太阳能热水工程设计方案.docx
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太阳能热水工程设计方案
湖南某某矿业有限公司
30吨90%用太阳能热泵辅助热水节能方案
投资节约型高效节能型太阳能热泵热水工程方案（五）
太阳能热水器的分类及选购
太阳能热水器的好处，是显而易见的。
节能，环保，安全。
就其结构来说，总体可分为以下几类：
1、从集热部分来分：
真空玻璃管太阳能热水器：
是目前吸热效率最高的集热部分，它的优点在于，不需要在集热部分在增加保温层，而且现在的真空玻璃管无论在抗高温，抗打击和保温上，性能都是一流的，也被绝大部分太阳能热水器生产厂家所采用。
其缺点在于体积比较庞大，管中容易集结水垢。
金属平板太阳能热水器：
是在传热性能极佳的金属片上，覆盖上吸热涂层，利用金属的传热性，将吸收的热量传于水箱中。
其有点是外观美观，安装方便，可以做成平板，而且不容易损坏。
缺点在于：
保温要花很大的代价，成本高，间接的就是增加消费者负担；
2、从结构来分类：
普通式太阳能热水器：
就是将真空玻璃管直接插入水箱中，利用加热水的循环，使得水箱中的水温升高，这是目前厂家都采用的。
也是一只流行到现在的最常规的热水器。
一般改类热水器只有顶层能用，除非顶层用户和你楼下的关系特铁，而且屋顶的面积是有限的。
分体式热水器：
分体式热水器是为了解决不是顶层用户也能使用太阳能热水器而诞生的。
分体式的循环有2种，一种是靠水的自然循环，这种热水器热交换效率很低，远远不能满足用水要求；另一种是靠泵循环热交换，这也是为了解决自然循环效率低的问题，使用泵循环，可以明显改善水的热交换。
30吨90%用太阳能热泵辅助热水节能方案--投资节约型高效节能型太阳能热泵热水工程方案（五）
一、工程概况：
用户名称：
湖南某某矿业有限公司：
按客户提供参数：
250人/个班共三班，按最大流量用热水40L/天/人计算，每天设计55℃热水约为：
750×40L/天=30000L，每班250人用水量10吨/班。
即客户日需总热水量约为30吨55℃。
系统设计：
按用户要求采用空气源热泵热水器热水系统；按总用水量设计日用热水量，热水量为30吨/天，（本用水标准为国内同类行业的统计结果）。
二、热泵系统方案：
热水量为30吨/天方案简述：
热泵热水机组：
2台12G循环空气能热泵热水器+74组太阳能方案严冬辅助电加热的方式,配套2个30吨保温水箱；太阳能能增加21%蓄能作用，五天多余35吨热水用30吨保温水箱储存。
采用双机或多机并联和备份热水系统，空气能热泵设计为工作10小时/日，正常工作时间10-14小时，全部设备安装于楼面或地面。
夏秋天供热水30-35吨/日，冬春季供热水30-32吨/日。
依据当地的地理气象条件和建筑的使用功能等有关情况，（机组在恶劣工况条件下工作，工作温度范围：
-5到40度）综合考虑投资、节能、环保以及使用功能等因素，提供本热泵热水系统方案，供贵方参考
中国（1971-2000年）气候标准值湖南省长沙
月
月平均气压（0.1百帕）
月平均气温（0.1摄氏度）
月极端最高气温（0.1摄氏度）
月极端最低气温（0.1摄氏度）
月平均相对湿度（百分率）
月平均总云量（0.1成）
月平均风速（0.1米/秒）
月降水量（0.1毫米）
1
10180
49
236
-49
84
79
23
872
2
10158
71
273
-85
82
80
23
919
3
10113
103
298
2
84
84
24
1535
4
10062
170
336
19
82
78
23
1831
5
10023
220
362
106
82
74
21
1843
6
9977
254
361
131
84
75
