻等功能,同时也具有如下功能及特点;
太阳能热水系统功能:
(一)自动/手动循环控制功能
(二)自动/手动上水控制功能
(三)自动/手动辅助加热系统
(四)自动/手动集热器防冻保温系统
(五)自动低温回水抽压功能
(六)自动/手动热水出水增压系统
(七)自动/手动高温出水温度保护系统
(八)太阳能远程控制系统
(九)水温、水位显示
太阳能热水系统特点:
(一)太阳能集热矩阵呈“V”字型(意祝贺祖国奥运举办成功)
(二)热性能好,工作温度高
(三)热量小,启动快
(四)系统承压高
(五)强制换热效率高
(六)安装维修极为方便
(七)安全可靠,使用寿命长
(八)系统稳定性好
(九)整个系统不易结垢
三、太阳能集热系统设计
1、设计规范及标准
GBJ9—87《建筑荷载规范》
GBJ15—88《建筑给水排水设计规范》
GBJ242—82《采暖与卫生工程施工及验收规范》
GBJ93—86《工业自动化仪表工程施工及验收规范》
GB50364—2005《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》
GB/T18713—2002《太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范》
GB/T20095—2006《太阳能热水系统性能评定规范》
2、设计理念
1)遵循节水节能、经济实用、安全可靠、维护简便、美观协调、便于计量的原则;
2)根据使用要求、耗热量及用水点分布置情况,结合建筑形式、其他可用能源种类和热水需求量等条件;
3)采用整合设计原则,综合考虑建筑物、工况、集热器性能参数、系统配置、运行方式、使用和维修、节能与安全、经济效益等因素;
4)充分利用太阳能,大限度降低常规能源消耗量。
3、太阳能集热系统设计选型
1项太阳能系统选型
2008年北京奥运会柔道、跆拳道比赛馆太阳能热水工程系统采用强制循环双水箱直接系统,配备太阳能循环水箱、供热水箱、泵房、自控机组和远程控制系统;热水供应系统采用了干管和立管循环的方式,热水质量达到标准。本工程在行业领域中包含如下系统:
1)强制循环系统
2)集中热水供应系统
3)辅助热源控制系统
4)全日制自动启动系统
2项太阳能系统集热器选型
太阳能集热系统能获取的有效得热量主要受两个因素的影响,一是太阳能集热器本身的热性能质量,二是安装的太阳能集热器总面积。在相同的太能资源和气候条件下,为得到要求的得热量,热性能好的太阳能集热器需要安装的面积小,必须选择高效集热器,才能降低初投资,获取大的投资收益比。为适应冬季和春、夏、秋三季供热水的要求,太阳能集热系统就是闭式循环系统,这就要求太阳能集热器应有较高的承压能力。
因此,为保证太阳能集热系统运行的高效、安全和可靠,我们采用了玻璃-金属封接式热管真空太阳集热管。其特点是全玻璃真空管内置铜制热管作为集热介质通道,使集热器的承压能力提高至1.0MPa。
博大光正公司生产的BDGZ—R—28B型集热器单元组件为28支热管型真空玻璃—金属封接式热管真空太阳集热管,每支热管ø58mm,长度1800mm,热管管间距为78mm,单元组件面积为2230×1950mm=4.35m2。(如下图)
4、太阳能集热系统设计
根据系统要求,太阳能热水工程由太阳能热水循环系统、恒温、恒压供水系统、辅助加热控制系统、远程控制系统和自控机组控制系统组成。本工程太阳能集热系统所产生的太阳能热水,在一年四季中用于生活热水供应。这样既可达到全年综合利用太阳能的目的,而提高太阳能集热系统在冬季运行时的热效率。
1项太阳能集热器安装方位
全年热水供应使用的太阳集热器倾角应等于当地纬度,北京纬度是39048′,本工程为更加有利于冬季集热,将安装倾角加大至40度;冬季的太阳能高度角低,集热器安装倾角加大,则集热器表面太阳直射辐射的入射角减小,对应的太阳能辐照量增加。同时为解决冬季的防冻问题,太阳能集热管的运行介质为防冻液。
2项太阳能储热水箱设计
太阳能热水箱是太阳能集热系统和太阳热水供水系统的相接点。太阳能系统主干管路循环系统中设1台循环泵,采用2用1备,同时为保证分支太阳能集热循环系统正常工作特设1台太阳能循环增压泵;太阳能热水供应系统设1台太阳能热水供水泵,2用1备。
3项太阳能强制循环系统
