可再生能源建筑应用示范推广项目申请报告太阳能项目 精品Word文档格式.docx
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全自动运行，不需专人看管，在阴、雨、雪天，启动辅助电加热系统，可全天候供应热水。
3、技术方案
（一）围护结构体系
1、外墙
科达学校宿舍楼包括1#、2#、3#楼，砖混结构，砌体部分采用煤矸石烧结多孔砖。
外墙采用挤塑聚苯薄抹灰体系。
本体系是采用挤塑聚苯板作为建筑物的外保温材料，当建筑主体结构完成后，将苯板用专用粘沙浆要求粘贴上墙。
然后在苯板表面抹聚合物砂浆，其中压入耐碱涂塑玻纤网格布加强以形成抗裂沙浆保护层，最后以腻子和涂料的装饰面层。
保温层为5CM聚苯板，主体部位传热系数为0.622-0.714W/（m²
·
K）,热桥部位传热系数为0.815W/（m²
K）；
外墙平均传热系数为0.67W/（m²
K）。
建筑耗热量指标13.4w/m²
。
内表面温度为15.99℃
2、外窗
本项目采用85系列塑钢中空玻璃窗，5+9+5，保温性能2.7W/（m²
K），外窗气密性不得与GB/T7107规定的3级水平，抗风压性能4级。
窗墙比为：
北，0.27南0.26东0.04西0.04
体形系数为：
S=0.26
数据显示窗墙比不大，对减少外窗热损耗非常有利。
3、保温
屋面为65厚聚苯乙烯泡沫塑料板
墙面为50厚聚苯乙烯泡沫塑料板
传热系数低于0.60W/（m²
K），满足于《河南省居住建筑节能设计标准》有关于屋面传热系数的要求。
4、不采暖楼梯间
不采暖楼梯间隔墙做法采用2cm厚聚苯颗粒保温，传热系数为0.932W/（m²
K），小于《河南省居住建筑节能设计标准》规定的限制要求。
5、热桥部位
按照《外墙保温构造》要求对热桥部位进行处理，避免热桥部位结露。
满足于河南省居住建筑节能设计标准的节能50%的要求。
（2）、冷热负荷估算
本项目无采暖空调措施，此不作阐述。
（三）、示范技术设计方案
1、方案论述
（1）应用分析
社会在不断的发展，热水文明的呼声日渐高涨。
人们的生活在不断提高，对生活质量有了更高的要求，热水使人们健康生活不可缺少的部分，但是能源的大量消耗与人们对热水的需求产生了矛盾，而太阳能工程的诞生解决了这一矛盾，太阳能工程投资相对成本低，对环境不会造成污染，是人们使用能源的最佳选择，太阳能工程将给人们带来健康的生活，推动时代文明的进步。
长期以来，人们就一直在努力研究利用太阳能。
我们地球所接受到的太阳能，只占太阳表面发出的全部能量的二十亿分之一左右，这些能量相当于全球所需总能量的3-4万倍，可谓取之不尽，用之不竭。
太阳能和石油、煤炭等矿物燃料不同，不会导致"
温室效应"
和全球性气候变化，也不会造成环境污染。
正因为如此，太阳能的利用受到许多国家的重视，大家正在竞相开发各种光电新技术和光电新型材料，以扩大太阳能利用的应用领域。
特别是在近10多年来，在石油可开采量日渐见底和生态环境日益恶化这两大危机的夹击下，我们越来越企盼着“太阳能时代”的到来。
从发电、取暖、供水到各种各样的太阳能动力装置，其应用十分广泛，在某些领域，太阳能的利用已开始进入实用阶段。
我国土地辽阔，幅员广大，在中国广阔富饶的土地上，有着十分丰富的太阳能资源。
全国各地太阳年辐射为3340MJ/m²
-8400MJ/m²
，中值为5852MJ/m²
全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000小时，辐射总量高于5000/m²
a。
一般来说，在年日照时数大于1200小时，年太阳辐射量大于3500MJ/m²
的地区，宜设计选用太阳能利用系统。
鹤壁市位于河南省北部，太行山脉东麓和华北平原的过渡地带。
属暖温带半湿润型季风气候，四季分明，光照充足，温差较大。
春季多风少雨，夏季湿润炎热，秋季秋高气爽，冬季寒冷多雾。
年平均气温14.2-15.5℃，年降水量349.2-970.1mm，年日照时数1787.2--2566.7小时。
