一、 設計依據
1.《建築給誰排水設計規範》gb50015-2003
2.《民用建築太陽能熱水系統應用技術規範》gb50364-2005
3.《太陽能熱水系統設計、安裝及工程驗收技術規範》gb/t 18713-2002
二、 設計引數
1. 氣象引數
年太陽能輻照量:水平面5179mj/㎡,40度傾角表面5845mj/㎡
年平均日平均輻照量:水平面14.2mj/㎡·d,40度傾角表面16mj/㎡·d
年日照時數:2756h
年平均每日日照時數:7.3h
年平均環境溫度:13℃
2. 集熱器引數
全玻璃真空管集熱器
集熱器引數
三、 熱水用量
熱水用水量標準和用水量詳見表1。日用水量為396.84m3/d,最大時用水量為57.2m3/h。
生活熱水用水量表表4
四、 熱媒
熱媒採用鍋爐房提供的蒸汽(壓力為0.40-0.50m pa)加太陽能輔助加熱,以達到部分解能的目的。
五、 供水方式
整個專案的熱水**主要以鍋爐房提供的蒸汽為熱媒,通過水幫浦房內的浮動盤管換熱器提供整個醫院的熱水需要。熱水系統採用機械迴圈,24小時供水。
太陽能系統作為鍋爐供熱的補充。太陽能系統產生的熱水作為自來水的一次補熱熱源。即:
太陽能加熱出的熱水儲存在儲熱水箱中,當達到設定溫度時(如30),儲熱水箱中的熱水通過板式換熱器對自來水承壓水箱中的自來水進行一次補熱。提高浮動盤管換熱器補水的初始溫度,達到節能目的。當溫度不夠時,直接由自來水承壓水箱補水,太陽能補水和市政補水根據太陽能集熱器水箱中水的溫度進行自動控制進行切換。
六、 太陽能系統
太陽能熱水系統執行原理如下所示:
注:太陽能系統不包括藍色部分
該熱水系統是由太陽能熱水系統和補熱系統兩部分組成,為了更好的利用太陽能熱水系統,達到節能降耗的目的,我們採用太陽能與容積式換熱器共同補熱的方式:在天氣情況良好,日照充足的情況下,太陽能系統加熱出的熱水水溫達到使用要求時(如》40℃),容積式換熱器補熱系統不必啟動,熱水流經換熱器送至用水點。在天氣情況對理想時(如:
陰晴變化),太陽能加熱出的熱水達不到使用的標準,則必須通過容積式換熱器進行補熱之後送至用水點。依此減少鍋爐的耗能量,達到節能目的。在長期陰雨天的情況下,太陽能熱水系統加熱的水溫達不到設計要求時。
即t4-t5<10℃(可以根據使用情況自行設定)時,太陽能系統不再通過板換對自來水進行補熱,使用熱水直接通過容積式換熱器加熱得到。
(1)全玻璃真空管太陽能系統:
全玻璃真空管太陽能熱水系統是由:桑普全玻璃真空管太陽能集熱器、太陽能水箱、迴圈幫浦、管路等組成。全玻璃真空管太陽能熱水系統採用定溫防水的執行方式。
控制系統實現了智慧型化、全自動運作。還可以完成對防凍、補水、輔助加熱過程的自動控制,同時具備手動加熱、手動上水等控制功能。主要功能說明:
(2)太陽能熱水系統的迴圈方式:
全玻璃真空管太陽能熱水系統採用定溫放水的執行方式。即:在集熱器上設定溫度感測器t3。
當檢測到t3大於設定溫度時,微電腦控制器開啟迴圈幫浦,通過迴圈幫浦產生的水壓將水箱中較冷的水頂入集熱器中。與此同時,集熱器中被加熱且達到設定溫度的水送入水箱。當檢測到t3小於設定溫度時,微電腦控制器關閉迴圈幫浦,使未達到設定溫度的水在集熱器中加熱。
等待溫度達到設定值要求時,須環幫浦再次開啟。依此往復執行將集熱器吸收的太陽能置換到水箱裡的水中。
(3)太陽能熱水系統的補水:
由於系統太陽能加熱迴圈系統與用水迴圈系統是相對獨立的,太陽能熱水系統加熱出的熱水作為自來水的家熱源。我們採用浮球閥控制水箱水位。
(4)太陽能迴圈迴路的防凍:
防凍採用微迴圈的防凍方式。在太能迴圈管路溫度較低的部位設定乙個溫度探頭—t2,在室內上水管路上設定另乙個溫度探頭—t1。因為室內自來水管不會結凍,當t1-t2>4℃時,迴圈幫浦啟動,通過迴圈、液體流動起到集熱器與管路的防凍作用。
當t1-t2<2℃時防凍迴圈幫浦停止執行。依此保證迴圈管路及集熱器在較冷的冬季不被凍壞,系統正常執行。
七、 太陽能系統引數
1. 太陽能集熱器面積確定
該系統熱水**,以燃氣鍋爐為主,太陽能為輔,因此,太陽能集熱器面積的確定主要考慮屋頂實際安裝面積和投資問題。根據初步布置,確定太陽能集熱器面積為1200平方公尺,共計200組全玻璃太陽能集熱器。
2. 系統得熱量
太陽能系統全年平均效率取50%,北京地區年日平均太陽能輻照量為16mj/㎡·d,年平均每天日照時間7.3小時。白天,太陽能系統共計得熱量為9600mj(2666.
7kwh),平均到7.3小時考慮,白天太陽能系統供熱功率約為365.3kw。
3. 儲熱水箱容積
在供水系統中太陽能系統要對自來水進行首次加熱。即:太陽能集熱器吸收的熱量儲存到水箱中,水箱中的能量再通過板式換熱器傳輸給自來水。
所以儲熱水箱的容積主要取決於太陽能集熱器的採光面積。在春、夏、秋晴好天氣的情況下太陽能輻照量會高達24mj/㎡·d,為了減少水箱中水垢的生成,我們設計水箱水溫最高為55℃,即水溫最多溫公升40℃。1200平方公尺的採光面積、太陽能系統效率為50%的情況下,日產水量為86噸,所以我們設計儲熱水箱警容水量為90噸。
4.迴圈系統
太陽能迴圈
主管道dn150;
迴圈幫浦:q=40m3/h,h=0.30mpa
八、 太陽能裝置位置
1. 太陽能集熱器:放置在屋頂
2. 儲熱水箱:放置在裝置間
3. 水幫浦:裝置間
4. 控制器:裝置間
九、屋面承重
太陽能集熱器平均載荷為50~60kg/㎡;
屋面要求上人屋面
十、太陽能系統主要裝置一覽表
十一、太陽能系統裝置間供電
太陽能系統防凍迴圈幫浦:電機〉5.5kw,3×380-415v,50hz
裝置間裝置總供電量約:6kw
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