20
2534
7
9960
286
388
189
78
64
23
1937
8
9980
281
390
189
80
63
21
1171
9
10044
236
369
118
82
64
21
954
10
10113
181
346
50
82
67
21
806
11
10155
124
287
-14
80
63
21
655
12
10185
77
240
-103
79
61
21
409
年
年平均气压
年平均气温
年极端最高气温
年极端最低气温
年平均相对湿度
年平均总云量
年平均风速
年降水量
10079
171
390
-103
82
71
22
15464
注：
湖南省长沙（望城）（57687）（经度112.92度,纬度28.22度）拔海高度68.0米
湖南郴州经度：
113纬度：
25.79
月
月平均气压（0.1百帕）
月平均气温（0.1℃）
月平均相对湿度（%）
月平均总云量（0.1成）
月平均风速（0.1米/秒）
月降水量（0.1毫米）
1
10017
85
78
96
10
1490
2
9966
106
74
99999
15
324
3
9967
139
67
99999
14
537
4
9941
169
75
99999
10
2726
5
9870
237
69
99999
14
1517
6
9858
249
76
95
9
3001
7
9849
313
56
99999
21
376
8
9867
301
58
99999
14
432
9
9889
256
72
99999
11
886
10
9960
186
72
94
8
403
11
9991
145
68
99999
5
313
12
注：
郴州（57972）（经度113.03度,纬度25.8度）拔海高度184.9米
湖南省郴州2000年平均气温统计2000年12月31日采集
城市
1月
2月
3月
4月
5月
6月
7月
8月
9月
10月
11月
12月
全年平均
上年平均
郴州
6.4
6.4
13.3
18.0
24.3
27.8
29.5
27.8
24.2
18.5
11.1
9.5
18.1
18.7
智能化控制：
操作方便，机组为微电脑智能化控制，可线控或面板操作，可设置时间、温度，自动加冷水加温热水。
可显示机组故障。
也可通过中央计算机集中监控，实现设备管理自动化及能量管理自动化。
三、热泵热水设备清单工程安装报价一览表总价：
613500元
30吨热水热泵机组12G×2台+74组太阳能方案设计方案永远防止太阳能热水器内壁与真空管内的水垢。
太阳能工程主机占地850-900平方米，（占据8-10平方/每组Φ58×1800×50G太阳能真空管50支，共采光面积5平方米）每组太阳能工程主机能产55度热水500公斤/日，或85-95度热水500公斤/二日，阴天或水温不够自动起动热泵加热热水。
太阳能热水系统防冻问题：
采用先进技术管路排空太阳能真空管法。
一）、导热油太阳能热水器优势：
冬季夏季都能产生的100度以上热水或蒸汽。
1、实现集热器与储热水箱的分离，与建筑完美结合。
2、导热油能储蓄能量。
能升温到200-300度。
3、高效储热，封闭运行，日掉温少，免维护。
4、太阳能集热管是导热油、没有水，不炸管、不结垢、不冻管。
5、集热管意外破损不影响系统运行和使用。
6、即开即用，不用排空放水等待，节约水资源。
7、耐零下45--50度低温、抗风雪能力强。
8、无承压设计，也可承压设计，使用方便。
9、新型介质为导热油的太阳能热水器或蒸汽发生器，包括由若干个介质为导热油的单元集热器并联组成的太阳能集热器总成，与太阳能集热器总成的介质输出管管路连接的保温水箱或蒸汽发生器，利用太阳能产生的100度以上热水或蒸汽，可供高温热水蒸汽蒸饭、烧开水和工农业生产应用。
