一、太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)項(xiàng)目說(shuō)明

（一）項(xiàng)目基本情況如下：

1、項(xiàng)目共供800人使用熱水,人均日用熱水量（淋?。?0L,共需熱水48,000L。

2、太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：每天不定時(shí)供應(yīng)45℃～55℃熱水48,000L。

（二）設(shè)計(jì)參數(shù)

1、熱水用水標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《建筑給排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50015－2003的熱水用水定額，按60L/人·d計(jì)算。

2、供水溫度

設(shè)計(jì)熱水溫度50℃，冷水年平均計(jì)算水溫22℃。

3、水源及水質(zhì)

水源由城市自來(lái)水管網(wǎng)供給，水質(zhì)符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。

4、全年日平均太陽(yáng)輻照度為13.74MJ/m2。

5、太陽(yáng)能日平均熱效率55%。

6、全年平均進(jìn)水溫度22℃。

每噸水所需的集熱面積A為：A=4.18kJ/kg·℃×1000kg×（50-22）℃÷13740kJ/m2÷0.55≈15m2

（三）設(shè)備選型：

根據(jù)計(jì)算情況，選用澳倫公司研發(fā)的型號(hào)為L(zhǎng)50/1.5GF型全玻璃真空集熱管太陽(yáng)能集熱器。該型集熱器的主要參數(shù)如下：

每組真空管數(shù)量為50支，真空管規(guī)格為φ47×1500mm。

每組集熱面積為5m2，占地面積約為6m2，即每噸水3組。

所需集熱器數(shù)量：48×3=144（組）。

（四）系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、系統(tǒng)運(yùn)行原理（全自動(dòng)運(yùn)行）：

⑴系統(tǒng)的進(jìn)冷水控制

 定時(shí)、定水位進(jìn)水：太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)進(jìn)冷水采用時(shí)間和上、下限液位（雙液位）裝置控制進(jìn)水，即每天早上7:30分前系統(tǒng)必須進(jìn)冷水，水箱液位到達(dá)上限時(shí)，系統(tǒng)停止進(jìn)水，在使用熱水過(guò)程中，水箱液位低至下限時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)補(bǔ)水，補(bǔ)水至液位上限時(shí)，系統(tǒng)停止進(jìn)水。

⑵溫差強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)控制：

本套太陽(yáng)能系統(tǒng)集熱循環(huán)方式為溫差式強(qiáng)制循環(huán)（與傳統(tǒng)的自然循環(huán)方式對(duì)比；熱效率可提高15%），溫差強(qiáng)制循環(huán)加熱系統(tǒng)由微電腦控制，采用可編程定溫差進(jìn)行交換加熱，其工作原理為：在溫差器上編程設(shè)定工作溫差（+5℃），即當(dāng)集熱器的水溫高出保溫水箱水溫5℃時(shí)，集熱循環(huán)泵啟動(dòng)運(yùn)行，把水箱底部的低溫水輸送到集熱器加熱，而集熱器的高溫水被泵回水箱里，在交換過(guò)程中溫差回復(fù)到2℃時(shí)，循環(huán)泵停止工作。

⑶系統(tǒng)的出熱水控制：

太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)的熱水在集中加熱水箱中經(jīng)輔助加熱設(shè)備檢測(cè)水溫后采用全天開(kāi)放。為保證各用水點(diǎn)熱水質(zhì)量，系統(tǒng)熱水管網(wǎng)配置了自動(dòng)回水裝置。

2、輔助加熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：

為保證陰雨天氣時(shí)太陽(yáng)能生產(chǎn)的水溫達(dá)不到要求時(shí)能正常供應(yīng)熱水，太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)采用空氣能熱泵熱水機(jī)作輔助加熱器，輔助加熱由微電腦控制，具有可編程定時(shí)、定溫全自動(dòng)運(yùn)行功能,具有缺水保護(hù)和超溫保護(hù)功能，具有故障自檢功能。工作原理：在設(shè)定時(shí)間如15：00保溫水箱的水溫未達(dá)到設(shè)定下限值45℃時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)熱泵加熱，在運(yùn)行過(guò)程中，保溫水箱水溫升高到上限溫度值55℃時(shí)，系統(tǒng)的熱泵停止運(yùn)行；在運(yùn)行過(guò)程中，在供熱水時(shí)間內(nèi)，輔助加熱熱泵處于待命狀態(tài)，以保證供水溫度的穩(wěn)定性。

3、供熱水系統(tǒng)：

集熱器、水箱、熱泵機(jī)組等所有設(shè)備在樓面上，每間宿舍一套獨(dú)立的淋浴具。系統(tǒng)的冷水進(jìn)水管及供熱水管道均設(shè)置在管道井內(nèi)。所有的室內(nèi)熱水系統(tǒng)及其保溫均由設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)。每間宿舍一套獨(dú)立的洗浴系統(tǒng)，控制簡(jiǎn)單，管理、維護(hù)方便。

（五）保溫技術(shù)

1、保溫材料的選用：系統(tǒng)的回水管、供熱水管以及太陽(yáng)能真空管集熱器的上下循環(huán)管均采用橡塑保溫材料保溫，所有的管道保溫厚度為40mm，水箱內(nèi)膽采用食品級(jí)SUS304不銹鋼板，外殼采用SUS202B不銹鋼板，內(nèi)膽與外殼之間采用環(huán)戊烷HCF141B聚氨酯整體發(fā)泡，發(fā)泡保溫層厚度為60mm。