鹤壁市太阳日总辐射年变化图
鹤壁市太阳月总辐射图
鹤壁市地处我国太阳能资源的中等类型区，年平均日照时数2320.3小时，年平均日照百分率53%，水平面上年辐射总量4744.8MJ/m²
，阴雨天数少。
年辐射总量在全国居中，具有较好的太阳能资源条件。
太阳能热水系统与传统的能源热水系统相比
项目
太阳能系统
燃煤锅炉
燃油锅炉
燃气锅炉
电锅炉
燃料种类
煤炭
柴油
天然气
电能
安装简易度
简单、迅捷
安装相对麻烦，工程量大
安装相对麻烦，工程量中等
安装相对麻烦，工程量适度
增容费项目
无
燃料输送费，燃煤增容费
燃煤增容费
电力增容费
污染情况
相当严重
非常严重
严重
有
室内占地
不占
15m2~20m2
能源情况
取之不尽
紧缺
审批程序
麻烦
运行噪音
运行噪音大，设备震动大
运行噪音大，有设备震动声
与设备情况有关，杂音较小
相对较小
运行管理
简单
由于存在燃料运输监控，管理较麻烦
中等
相当简单，但需专人看守
需人员数量
无需专人
2~3人
1~2人
1人
操作人员技术水平
一般
较高
需懂电气
社会效益评价
很高
适中
高
太阳能热水系统与传统的能源热水系统相比较，具有以下优点:
第一：
太阳能热水系统工程在满足客户同等的热水使用需求的条件下，与传统能源热水系统（如燃油热水炉、电热水器等）相比较，除一次性购置费较高外，其他各项费用几乎没有，且安全、环保、不占用室内空间；
而传统能源热水系统无论从使用费用、维护费用、成本方面都远远高于太阳能热水系统，而且存在安全隐患，并造成环境污染。
第二：
日前国内燃气等传统能源热水系统使用寿命为5-8年左右，而且期间每年需要检修和维护，费用平均万元左右，而太阳能热水系统免除上述费用，加上完善的售后服务，使我们的用户可降低该项维护费用。
第三：
我国是能源消耗大国，日前油价、电价纷纷提高，为缓解能源危机现在国家大力提倡使用绿色环保能源，所以说采用太阳能热水系统，体现了我们用户的环保、节能意思，符合时代发展潮流。
第四：
至今为止，全国因燃气泄漏、爆炸而造成的人员伤亡财务尽毁的重大事故屡见不鲜。
如何消除、避免安全隐患成为广大燃气热水器用户们最为关注的问题。
再次，鹤壁是全国循环经济试点市。
鹤壁积极探索经济可持续发展的方向和途径，在全国较早提出了发展循环经济，并作为走新型工业化道路的重要战略举措，走出了一条速度质量统一、节能环保并重的新兴工业路子，被确定为全国首批循环经济试点市【鹤壁、宁波、铜陵、贵阳、重庆三峡库区、北京、上海和江苏省、山东省、辽宁省】。
近几年来，鹤壁市规划并推进建设了48个重点循环经济项目，总投资达到71亿元，2006年11月，吴邦国委员长到鹤壁考察循环经济，勉励鹤壁为全国循环经济发展树立起标杆。
2007年鹤壁市在中国·
欧盟循环经济论坛上交流了经验，在全国循环经济试点工作会议上收到表扬。
同时鹤壁被国家确定为循环经济标准制定城市，参与全国循环经济标准制定。
鹤壁是全国既有建筑节能改造示范城市，可再生能源建筑应用具有良好的推广社会环境。
因此，在本项目中应用太阳能热水系统，在太阳能资源条件、技术、经济社会等方面完全可行。
（2）设计依据
1、《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》（GB50364-2005）
2、《民用建筑太阳能热水系统应用规程》（GB50364）
3、《太阳能热水器吸收体、连接管及其配件所用弹性材料的评价办法》（GB-T15513-1995）
4、GB/T18713-2002《太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范》
5、GB50015-2003《建筑给水排水设计规范》
6、GB/T17581-1998《真空管太阳集热器》
7、GB/T17049-1997《全玻璃真空太阳集热管》
8、GB/T6424-1997《太阳能集热器技术条件》
9、GB4301-84《太阳能集热器热性能试验方法》
