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上海市松江区泗泾镇高技路655号
 
    昆达电脑科技职工宿舍太阳能热水工程

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、概况
1、名称:昆达电脑科技(昆山)职工宿舍太阳能热水工程;
建设地点:江苏省苏州昆山中华园路(工业园区);
北纬31°19′经度120°37′;
气象资料:根据气象中心提供的全年太阳辐照资料《气象辐射资料年册》全国各地水平面总日射月均日辐照量及年总辐照量数据(单位MJ/m2)

年总平均日辐照量为:4571.74÷365=12.5KJ/㎡,
2、此工程为员工住宿宿舍热水洗浴系统,建筑总面积为2000㎡,建筑高度为24米;楼层6米,廊式宿舍建筑。分散卫生间供水,每层有26个房间,每个房间住宿人数为4~8人,底层为超市等公用建筑,总人数为:800人左右,每天洗浴人数为:650人左右。楼顶为平顶式建筑。
要求:定时供水,供水时间为18:00~22:00,4个小时,供水水温50℃,辅助系统:原有燃油锅炉作为太阳能热水系统辅助装置。
3、设计依据:GB50015《建筑给水排水设计规范》
GB50364《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》
GB/T18713《太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范》
GB8175《设备及管道保温设计导则》
GB4272《设备及管道保温技术通则》
GB50205《钢结构工程施工质量验收规范》
GB20268《给水排水管道工程施工及验收规范》
GB/T12936《太阳能热利用术语》
GB/T17581《真空管太阳能集热器》
《民用建筑太阳能热水系统工程技术手册》(化工出版社06版)
《住宅建筑太阳能热水系统一体化设计、安装与验收规程》
《太阳热水系统与建筑一体化设计标准图集》(江苏省工程建设标准站)
二、设计参数的确定
热水用水标准参考《民用建筑太阳能热水系统工程技术手册》中“单身职工宿舍、学生宿舍、招待所、培训中心、普通旅馆”用水量,见下表

我们根据上表可选择供水温度:50℃。供水量为每人每日49L~73L.
我们选择每日每天用水量为:qr=50L/人•d;
则总水量为:650人×50L/人=32.5吨≈34吨。
水源水质:水源为市政管网供水,水质符合现行《生活饮用水卫生标准》。
三、太阳能集热系统的设计
1、太阳能集热系统我们选择为真空管竖插焊接支架式。真空管式适合用于中、北部地区;竖插式保证更好的对流热交换及采光;焊接支架式可以根据楼型、地域等因素调整出好的效果。
2、设计日大用水量为:34吨。
QRd=m×qr
式中:
QRd—大日用水量L/d;
m—使用热水人数650人;
qr――用水量定额L/人•d。50L/人•d
代入公式计算:QRd=32500L/d取QRd=34000L/d
3、太阳能集热面积计算:
太阳能热水系统所需的集热面积可根据用户每日用水量和用水温度确定,计算公式如下:
As=QrdC(tr-tl)
JT(1-)
式中:
As——系统集热器采光面积,㎡;
Qrd——日大用水量,取34000L,
tr――――-水箱内供水温度50℃
tl—-水的初始温度15℃
C——水的定压比热容,4.18KJ/(㎏•℃);
——倾角等于当地纬度集热器总面积上的年平均日或月平均日太阳辐照量,取13127KJ/㎡;(年平均日辐照量)
——太阳能保证率,无量纲,0.6;
——集热器全日集热效率,0.49;
——管路及储水箱热损失率,0.20;
代人公式计算:As=612㎡
我们选择Φ58×1800mm×26支真空管模块,每组集热面积4.5㎡,太阳真空集热管数量为26支。则需要真空管模块数量为:612㎡/4.5㎡=136组(真空管模块)
此真空管模块采用新一代特效真空管(三靶真空管)规格为外径Φ58毫米,长度1800米。
工艺特点:
1、采用的玻璃为特硬高硼硅玻璃3.3真空磁控溅射铝氮铝选择性吸收涂层,太阳光谱吸收比≥0.90,热发射率≤9%,热损小,保温效果好,集热效率高;并可抵抗直径为25㎜的冰雹正面冲击,真空管承压可达0.6MPa,耐候性好;使用寿命可达15年以上。
2、金属反射层(铜离子镀膜层)、吸收层(不锈钢氮化铝金属离子镀膜层)、减反层(氮化铝)
3、耐高温:独有的三靶工艺,吸收层特有的不锈钢氮化铝,经400℃高温,膜层不会老化,性能不衰弱,耐高温性更好,使用寿命更长。
4、三靶工艺,反射层特有的超纯铜反射膜层,真空夹层特殊处理,纯净无杂质,热散失量更少,能抵抗-40严寒而正常工作。