为加快太阳能热交换效率,同时避免管网内积存有冷水的情况,设计时采用循环泵强制循环的方式,采用温度控制仪表控制泵的循环。室外太阳能集热器设计成串并联式太阳能热水系统,室内管道设计为串联式,以加大各支路水头损失,使得各支路循环阻力相对平衡。循环水泵的扬程足以克服管道阻力,流量满足系统集热面积。循环增压泵采用单相式,安装位置设在系统上部,因安装在室外,设计时采取安装防护罩的保护措施。
4项太阳能集中热水供应系统
太阳能供热水箱全天候24小时采用变频控制系统恒温、恒压向北京科技大学体育馆供应生活用水。
5项太阳能辅助热源控制系统
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。
6项太阳能全日制自动启动系统
系统设集中控制器,全天24小时处于检测、监督、控制运行状态,对各温度、水位设定值可根据不同使用要求和季节变换进行现场调整,系统运行参数均可显示。该自动控制系统具有如下功能:
1)太阳能系统的控制中心设在中心机房,通过电脑实现远距离控制。
2)水温、水位,电流、电压显示。
3)水温可任意设定,实现任意恒温供水,保证用户24小时连续热水供应。
4)自动温差循环,系统热效率高,并能充分利用阴天的低温热水。
5)水温、水位双路自控定温上水,系统初次供热水快。
6)供水管路实行自控恒温循环,保证用户随开随用热水。
7)系统智能自控防过热保护,储热水箱温度超过80度自动停止制热。
8)系统智能化运行,实现无人值守。
9)系统实现自动和手动切换。
5、系统设计参数
北京是太阳能资源利用的Ⅱ类地区,太阳能辐射量在5400~6700MJ/(m2.a)之间,纬度:39048′、经度:116028′。根据北京近10年的气象参数表明,水平面太阳总辐射量是5178.75MJ/m2、40°倾角太阳总辐射量是5844.40MJ/m2、太阳辐射年日照时数是2755.5小时、太阳辐射年平均室外温度是11.5℃、水平面太阳总辐射年平均日太阳辐射量是14.180MJ/m2和40°倾角太阳总辐射年平均日太阳辐射量是16.014MJ/m2。
1项根据北京气象参数表


(Ta:月平均室外气温、Ht:水平面太阳总辐射月平均日辐照量、Hd:水平面太阳散射辐射月平均日辐照量、Hb:水平面太阳直射辐射月平均日辐照量、H:倾角等于当地纬度倾斜表面上的太阳总辐射平均日辐照量、H0:大气层上界面上太阳总辐射月平均日辐照量、Sm:月日照小时数、Kt:大气晴朗指数)
2项根据气象资料得:
年太阳辐射量:水平面5178.75MJ/m2、40°倾角表面5844.40MJ/m2
年日照时数:2755.5小时
年平均温度:11.5℃
年平均日太阳辐射量:水平面14.180MJ/m2、40°倾角表面16.014MJ/m2
3项根据热水系统负荷科学计算
(1)热水设计参数
热水温度:600C,冷水温度:150C;
日用热水量:55吨
(2)太阳能集热器性能参数
集热器类型:BDGZ—R—28B型热管型真空玻璃—金属封接式太阳能集热器

(3)系统日耗热量计算

(4)太阳能集热器的定位
太阳能集热器与建筑同方位,为正南;倾角400
(5)太阳能集热器总面积确定
太阳能保证率:北京属于太阳能利用Ⅱ类地区,系统全年运行,取值0.5
热损失率ηL:取值:0.05
太阳能集热单元的得热量:每平方米集热器面积配75L
集热器面积计算:

4项根据北京科技大学体育馆(2008年奥运会柔道、跆拳道比赛馆)工程项目招标采购的太阳能热水循环系统设备招标文件要求。
四、太阳能热水工程概况
1、工作原理
太阳能集热系统采用温差控制循环,在太阳能热水箱内和每一个太阳能集热分系统上均设置温度传感器,当太阳能集热系统水温高于储热水箱温度时,集热循环泵启动,集热系统运行,通过太阳能集热器加热后的热水进入储热水箱。当太阳集热顺系统水温低于储热水箱水温时,集热循环泵关闭,集热系统停止运行,防止温度低于水箱温度的冷水进入水箱,以避免夜间和阴、雨、雪天的无谓热损失。