10、GB/T15513-1995《太阳能热水器吸热体、连接管及其配件使用弹性材料的评价方法》
11、GBJ1788《钢结构设计规范》
（3）方案说明
联集管热水工程系统
本项目是采用北大阳光（集中供热）太阳能热水器的设计思路。
采取在屋顶集中集热，集中用水的设计思路。
保证本工程充分利用太阳能，实现节能效果，并与建筑有机结合。
科达学校宿舍楼采用北大阳光太阳能集中热水系统，工程安置于楼顶不占有位置，晴天不需要使用燃气、电，只需利用太阳能就能把水加热，然后贮存在保温水箱中，通过热水管道可向多个宿舍同时供热水，全自动运行，不需专人看管，在阴、雨、雪天，启动辅助电加热系统，可全天候供应热水。
北大阳光太阳能采用最新一代控制方法，实现了计算机只能监控，性能可靠，使用方便，其中循环系统采用温度差循环，客服了目前市场上普遍采用的定温循环的弊端，最大限度提升储热水箱中的温度，且绝不会出现电加热干烧、高峰用水时无水现象，真正实现全自动运行。
同时具有自动补水、定时补水、自动电加热等功能。
本项目设计原则
1、节约消耗费用，充分利用太阳能资源
2、系统运行安全可靠，故障率低。
3、节省投资。
4、倡导环保
5、操作简单
2、计算分析（根据申报技术类别）
（1）太阳能集热器面积确定
本项目采用集中供热型太阳能热水器，查阅《建筑给排水设计规范》GB50015-2003第5.1节
v水的初始温度为15℃，
v热水温度按60℃计算。
v学校宿舍的每户按需提供100L水。
v年平均太阳能日辐射量14430KJ/M²
式中：
Ac：
直接系统集热器采光面积，M²
Qw：
日均用水量，此处取100L
Cw:
水的定压比热容，4.18KJ/kg·
℃
Tend：
储水箱内水的终止温度，60℃
Ti：
水的初始温度，15℃
F:
太阳能保率，无量纲，取0.5
JT：
年平均太阳能日辐射量14430KJ/M²
ηcd：
集热器全日集热效率，此处取0.5
ηL：
管路及储水箱热损失率，此处取0.1
计算得出加热100L水所需极热面积为1.4M²
选用*****太阳能与计算所需集热面积接近，可基本满足使用需求。
3、系统原理图
4、主要设备及性能参数
联集管式集热工程系统由数台集热器串并联、水箱、支架、循环管道、热水泵及控制系统组成。
其中工作原理是：
系统根据设定温差，利用热水泵使水在集热器和储水箱之间进行循环，将集热器采集到的太阳光的热量不断地传给水箱，从而使储水箱的水逐渐升温。
太阳能集热器
内胆：
304/2B食品级不锈钢
保温：
无氟聚氨酯发泡保温，保温性能好，绿色环保
外框：
抗腐蚀镀铝锌板，无光污染，美观
真空管密集式排列，单位长度集热管数量多，吸热快，效率高
可拆卸式标准模块，运输方便，组装快捷。
联集管太阳集热器特点：
集热器采用联箱式微承压设计，适用于自然循环、强制循环太阳集热系统。
集热器采用国标全玻璃真空管高效集热，集热器效率为0.52，全年运行，投资较经济。
集热器的全玻璃真空管东西横向放置，使集热器真空管内的存水充分利用，同时利于真空管内壁清洗排污。
集热器支架结构牢固，集热器与支架的连接采取多点加固装置，牢固程度抗7-10级大风，不会遭到破坏。
联集管式集热工程性能：
采用全玻璃真空管太阳能集热器，可以在平屋顶大面积安装。
代替锅炉使用。
水箱可以放置在任何位置，利用自来水的压力自动顶出热水，随开随用；
水箱也可安装于高处，采用落水法用热水。
配用智能控制仪，可实现系统运行自动化。
冬季为防止循环管道冻裂，系统设有低温保护功能。
热水出水总管道中设有定时或定温控制系统控制热水循环泵开启，保证管道放水始终为热水。
用户在任何天气条件下，在任何时候可享用热水。
系统基本设计
（1）太阳能系统设计成定温放水，水满温差循环系统，即可满足24小时用热水，又可充分利用太阳能；
（2）阴雨天或光照不足时，启动辅助加热系统，并通过太阳能补水,优先利用太阳能热量，最大限度减小电能消耗，并保证热水供应；
（3）控制系统采用全自动控制器，保证系统运行准确可靠安全。