二）、太阳能三高管紫金管“三高”指的是耐高温，抗高寒，高效吸收，比普通管吸收多12%。
零下30℃照常出热水；高温特效管，抗空晒，膜层在400℃条件下不老化、不衰减、不变色。
三）、太阳能普通管普通管一般为白色,真空管：
双层玻璃管，管内抽成真空，内管表面镀膜（提高阳光吸收率，反射小，利用率高，热传递效果好），真空管一端开口接水箱。
原理：
真空管吸热，管内水受热通过热传递及冷热微循环至水箱中储存并保温。
优点：
阳光利用率高，吸热效果好，热能损耗低缺点：
出现坏管、爆管情况，影响整机使用（实际使用中较少出现此现象）。
我国太阳能产业的国际地位
相对国际而言我国太阳能产业具有以下特点：
中国以成为世界上最大的太阳能热水器市场；源于澳洲通过合资生产的全玻璃真空集热管质量与产量居世界前列；真空管式太阳能处于九十年代国际先进水平；林林总总的太阳能热水器厂家部分有了长足和深入的发展；产品品种系列化程度低，质量参差不齐，缺少标准化规范建设；大部分厂家机械化程度低，规模小；国内大量急需的风力发电机组等产品还需进口；国家还没有一大套完整、细致的扶持政策。
概括而言，我国在光热利用方面市场发育早，产业已经作了一此基础工作，有了一定的基础，光热技术在某些方面暂居领先地位，中国有望而且必须在这方面有所突破，才能够在不长的时期内成为与光能发电的美国、与风力发电的丹麦等国家并列的太阳能产业重点地区。
备注:
1.楼面要有380V,125KW电源;水压要够,否则要加冷水箱;以上工程设备安装热泵机组3米内和热水总出水口；含安装、调试及培训。
2、以上报价为不含税价，税率加6%；依情况提前10-30天预定设备！
！
！
4、用水方提供稳定的自来水压（≥2.5个压力），及电线（电源380V电压）到热水机组旁。
5、不包入室热水管网、冷水管、电源等材料。
业主需将电源、冷水管道接到近热水工程机组安装处。
（在机组系统3米范围外的水管管道、电源线不包含在本工程报价中。
）
6、不锈钢保温水箱内胆304不锈钢、中间保温层最先进的聚胺脂整体发泡、外层201不锈钢；保温效果好，永不生锈、热水无异味、使用寿命长等特点。
四、技术经济分析：
热水量为30吨/天方案各种制热设备性价比较参考
注：
制热工作状况为：
环境温度20℃，进水温度15℃，出水温度55℃以上。
注：
表中每天用水量为1吨，热水温度为55℃、升温40℃为例计算，燃料价格按市场价为参考，太阳能按每年40%阴雨天气用电辅助加热或热泵热水器加热。
一）、用热泵热水机组比A电热水器、B燃油、C燃气、D燃煤锅、E太阳能和电加热每年节约分别为：
A万元、B万元、C万元、D万元、E万元、！
预计安装对比别产品约一年半收回成本！
！
二）、用太阳能热泵热水机组比A电热水器、B燃油、C燃气、D燃煤锅、E太阳能和电加热、F热泵热水机每年节约分别为：
A万元、B万元、C万元、D万元、E万元、F万元、！
预计安装对比别产品约一年半收回成本！
！
三）、用90%太阳能：
太阳能热泵热水机组比A电热水器、B燃油、C燃气、D燃煤锅、E太阳能和电加热、F热泵热水机每年节约分别为：
A49.8万元、B31.3万元、C22.6万元、D11.3万元、E19.2万元、F9.6万元、！
预计安装对比别产品约一年半收回成本！
！
四）、用90%太阳能：
太阳能+电加热热水机组比A电热水器、B燃油、C燃气、D燃煤锅、E太阳能和电加热、F热泵热水机每年节约分别为：
A45万元、B27万元、C18.6万元、D7.3万元、E15.2万元、F5.6万元、！
预计安装对比别产品约一年半收回成本！
！
九、高效节能热泵太阳能热水工程工艺流程
节能:
是用少量的电能将空气压缩、将空气中的热能搬运到水中给水加热，消耗能源是电热水器的1/4；煤气热水器的1/6；燃油热水器的1/4；普通太阳能的2/3；并且可以利用低谷电达到更节能的效果。
高效节能环保热泵太阳能热水工程系统
十、中国太阳能资源分布表
按接受太阳能辐射量的大小，全国大致上可分为五类地区：
地区
类型
年日照时数（h/a）
年辐射总量（MJ/m2·a）
等量热量所
需标准燃煤
（kg）
包括的主要地区
备注
一类
3200-3300
6680-8400
225～285kg
宁夏北部，甘肃北部，新疆南部，青海西部，西藏西部
太阳能资源最丰富地区
二类
3000-3200
5852-6680
200～225kg
河北西北部，山西北部，内蒙南部，宁夏南部，甘肃中部，青海东部，西藏东南部，新疆南部
较丰富地区
三类
2200-3000
5016-5852
170-200㎏
山东，河南，河北东南部，山西南部，新疆北部，吉林，辽宁，云南，陕西北部，甘肃东南部，广东南部
中等地区
四类
1400-2000
4180-5016
140-170㎏
湖南，广西，江西，浙江，湖北，福建北部，广东北部，陕西南部，安徽南部
较差地区
五类
1000-1400
3344-4180
115-140㎏
四川大部分地区，贵州
最差地区
一、二、三类地区，年日照时数大于2000h，辐射总量高于5000MJ／m2·a，是我国太阳能资源丰富或较丰富的地区，面积较大，约占全国总面积的2／3以上，具有利用太阳能的良好条件。
四、五类地区虽然太阳能资源条件较差，但仍有一定的利用价值。
我国地处北半球，土地辽阔，幅员广大，国土总面积达960万平方公里。
南从北纬4o的曾母暗沙，北到北纬52.5o的漠河，西自东经73o的帕米耳高原，东至东经135o的黑龙江与乌苏里江汇流处，距离都在5000公里以上。
在我国广阔富饶的土地上，有着丰富的太阳能资源。
全国各地的年太阳辐射总量为928－2333KWh/m2，中值为1626kWh/m2。
根据各地接受太阳总辐射量的多少，可将全国划分为五类地区。
一类地区为我国太阳能资源最丰富的地区，年太阳辐射总量6680-8400MJ/m2，相当于日辐射量5.1-6.4KWh/m2。
这些地区包括宁夏北部、甘肃北部、新疆东部、青海西部和西藏西部等地。
尤以西藏西部最为丰富，最高达2333KWh/m2（日辐射量6.4KWh/m2），居世界第二位，仅次于撒哈拉大沙漠。
二类地区为我国太阳能资源较丰富地区，年太阳辐射总量为5850-6680MJ/m2，相当于日辐射量4.5-5.1KWh/m2。
这些地区包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。
三类地区为我国太阳能资源中等类型地区，年太阳辐射总量为5000-5850MJ/m2，相当于日辐射量3.8-4.5KWh/m2。
主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、苏北、皖北、台湾西南部等地。
四类地区是我国太阳能资源较差地区，年太阳辐射总量4200-5000MJ/m2，相当于日辐射量3.2-3.8KWh/m2。
这些地区包括湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建北部、广东北部、陕南、苏北、皖南以及黑龙江、台湾东北部等地。
五类地区主要包括四川、贵州两省，是我国太阳能资源最少的地区，年太阳辐射总量3350-4200MJ/m2，相当于日辐射量只有2.5-3.2KWh/m2。
太阳能辐射数据可以从县级气象台站取得，也可以从国家气象局取得。
从气象局取得的数据是水平面的辐射数据，包括：
水平面总辐射，水平面直接辐射和水平面散射辐射。