太阳能热水箱的补水是直接利用自来水,在水箱内设置高水位控制仪,通过高、低水位信号控制是自来水供水管路上的电磁阀,在水箱水位下降到设定的低水位时,电磁阀开启补水;补水到达设定的高水位后,电磁阀关闭停止补水。在春、夏、秋三季,即使没有太阳能热水时,自来水补水也是通太阳能热水箱予以补充。春、夏、秋三季太阳能热水按照补水控制方启停,需要补水时,信号控制太阳能热水供水泵启动,水满后停止;冬季时,自来水的补水,由补水时的信号控制自来水管上的电磁阀开启进水量,水满足后关闭电磁阀。(太阳能集热系统所产生的热水通过循环先进入1号储热水箱,水箱的容量设置为30m3,当1号储热水箱中的水的温度达到使用要求时,系统自动打开电磁阀A,循环泵B将1号储热水箱中的水迅速泵入2号储热水箱。反之,当2号储水箱中的水量降到设置的低警戒水位时,系统迅速打开电磁阀,循环泵,将2号水箱的水量补充到设定的高水位时自动关闭。)
冬季运行时,太阳能热水通过热水循环泵的一次热水,在夜间和阴、雨、雪天气太阳供热量不足时,太阳能热水箱的水温可能会低于循环回水温度,因此,太阳能热水供水泵的启停,应根据太阳能水箱内水温来控制。否则,循环回不仅不能获取热量,反而可能损失热量,造成水箱温度的下降。(辅助加热装置设置在2号水箱,2号水箱的容量设置为25m3。2号水箱为混合处理水箱,当水箱中水的温度达不到使用要求时,系统迅速启动辅助加热装置进行温度补偿;当温度达到使用要求时,系统停止补温;当温度超过使用要求时,系统迅速打开冷水补水电磁阀进行冷水补充调节水温,同时自动搅拌混合装置,2号水箱同时又为应用水箱。在出水口设置变频增压系统,保证淋浴喷头的出水压力。)
2、太阳能系统功能说明
(一)自动循环控制系统
系统控制采用Smar温差控制仪表对储热水箱与集热器矩阵的上端进行定时温度测量,当集热器矩阵上端的水的温度与储热水箱的下端的水的温度达到设定值时,系统自动打开循环系统将集热系统中的热水泵入储热水箱,同时储热水箱中的冷水进入集热矩阵,当集热矩阵中的水的温度与储热水箱中的水的温度一致时,系统停止工作,完成一个循环周期,当集热器矩阵与储热水箱的温差再次达到设置值时,系统再次自动启动,这样周而复始不断地将储热水箱中的水进行加热。
当温差小于设定的温差时,可随时手控启动、关闭循环泵。
(二)自动上水控制系统
系统设置Smar液位控制系统对储水箱中的水位进行实时控制和数码显示,当水箱中的水位降至设置的低水位时,系统自动打开补水电磁阀自动上水,当水位达到设定的高水位时,系统自动关闭补水电磁阀,用户可根据实际用水量及季节性的偏差进行随意设定上水的高极限。
(三)自动辅助加热系统
系统设置辅助加热系统,同时北京科技大学的热源系统对接。
系统设置XMT对2号混和水箱的温度进行实时测控,在设定的时间里,当水箱的温度低于下限时,控制器将自动开启北京科技大学供热管网进行辅助加热,将水箱中的水加热至温度上限,此时系统自动停止。系统设置了手动和自动辅助加热功能,用户可根据需要按“加温”键手动开启或关闭辅助加热系统。
(四)集热器防冻保温系统
集热器矩阵的循环系统,除了运用PE酚醛保温外,系统增设了集热器防冻保温系统,系统采用MXT1对管道温度进行实时监测,当管道温度在6℃时,系统启动循环泵,将储水箱中的高温水泵入集热器中,同时将集热器中的低温水顶回储水箱对集热器进行加热,达到防冻的目的,保证集热器及管道正常使用。
(五)自动低温回水抽压系统
淋浴喷头一打开即出热水,保证使用效果的同时节约用水,系统设置了管道恒温系统。系统采用XMT2对管道温度进行实时监控,当管道温度低于35℃时,系统自动启动管道环泵,将管道中的低温水抽回水箱,同时储热水箱中的高温水进入管道,对管道进行恒温,保证使用效果。
(六)热水出水增压系统
保证各用水点的使用效果,节约用水,系统采用变频自动增压系统,当打开一个或多个用水点时,系统自动打开增压系统进行增压,保证热水出水的压力恒定。
(七)高温出水温度保护系统
系统设置了水温监测系统和混合搅拌系统,当补进的水的温度超过设定的水温要求时,为了避免用户烫伤等事故,系统迅速打开冷水补水阀进行补冷水混合降温,并同时搅拌保持水温恒定。
(八)太阳能远程控制系统
系统通过计算机网络,远程控制太阳能热水系统。
(九)水温、水位显示:
在控制柜的表盘上设置各系统的水温、水位显示窗口,对各系统的工作状态进行实时监测并显示,使各系统的工作状态一目了然。
3、太阳能集热矩阵呈“V”字型(意祝贺祖国奥运举办成功)
小结
太阳能热水系统出水水质清洁卫生,系统投入使用后,得到使用单位的一致好评,且被评为奥运期间“优秀保障单位”称号。
(编辑:吕晓萌)
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