集中供热太阳能工程的特点：
适应能力强：
根据不同地域所处纬度不同选择合适倾角的集热器。
应用场合广：
从一般家庭到单位、企业、集团；
从几十人、几百人至上千人的洗浴均可使用。
广泛适用于宾馆、学校、部队、工矿企业等，且能应用于大型游泳池等场所。
自动化程度高：
自动电加热、自动循环以及自动保护（过热保护、漏电保护、无水保护、防冻循环等）。
经济实用：
一次性投资，终身受益。
环保节能：
无公害、无污染、节约能源、绿色环保。
北大阳光集中热水工程机太阳能
（4）系统能效计算分析
真空管吸收大于0.86，完全达到国家标准。
系统得热方程式Qs=0.6.2×
H+0.032×
（tab-tb）-0.022
以新国标实验条件：
日平均环温tab=25℃水箱初始温度Tb=20℃。
8小时辐照量最小值H=17MJ/m²
，得出系统得热量为16.033MJ。
实验样机的采光面积为1.931M²
，容量为100升。
可得出该热水器日有用的热量为8.3MJ/m²
，相当于该热水器以上天气条件下，每天可以为用户节约4.5度电量。
该热水器平均热损因数为15W/（m³
k）。
满足新国家标准的要求。
集热系统效率为0.52，计入贮热水箱等的热损，太阳能光热系统效率为0.5。
（5）节能量计算
鹤壁市42°
倾角平面年太阳辐照量为5266.95MJ/m²
△Qsave=AcJT（1-ηc）ηcd
△Qsave----太阳能热水系统的年节能量MJ
Ac----直接系统的太阳能集热面积1.4M²
JT----太阳能集热器彩光面上的年中太阳辐射量5266.95MJ
ηc----管路和水箱的热损失率0.15
ηcd太阳集热器的年平均集热效率52%
由上式得每户100L采光面上的年节能量为3259.18MJ
三栋楼120户热水器节能量为391101.6MJ
本项目太阳能年节能量391101.6MJ，电热效率为95%，每年消耗能量410656.68MJ即110877.30kwh电量，电费0.72元/度，每年运行费用110877.30×
0.72元/度=79831.65元
以太阳能热水系统使用寿命20年计算，在使用寿命期内，共可节约电费1596633元。
燃气热效率为90%，即，若由燃气提供，每年消耗量为430211.76MJ天然气价格为2.86元
按照煤电转换系数0.44，常规能源代替量49吨标准煤/年。
相应减少CO2排放273吨。
减少SO2排放2.2吨，减少粉尘排放1.1吨。
（6）技术经济分析
1、可再生能源部分投资概算
热水器系统总造价：
三栋宿舍楼，每栋楼设计4吨水，每台单价为120000元。
共合计为360000元。
2、项目增量成本计算
项目增量成本即为太阳能热水系统安装费用，概算为36万元。
36万÷
21000m²
=17.14/m²
3、项目费效比
项目费效比=
=
=2.65元/kw·
h
项目总投资人民币为36万元，每年可节约电费79831元，增压泵功率750w，循环泵功率250w，考虑每年运行费用大约10000元，回收年限为5年。
（7）检测预留方案
在屋顶架设一定的结构，将集热器安装在所架设的结构之上。
（8）运行维护方案
本项目设计前，向投资方详细了解了建筑基本情况，及投资方的设计、使用需求，并根据投资方的基本情况及需求进行个性化设计，确保设计方案的安全性、适用性、可靠性、满足投资方提出的使用需求。
项目设计时，充分考虑安全性，适用性、经济性的前提下，根据投资方审美要求，采用最优化设计方案。
合同签订前，针对设计方案向投资方作必要的设计说明，让投资方在合同签订前能较为详细的了解本项目设备的情况，便于决策。
再合同签订时根据投资方要求提供详细、真实、准确的各类文件资料，便于投资方在本项目设备安装施工过程中，对项目进展情况进行有效的监督管理。
合同签订后，积极配合投资方真题工程进度，服从投资方工程整体调度，在合同规定的时间内保质、保量地完成本项目设备的安装、调试工作。
按期提交投资方验收。
本项目再设备安装过程中，加强现场各项管理工作，做到安全文明施工，给设备安装现场以洁净、整洁的环境面貌。