模块联箱内胆采用进口的SUS304/2B不锈钢板,壁厚0.6㎜;耐腐蚀性能好,放出的热水保证对人体无任何损伤。
保温为整体发泡,我公司产品采用电脑高压全自动聚氨脂发泡机发泡,将进口的聚氨酯黑料与白料在高压喷枪出口处充分混合后,在外壳与内胆形成的空腔中,以高压喷射的方式充入并发泡,形成均匀细密且互相不连贯的气孔,并经高温熟化处理,保温层厚度大于60㎜。
4、太阳能系统运行方式:
此工程采用定温放水、水满后温差循环的运行方式,此运行方式有利于大限度的节约辅助能源的使用,达到节能减排的目的。

水温、水位显示:储水箱、集热器温度显示:0~99℃,温度误差±2℃。水位显示实时水箱水位高度,单位是厘米。
自动补水:用户可根据需要,设定水箱上限液位。控制器有2种进水控制方式:手动进水、定时自动进水。
(1)定时自动进水:控制器可按设定的时间,自动启动进水,水位达到上限液位时,停止进水。一天可设置3次进水时间。
(2)手动进水:可以手动启动进水,到上限液位时,自动停止进水。
无论在何种控制状态,当水位低于设定低水位时,控制器会自动启动进水,将水补至设定低水位,实现下限液位保护;(为保证所用热水品质,充分利用太阳能,减少辅助能源消耗,在设定的用水时间段不执行下限液位保护,在设定低水位时应考虑上午时段的用热水量,避免供水中断)
定温放水:在水箱不满的情况下,当集热器温度(T1)大于设定温度上限,电磁阀打开,自来水将集热器内的高温水顶进水箱;当集热器温度(T1)低于设定温度下限时,电磁阀关闭。
集热温差循环:在水箱水满的情况下,当集热器内水温与储水箱内水温的差值(T1-T2)大于等于设定温度上限时,循环泵启动,将冷水打进集热器,热水被顶进储水箱,当温差(T1-T2)小于等于设定温度下限时,循环泵停止。
水位保护:当水箱水位低于设定的保护水位时,电磁阀打开,向水箱内补水,达到设定水位,电磁阀关闭。
防冻控制:当防冻点温度(T3)小于设定温度下限时,防冻输出(循环)启动;当防冻点温度(T3)大于设定温度上限时,停止输出。
辅助加热:当水箱内水温低于设定温度下限时,燃油锅炉和循环泵(P2)同时启动;当水箱内水温高于设定温度上限时,燃油锅炉和循环泵关闭。
5、计算热循环水箱的有效容积:
热循环水箱的有效容积为:
V=B1•As
V-集热循环水箱有效容积L
B1-经验数据取50L/㎡•d
As-集热器的集热面积㎡612㎡
代入公式:V=30.6吨≈31吨
由于此工程为定时供水,所以我们选择将循环集热水箱与恒温供水水箱合二为一,所以水箱的容积为:取全日高用水量34吨
6、集热器选择及平面布置;水箱位置确定;管路布置
由于楼顶面积限制,我们选择为现场焊接支架式支架角度为当地的北纬度角度。(更有效的利用楼顶面积)太阳能模块。分为3个系统,各系统分别为4排并联,每排模块的分别为11组模块串联、11组模块串联、12组模块串联,根据现场的实际情况确定太阳能的布置。确保产生足够的热水。见布置图
水箱位置根据甲方已有的水箱基础确定(楼顶承重位置)在楼梯间上方,以两侧承重墙为主要承重,槽钢与工字钢为底座。
管路位置确定依据《建筑给水排水设计规范》,确保做到热水管路尽量短,水水流方向的倾斜度为3%0,各循环管路应符合同程布置等各项标准。
管材选型:选用国标内衬塑钢管,清洁卫生,防腐耐用。
既有钢管的高强度高钢度,又具有塑料的耐腐蚀性能,流体阻力小,不混生细菌,有良好的防胀、防结垢及保温等性能
7、集热循环流量及集热循环水泵的选择
设计参数:工作流量:真空管型太阳能集热器按照0.01~0.02L/(sm),本系统取0.015计算;
根据公式:QX=B2•As
QX—集热循环流量(L/s)
B2――集热器单位面积循环流量
As—集热器集热面积(㎡)
则可计算得出:每平方米集热面积的流量为:0.0138L/s
水泵选择:计算需要扬程:太阳能和水箱的高度差+管道的阻力损失
根据流量和扬程的曲线表选择合适的水泵。