2、保溫的方式：管材采用SUS304不銹鋼，駁接處采用氬弧焊接，采用橡塑保溫材料保溫，厚度為40mm，扎防曬扎帶后外層采用0.4mm鋁板扣接保護(hù)。

（六）性能論述

目前國(guó)內(nèi)使用的太陽(yáng)能集熱器主導(dǎo)產(chǎn)品為真空管集熱器，采用“澳德紳”品牌真空管，技術(shù)參數(shù)為：

材料為高硼硅特硬玻璃，吸收率≥94%；

太陽(yáng)吸收比：α≥0.86（AM1.5）

半球發(fā)射比：εh≤0.080（80℃±5℃）；

平均熱損系數(shù)：ULT≤0.85W/m2·℃；

真空度低于：5.0x10-2Pa；

真空管承壓：≥0.6Mpa；

真空管的外形尺寸：φ47mm×1500mm。

（七）系統(tǒng)配置主件

主體工程

（八）太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)照片

二、空氣能熱泵熱水系統(tǒng)項(xiàng)目說(shuō)明

（一）項(xiàng)目基本情況如下：

按照廣東歷年氣象資料統(tǒng)計(jì)，平均每年有290天為太陽(yáng)能采光良好天氣，即有75天需要輔助加熱。

1、熱水總供應(yīng)需求量：48噸55℃熱水

2、取用數(shù)值指標(biāo)

（1）室外環(huán)境溫度：

夏季32℃過(guò)度季24℃冬季12℃

全年平均氣溫：22℃冬季最低氣

溫7℃

（2）冷水溫度：夏季28℃過(guò)度季18℃冬季12℃

全年平均水溫：22℃冬季最低水溫10℃

全天候供熱水，24小時(shí)有熱水供應(yīng)。

3、機(jī)組選型（1）日用熱負(fù)荷：

根據(jù)公式：Q熱=c×m×△T（按進(jìn)水溫度15℃，出水溫度55℃計(jì)算）

注明：Q熱:熱負(fù)荷（kcal）

C:水的比熱（1kcal/㎏·℃）；m:日用水總量（㎏）；

△T:水溫差，出水溫度-進(jìn)水溫度（℃）

系統(tǒng)日用熱負(fù)荷：Q熱=1×48,000×（55℃-15℃）=1,920,000kcal

以上耗熱負(fù)荷按滿足冬天最低補(bǔ)水溫度15℃所耗熱量計(jì)算。

系統(tǒng)均選用ARG-12S型熱泵熱水機(jī)組。根據(jù)系統(tǒng)需求日用熱負(fù)荷和單臺(tái)產(chǎn)品ARG-12S型熱泵熱水機(jī)組技術(shù)指標(biāo)。工程熱水系統(tǒng)需配制熱泵主機(jī)如下：

換算單位：1kcal=1.163×103kJ

系統(tǒng)：（1,920,000×1.163×10-3）/（11kw×3.6×9小時(shí)）≈ARG-12S6臺(tái)；

系統(tǒng)為保證正常安全地供應(yīng)熱水，計(jì)劃主機(jī)按每天工作9小時(shí)計(jì)算，系統(tǒng)保證24時(shí)供熱水，需采用六臺(tái)ARG-12S型熱泵主機(jī)。

（二）空氣能熱泵熱水機(jī)技術(shù)性能參數(shù)

ARG—12S型空氣能熱泵熱水機(jī)主要技術(shù)性能參數(shù)

注：本技術(shù)參數(shù)是在名義工況:室外干球溫度20℃，進(jìn)水溫度為15℃，出水溫度為55℃下測(cè)得。

（三）空氣能熱泵熱水機(jī)節(jié)能分析

1、運(yùn)行后：實(shí)際工作時(shí)間為75天

實(shí)際工作時(shí)間為：

48噸熱水所需吸熱量為：Q熱=1×48,000×（55℃-18℃）=1,776,000kcal

六臺(tái)機(jī)組天實(shí)際平均加熱時(shí)間為：（1,776,000×1.163×10-3）/（11kW×3.6×6）kW≈8.7小時(shí)

2、機(jī)組效率計(jì)劃：

熱水系統(tǒng)溫度平均變化量T0：55℃-18℃=37℃

每天加熱48噸水到55℃耗電量：8.7h×11kW×6臺(tái)=574kW·h

全年耗電量≈574kW·h×75天≈43,050kW·h

綜上分析，太陽(yáng)能+熱泵供熱水系統(tǒng)在陰雨天需啟動(dòng)熱泵輔助加熱時(shí)，加熱時(shí)間在9小時(shí)左右制熱水量可達(dá)48噸以上，熱水運(yùn)行費(fèi)用約為34,440元(電價(jià)按每kW·h0.8元計(jì)算)。

（四）經(jīng)濟(jì)運(yùn)行對(duì)比分析

1、各種熱源熱值

2、每噸熱水成本比較（以1噸15℃的冷水加熱到55℃，需吸收40000kcal的熱量為例）

（五）實(shí)際運(yùn)行情況測(cè)定與分析

1、為驗(yàn)證整個(gè)熱水系統(tǒng)的所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益，該企業(yè)為整套系統(tǒng)加裝了水表和電表，通過(guò)兩年的運(yùn)行測(cè)定統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如下：

從使用情況看，實(shí)際用水量略低于設(shè)計(jì)用量，這與設(shè)計(jì)意圖相符，同時(shí)使用單位把熱泵的主要運(yùn)行時(shí)間設(shè)定在谷底用電時(shí)間，平時(shí)只做保溫運(yùn)行，因此節(jié)能效果更加明顯，運(yùn)行費(fèi)用也更加低廉，達(dá)到了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益最大化。