根据本项目安装进展需要，做好相关设备、不捡进场检验记录，安装、调试记录及签证、联络单等文件，并在验收结算时一并交予投资方审验。
设备质量保证：
集热器、支架及水箱属于主机范围，主机免费保修三年，控制系统、电加热、循环泵其他电子附件保修一年。
对于不可抗力因素或人为因素造成的非正常损坏及保修期后的维修，按设备维修发生时的维修成本收费。
太阳能热水系统的运行及维护对延长热水器使用寿命极为重要，太阳能安装初期要对系统进行水路冲洗，避免杂质进入系统；
对水质较差地区采用水质净化系统；
定期对太阳能保温水箱进行清洗排空；
定期检查机械补水装置的运行安全性；
定期对集热器表面灰尘进行清理。
（九）计划进度与安排
计划开工日期2012年2月1日计划2012年5月1日竣工。
1）太阳热水系统与建筑一体化设计
建筑设计师结合建筑给排水与结构专业工程师根据建筑类型、使用要求，确定太阳热水系统类型、安装位置、色调、构图要求，2012年3月完成建筑太阳能系统设计。
2）施工安装
施工顺序
1、钢结构焊接
2、热水器支架和水箱的安装
3、热水器管道安装、穿线等工作：
管道井内电磁阀的安装和固定、楼顶管道的链接和固定保温工作、电加热线、传感器信号线、传感器信号线、防冻带线等进行穿线工作。
4、真空管的安装和室内温控仪的安装：
楼顶屋面瓦铺设完毕后进行热水器真空管的安装工作，室内进行温控仪的安装。
3）调试验收
太阳能热水系统2012年5月调试运行，项目验收。
本项目作为可再生能源利用试点,示范项目的建设有着重要的节能、节水、社会、环境、经济效益。
本项目从物资进场到安装调试结束计划为30天。
保证现场管理科学，材料堆放合理，重要材料根据需要及时分批提前进场。
（10）效益及风险分析
1、环境影响分析
太阳能系统在工作过程中不会向环境产生任何排放物。
因此，本项目采用的可再生能源系统不会对环境产生有害影响。
2、示范项目推广前景分析
自“六五”以来，我国政府一直把研究可发可再生资源技术列入国家科技攻关计划，大大推动了我国可再生能源技术和产业的发展。
20多年来，浅层地热能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了完善的产业链和成套的应用技术。
近几年来，随着太阳能技术的不断完善，太阳能热水器得到越来越广泛的应用。
有专家预计到2015年，仅全国住宅太阳能热水器将达到2.3亿平方米的拥有量，普及率将达到20-30%，太阳能热水器以其环保、经济和能源可再生性越来越受到人们的青睐。
3、风险分析
目前。
城市大气环境污染中，燃煤、燃油所造成的比例最大。
全国113个城市将不允许使用燃煤锅炉。
这一市场的空缺将由新兴供能技术进而取代。
但从成本投入成本、运营成本、管理难易度、安全性、经济性等方面讲，太阳能技术无疑是最先进的。
我国太阳能技术起步比较晚，但发展情况很好。
（11）技术支持
*********有限公司是全国能源重点高新科技企业之一，引进德国先进技术，国内重点制造太阳能的企业。
年生产能力五十万余台，生产规模处于同行领先地位，并特邀美国太阳能专家哈丽雅特夫妇代言，提高行业知名度公司成立以来，励精图治、锐意进取、不断创新，已形成集科研、开发、生产、销售、服务于一体的现代化企业。
公司技术力量雄厚，太阳能技术储备在二代以上，拥有太阳能领域最前沿的“三高”技术，实现机械化、规模化，工艺检测已达到国际先进水平。
年生产能力达到五十万台热水器。
公司自主研制开发了与现代建筑完美结合的大型太阳能集热工程，为各地机关、医院、学校、宾馆、工厂、部队等单位设计并安装了众多大型工程。
公司致力于技术创新，始终于世界同行业先进技术保持同步。
产品严格执行ISO9001：
2000 国际质量体系认证，有效的保证了产品质量和成本控制，真正实现了“物美价廉”。
（十二）证明材料
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