四、辅助热源
大小时补热量:我们考虑加热时间为5小时
则每小时加热水量为:
Qrh=Kh•qr•m÷T(L/h)
Qrh—设计大小时热水量L/h
qr—热水用水定额L/人•d50L/人•d
m—使用热水人数用水设计单位数650人
T—热水供应时间h5小时
Kh—小时变化因数
通过上式计算可得出Qrh=8吨
Qh=Kh•qr•m•C(tr-tL)ρr÷86400
Qh—大小时耗热量
m—用水计算单位数8000kg
qr—热水用水定额
C—水的比热4.18J/kg•℃
tl—冷水稳定15℃
tr—热水稳定50℃
ρr—热水密度。Kg/L
通过上式计算可得出Qh=1170400KJ≈28万大卡
设备:使用甲方原有的燃油锅炉作为辅助热源能充分满足。加热水量取总水量的1/2左右(可调整)原有锅炉可供其所以员工使用,水量充足。
五、供水热水系统设计
本工程热水供应系统包括:储热水箱、控制系统、供水回水管路系统。
储热水箱:甲方已有的水箱基础确定(楼顶承重位置)在楼梯间上方,以两侧承重墙为主要承重,槽钢与工字钢为底座
控制系统:根据热水系统各个功能进行设计,同水泵一起放置在楼梯间内。详见附图:控制设计图
热水供应系统:为甲方原有的供水系统。
六、设计图



七、保温技术
1、管道保温材料选择原则:
(1)热导率低、价格低、一般说来,二者乘积小的材料较经济,在二者乘积相差不大时,热导率小的经济。
(2)容重小、多孔性材料。这类材料不但热导率小,而且保温后的管道轻,便于施工,也减少荷重。
(3)保温后不易变形并且有一定的抗压强度。好采用板状和毡状等成型材料;采用板状材料时,要采用防止其由于压缩等原因而变形的措施。
(4)保温材料不宜采用有机和易燃物,以免生虫、腐烂、生菌、引鼠或发生火灾,当采用上述材料时,要进行处理。
(5)宜采用吸湿性小、存水性弱、对管壁无腐蚀作用的材料。
(6)保温材料应采用非燃和难燃材料,必须符合《建筑设计防火规范》等规定的防火要求。对于电加热器等的保温,必须采用非燃材料。
2、保温材料计算:
保温层厚度计算:
δ=3.14•dw1.2•λ1.33•τ1.76/q1.5
式中:δ—保温层厚度,mm
dw—-管道或圆柱设备的外径,mm
λ—-保温层热导率,KJ/(h•m•℃)
q—–保温后的允许热损失KJ/(h•m)可采用下表

3、太阳能部分保温:保温为整体发泡,我公司产品采用电脑高压全自动聚氨脂发泡机发泡,将进口的聚氨酯黑料与白料在高压喷枪出口处充分混合后,在外壳与内胆形成的空腔中,以高压喷射的方式充入并发泡,形成均匀细密且互相不连贯的气孔,并经高温熟化处理,保温层厚度大于60㎜。
八、热水系统性能评定
系统运行良好,此工程为一期改造工程,根据甲方要求现在已经为二期工程做准备。

九、经济效益分析
1、工程总造价:为120万元太阳能系统日产64吨水,净温升35℃。
2、太阳能与常规能源对比,以1吨水量计算。全年按平均日照时间280天计算
工业用电单价0.80元/度,电的当量热值为3600kJ/度电热水器效率为95%;柴油6元/㎏,天然气2.5元/m3,当量热值为35000KJ/m3,燃气热水器效率为85%;当量热值为46040kJ/kg燃油锅炉效率为80%。
1吨水温升35°需要的热量值为:
1000(水量)×4.18(比热容)×35(温升)=146300KJ
产生146300kJ热量(1吨温升35℃的热水)需要的柴油量为:
146300/(46040×80%)=3.97Kg
产生146300kJ热量(1吨温升35℃的热水)需要的电能为:
146300/(3600×95%)=42.78度
产生146300kJ热量(1吨温升35℃的热水)需要的燃气为:
146300/(35000×85%)=4.92m3
每年的运行费用分别为:
太阳能:(365-280)×2737.8×0.8=186170.4元
油锅炉为:254.2×365×6=556698元
电锅炉为:2737.8×365×0.8=799437.6
燃气锅炉:314.7×365×2.5=287163.75
4、计费方式及热水价格
此工程为免费供员工使用的福利工程。
十、案例实景照片


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