太阳能集热工程方案书Word文档格式.docx

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一年中，以7月为最多，2月最少，太阳辐射的年变化曲线呈单峰型。

与其它地区相比，潍坊的年太阳辐射量属于较多的地区，而且偏多部分并非分布在总量较多的7～8月份，而是分布在2～6月和9～12月。

2）日照时数

年日照时数平均为2060小时，日照时数最多为7月份，最少是2月份。

年日照百分率达47%，下半年日照百分率较高，均大于50%，上半年在29～46%之间，最低是3月份，为29%,从日照时数年际变化看，八十年代以后和以前相比，日照时数明显减少，1980年以前年平均日照时数为2206.2小时，1980年以后只有1860.5小时，相差345.7小时。

3、全年太阳辐照情况

根据国家气象中心提供的《中国气象辐射资料年册（2001年）》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），潍坊的水平面月均日辐照量数据如下：

1、根据国家气象中心提供的2001年全国各地日均及年总辐射数据（单位MJ/m2），我们参照潍坊检测站50953的太阳辐照情况，数据如下：

（参照北纬45°

45′东京126o46´

）：

月份

辐照量

1月

2月

3月

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月

11月

12月

日均

5.01

9.98

13.24

16.37

19.87

23.49

19.85

17.5

15.55

10.09

6.72

4.73

年总

4942.51

9月份太阳辐照量（秋分所在月）单位：

MJ/㎡

日期

1号

2号

3号

4号

5号

6号

7号

8号

9号

10号

9.14

11.31

13.88

17.45

13.77

12.60

16.59

15.24

17.56

18.98

11号

12号

13号

14号

15号

16号

17号

18号

19号

20号

16.46

17.37

15.85

6.67

19.53

11.98

14.64

17.88

18.11

16.71

21号

22号

23号

24号

25号

26号

27号

28号

29号

30号

16.60

20.68

20.81

16.22

21.74

18.68

1.69

21.47

17.86

22.58

在此工程中我们选用九月份较好天气日辐照量17.18MJ/m2为依据进行热量计算。

2、冷水计算温度：

（摘自：

《民用建筑太阳热水系统工程技术手册》）

此处基础水温按地下水温度15℃设计。

三、国家及行业相关标准

1、GB/T18713-2002《太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范》

2、GB50015-2003《建筑给水排水设计规范》

3、GB/T17581-1998《真空管太阳集热器》

4、GBJ17-88《钢结构设计规范》

5、GBJ9-87《建筑载荷规范》

6、NY/T343-1998《家用太阳热水器技术条件》

7、GB4272-92《设备及管道保温技术通则》

8、GB4706.1-1998《家用和类似用途电器的安全通用要求》

9、GB/T12936-1991《太阳能热利用术语》

10、《家用太阳热水系统热性能试验方法》

11、GB/T25966-2010带电辅助能源的家用太阳能热水系统技术条件

12、GB/T15513太阳热水器吸热体、连接管及其配件所用弹性材料的评价方法

13、GB50057建筑物防雷设计规范

第二节设计方案及系统运行原理

1、系统设计理念：

晴天时，该系统有太阳能集热器提供足量的热水，满足商业热水使用；

当阴雨天气或者用水量突然增大时，太阳能系统作用较弱，采用电加热、锅炉等辅助热源加热。

系统特点：

经济、安全、实用、环保、稳定供热。

2、用水情况及设备配置：

A:

系统用水量：

该系统日用热水量按50吨设计

B：

主要设备配置：

100组集热器模块及支架；

1个50吨集热水箱,2台热水增压泵；

2台太阳能循环泵；

系统控制系统1套；

避雷一套；

管材及配件和保温材料一批。

3、智能化太阳能、电加热互补系统运行原理示意图

（以上只是系统运行原理示意图，不代表实际连接方式）

1、定温上水

当集热器出口水的温度T1达到设定水温50℃后，电磁阀F1打开，自来水进入集热器，将热水顶入保温水箱。

当T1达到水温45℃电磁阀停止上水。

2、集热器温差循环

当储水箱水满，集热器内出口水的温度T1比保温水箱内水的温度T2高10℃以上（含10℃）时，集热循环水泵P1自动启动；

当二者之间的温差小于5℃时，P1停止运行（温差循环的温度可以设置）。

3、定时上水

每天可设定最多三次自动进水时间，电磁阀打开自动加水至设定水位，以利于用水高峰期到来前把储水箱加满。

4、低于最低水位上水

每当水位低于最低水位时，就自动加水到第二水位。

5、定温控制

阴雨天气等光照条件不利的情况下，到预约时间点，若保温水箱内的温度T2≤45℃（此温度可根据要求自行设置），则系统自行启动电加热，至T2≥50℃停止加热。

该设置保证全天候供应热水。

6、管道定温循环

到用水时段，当室内用水管道上的探测温度T3低于35℃时，电磁阀F2打开，循环泵P2启动，将管道中的冷水打入水箱；

当管道温度达到40℃时，电磁阀F2关闭。

保证用户打开用水阀门很快就出热水。

7、防冻循环

在集热循环的管道上设置一测温点T4，当该点温度低于5℃时，循环泵启动，防冻循环开始运行，10℃停止循环，防止冬季热水循环管道在停止运行期间被冻，。

8、电热带伴热功能

系统设置电伴热带，仅在系统环境温度T5低于0度启动，防止系统受冻瘫痪，可以有效解决停电可能造成的管路冻堵、系统瘫痪问题。

9.混水功能

系统可设恒温水箱用于与储热水箱进行混水。

当恒温水箱温度低于设定温度或者水位低于设定值时，储热水箱与恒温水箱间循环水泵启动，热水从储热水箱流入恒温水箱，同时冷水阀开启，保持恒温水箱水温恒定。

4.应客户要求其他设计说明

（1）该系统载荷约45kg/m2，要求屋面承重达到45kg/m2。

因系统有预制水泥基础，不会对屋面防水造成影响。

（2）该项目需集热器100组，占地面积800㎡。

（3）该项目支架基础采用建筑用砖及混凝土预制，尺寸250*250*300（单位：

mm）。

管道保温采用聚氨酯发泡保温，外包PVC管，保温厚度5cm。

（4）合同签订后10日设备进场，该项目施工期60天。

（5）该系统在集热水箱补水端安装用水计量表对水量进行计量，在供水端安装热量计量表对热水用水量进行计量，计算热量。

第三节重要项校核计算及说明

1、太阳能采光集热面积计算：

（式—1）

式中：

——系统采光面积，㎡；

——日均用水量，取50000L；

——储水箱内水的终止温度，85℃；

——水的定压比热容，4.18KJ/（㎏·

℃）；

——水的初始温度，15℃；

——当地秋分所在月晴好天气集热器受热面上日辐照量，17100KJ/㎡；

——太阳能保证率，0.5；

——集热器全日集热效率，取值为0.48。

——管路及储水箱热损失率，此处取0.2。

代入式—1中，得出：

AC=750㎡

根据客户用水情况和场地的实际状况；

我公司建议配置750平方的集热面积；

剩余不足部分有辅助加热措施完成。

第二章经济效益分析

一、项目情况

我国是工业大国，目前常规燃煤、燃油、燃气、电、沼气和其他能源锅炉运行成本高，污染环境，燃煤所产生的污染不可忽视，燃煤产生的环境污染排放物SO2与SO3，SO3含量甚微。

以SO2为主，二氧化硫是一种无色不可燃的有毒气体，主要损害上呼吸道，会诱发支气管炎、肺水肿、肺硬化等疾病，甚至死亡，已严重影响了居民的健康与生活。

无论是工业锅炉还是电站锅炉，其空气预热器在运行过程中都或多或少的存在一些问题，有的是低温腐蚀现象严重，有的是磨损、穿透、积灰现象严重，有的是二者皆具，直接影响着锅炉机组的安全经济运行。

在工业锅炉燃料结构出现重大改变的新形势下，应用太阳能热水的节能方案值得推广，无排放、无污染，属于环保节能设备，社会效益显著，替代常规能源50%的能源消耗，经济效益高。

寿命可达15年以上，远远超过其经济寿命，是实现节能减排、金色效益目标的最好选择。

二、节能效果分析

按全年晴日250天左右计算，50吨太阳能集热系统集热面积为750m2每天有效利用太阳能热量12825MJ，相对于其他常规能源每天节约成本超过1000元，并可减少人工费、设备维护费、运输和排污费等，年节省总费用约26.2万元左右。

经济效益太阳能与其他经济效益分析对照表

单位：

元

产生12825MJ热值的其他能源费用

序号

能源类型

热值（MJ/）

利用率

单价（元）

成本（元）

250天成本

1

0.6Mpa蒸汽

2700

0.9

236

1245.5556

311388.89

2

天热气

36

3.6

1425

356250

3

电

3.57

0.8

3592.437

898109.24

4

标准煤

10710

700

1047.7941

261948.53

*每年按阴雨天110天进行计算。

50吨太阳能集热系统首次投资成本约为65万元，每年维护成本3000元。

按标准煤计算，2~3年可收回成本，15年节省费用超过390万元。

另外其他能源的投资费用及维护费用未统计在内。

若再考虑到环境污染治理费用，太阳能集热系统每15年节省的费用将大大超过390万元。

第三章集热器、保温水箱、循环泵、管道、配件、保温

一、联集管集热器

JW系列真空联集管太阳集热器是成熟通用的标准化产品，产品性价比好，经济实用。

JW型联集管太阳集热器特点：

表2-1JW型联集管式太阳集热器基本参数及图例

产品型号

1800/50

外形尺寸

3940×

2200×

200mm

集热器件

全玻璃真空集热管

规格数量

Φ58mm×

1800mm×

50支

集热面积

6.4m²

承压能力

0.05Mpa

内胆材料

不锈钢板

外壳材料

镀铝锌板

保温材料

聚氨酯发泡

密封材料

硅橡胶密封圈

支架材料

角钢喷涂

自重

100kg

集热功率

太阳日辐照量17.1MJ/m²

时，日得热量为109.44MJ/组

▪集热器采用联箱式