从全国来看，我国是太阳能资源相当丰富的国家，绝大多数地区年平均日辐射量在4kWh/m2.天以上，西藏最高达7kWh/m2.天。
与同纬度的其它国家相比，和美国类似，比欧洲、日本优越得多。
上述一、二、三类地区约占全国总面积的2/3以上，年太阳辐射总量高于5000MJ/m2，年日照时数大于2000h，具有利用太阳能的良好条件。
特别是一、二类地区，正是我国人口稀少、居住分散、交通不便的偏僻、边远的广大西北地区，经济发展较为落后。
可充分利用当地丰富的太阳能资源，采用太阳光发电技术，发展经济，提高人民生活水平。
十一、我们慎重承诺：
售后服务承诺
●热泵系统一年主机免费保修，压缩机两年免费保修，定期回访，终身维护。
●保修期内免费对电控元器件进行更新换代。
●“24小时待命”是我公司服务队伍的服务宗旨；“专业、快捷、优质、高效”是我公司的服务特色；
●严格按合同办事，严格遵守“免费保修，终身优质服务”的服务承诺。
2、太阳能热水器产品包修期自机组调试验收合格之日起计算，太阳能热水器直空管包修36个月，或者自机组进场验收之日起计算，以先到期为准。
电器设备免费保修1年，机组调试验收合格之日以中的验收日期为准。
3、不锈钢保温水箱:
如因产品本身质量问题损坏的免费保修2年。
十二、空气能热泵热水机的优点：
1、高效节能：
空气源热泵热水机从空气中获得大量的热能，所消耗的电能仅仅是压缩机用于搬运空气、阳光能源时所需的能量，因此制等量的热水，其用电量是传统电热水器的25%左右，可为用户节省大量的电费。
2、安全可靠：
空气源热泵热水机是使用电力但并不利用电力直接加热的供热设备。
因为不使用电力直接加热，电流和淋浴用水完全隔离，安全系数进一步提高，它没有电热水器、燃气热水器使用中所存在的易触电、易燃、易爆、易中毒等安全问题，是当今最安全可靠的热水供给设备。
3、全天候使用：
空气源热泵热水器不受阴、雨、雪等恶劣天气的影响，一天二十四小时全天候使用。
填补了太阳能热水器受天气环境影响，不能保证一年三百六十五日随时供应热水的缺陷。
4、长久耐用：
机组安全性高，压缩机具有欠电压保护，过电流、过热保护，高低压力保护，压缩机能长期在制热工况下工作，机组寿命长达十几年以上，远远高于其它类型的热水器使用年限。
5、智能化控制：
操作方便：
机组为微电脑智能化控制，可线控或面板操作，可设置时间、温度，可显示机组故障。
也可通过中央计算机集中监控，实现设备管理自动化及能量管理自动化。
6、应用广泛：
空气源热泵热水机可满足家庭、工厂、学校、宾馆、酒楼、医院、美容院、洗衣店、泳池恒温、洗浴中心及热水应用较大单位的需求，为用户提供源源不断的生活生产等热水资源。
空气能热泵热水机短短近四年，已在中国西南、华南、华东地区打造了近千个大、中型热水、空调热水联供系统工程。
十三、热泵的工作原理如下图所示:
节能热泵热水系统工程原理
环保节能热泵太阳能热水系统工程
十四、热泵热水工程太阳能系统热水工程设计方案
1、水箱温度显示：
可以随时观察水箱中的水温，这是用户使用中需要经常了解的太阳能系统工作的重要数据。
2、太阳能集热器温度显示：
可以随时观察集热器中的水温，这是系统调试时需要了解太阳能系统工作的重要因素之一。
3、水位状态的显示：
采用五级水位显示，水位状态一目了然。
这也是用户使用中需要经常了解的重要数据。
4、定时加热时间：
设定每天的加热时间，控制器在设定时间根据水温判断是否需要自动启动加热功能。
5、设定加热温度：
设定的范围适用于不同用户的需求，洗浴温度一般在30℃－75℃范围为宜，其它用途根据需求设定，最高可以设定99℃。
6、设定加热方式：
采用定时加热或恒温加热。
定时加热是在设定的时间，每日一次加热到设定温度；恒温加热是在水温低于设定温度一定值时随时上水并加热，达到设定温度时则停止加热。
7、设定上水时间：
设定每天的上水时间，控制器在设定时间使水位自动启动上水至最高水位止，采用电磁阀还是水泵可根据需要确定。
8、低水位自动补水：
当水位下降到最低水位时，控制器应该无条件自动补满水，保证水箱中有充足的用水。
9、水箱温度控制：
水箱中的出水温度根据用途来设定，洗浴温度、大棚采暖温度、物料烘干温度等各种不同需求，设定的温度各不相同。
10、太阳能热水系统防冻问题：
除了注意保温材料的厚度问题，可以采用管路排空太阳能真空管法；也可以采用全系统循环法或同时采用电伴热带保护法，当系统温度达到低温范围时，可以采用上述的各种方法进行系统防冻保护。
11、可以设计远程监控：
有一些用户需要在控制室以外的位置需要了解太阳能系统是否正常工作，当控制器工作出现故障会及时发现。
12、使用热水的恒温循环：
具有使用热水的循环功能，可以使热水循环管路始终保持与储热水箱温度接近或相同，用户在任意水龙头打开时即出热水，使用户的热水使用具有方便性。
13、增加采暖功能：
根据设定温度满足南方地区主要取暖以及北方地区部分取暖要求，还可以为生产活动（蔬菜、花卉大棚）中的部分起到增温工作和烘干室的部分工作，节省常规能源。
14、电气控制柜：
控制柜内电路的总控制器及各分路控制器，注意使用功率匹配的熔断器、断路器、漏电保护器、继电器及交流接触器等，当发生供电设备短路或漏电现象，总控制器和各路分控制器及时切断电路，查明故障原因后方可恢复。
温度控制器与电气控制之间应正确安装，必须接好保护地。
15、安装形式：
根据环境条件，可采用多种角度安装方式，采用强制循环方式可以从0度到80-90度任意安装运行。
16、储能保温水箱：
不锈钢保温水箱质量用料性能说明：
1、内胆采用进口SUS304材质的不锈钢2B板（普遍适用于自来水标准水质），或采用进口SUS316材质不锈钢2B板（普遍适用于地下水等含酸碱性较高的水质），内牙采用SUS304材质的不锈钢无缝管，外胆采用进口SUS304不锈钢板或者201不锈钢板；
2、中间保温层采用聚氨酯整体发泡，发泡层50mm-100mm；
3、外形大体美观，规格齐全，容量可依客户特殊要求制做；
4、产品全部采用全电脑脉冲水中焊接技术，表面不氧化、不变形、百分百无渗漏；
5、环境温度在（15-20）摄氏度的情况下，24小时内桶内温度仅降温1摄氏度。
适宜采用SMC玻璃钢组装式保温水箱或不锈钢组合式水箱。
这二种水箱的主要特点：
干净卫生、永不生锈、符合卫生标准、重量轻、结构合理、现场组装场地要求较低。
水箱设计寿命均在30年以上。
水箱外部采用高性能材料保温及防护处理。
17、防风处理：
太阳能系统的角钢支架采用螺栓紧固或焊接方式连接在一起，集热器的支架采用角钢和屋面女儿墙连接或与其它可以固定的位置连接，应符合《钢结构设计规范》，可达到防风效果。
18、防雷措施：
太阳能集热系统主体为金属结构，将钢结构与楼房原避雷系统连接，就可以有效地防止雷击。
19、支架防锈：
系统支架采用防锈漆及优质面漆双层保护方法，防止锈迹的生成，注意日常维护保养。
20、水处理装置：
设计方案永远防止太阳能热水器内壁与真空管内的水垢。
根据水质情况为用户装备各种类型的水处理装置（如：
防止太阳能真空管内水垢装置、硅丽晶、电子除垢器等），减少或防止太阳能系统运行过程中产生结垢现象。
十五、空气源热泵太阳能热水工程的10个建议
第一、把热泵太阳热水工程的储热水箱放置在低处，比如锅炉房内、地下室或者就近的空间场地上，最好不要选择在屋顶安装储热水箱。
这样既可以减轻建筑物载荷，又可以消除因水箱跑水造成的房屋漏水而损坏室内装修的麻烦，还便于保温
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