高層太陽能熱水工程系統(tǒng)案例
此太陽能熱水工程配套系統(tǒng)設(shè)計條件
建筑物情況:首期安裝東日閣,為11層公寓式住宅樓,共4個單元, 154戶;1、4單元為平屋頂,2、3單元為坡屋頂;建筑物朝向角度為南偏西52°;
日用水量:每戶按照日用洗浴水200kg計,總用水量為30.8噸;
日照條件:工程坐落于北緯25°,集熱器安裝角度為南偏西52°。
此太陽能工程方案設(shè)計
1、集熱器選擇:本系統(tǒng)坐落于北緯25°,在此緯度下平板集熱器在各季熱效率均比真空管集熱器高;而且用戶為居民小區(qū),要求集熱器壽命與建筑物設(shè)計使用年限基本相同,因此,選用津霸太陽能熱水板做為系統(tǒng)集熱元件。
2、集熱面積計算:以集熱器年平均日產(chǎn)熱水70kg/㎡計,大致需安裝集熱器面積為:
30800kg÷ 70kg/㎡ =440㎡
3、集熱器布置設(shè)計:由于該樓二、三單元建筑物天面已很參差,不宜再布置集熱器,只有一、四單元為平屋頂,而且可以全天有日照的屋頂面積不足500平米。而按照傳統(tǒng)集熱器布置方法,安裝440平米集熱器需占用1000㎡以上屋頂面積。
為此我們針對實際情況,采取了兩項大膽措施:
利用該地區(qū)緯度低的特點,采取集熱器水平安裝方法--雖然因集熱器傾角低25°損失了部分日照,但避免了因朝向問題損失的更多太陽能;利用自熔焊全銅板芯可制作成任意尺寸的優(yōu)勢,特殊設(shè)計了大面積無間隙安裝集熱器,充分利用有限的屋頂面積,解決了狹小屋頂布置集熱器的難題。
4、太陽能工程系統(tǒng)方案設(shè)計:該樓共四個單元,兩側(cè)各有一個單元屋頂布置集熱器,形成兩個獨立系統(tǒng),即一、二單元為一個系統(tǒng),三、四單元為一個系統(tǒng)。
5、補熱配置設(shè)計:本系統(tǒng)選定燃氣爐為補熱裝置。為了最大限度利用太陽能,同時保證全天候供熱水,我們?yōu)槊總€系統(tǒng)配備兩個貯水罐,一個容積9噸,作為太陽能集熱貯水箱;一個容積6噸,作為供水罐,其進水來自太陽能集熱貯水罐,并由燃氣爐定溫加熱。這樣做的優(yōu)點是:
如果日照充足,太陽能集熱罐溫度高于設(shè)定溫度,熱水只通過供水罐供給用戶,燃氣爐不啟動;如果日照不足,太陽能集熱罐溫度低于設(shè)定溫度,熱水通過供水罐時由燃氣爐進一步加熱,補足所差熱量,保證用戶使用的熱水溫度不變;
此太陽能工程系統(tǒng)循環(huán)方式
1、系統(tǒng)循環(huán)方式采用溫差循環(huán),全自動運行??刂破麟S時檢測水罐與集熱器出口溫度差,達到設(shè)定指標,即啟動循環(huán)泵,將熱量儲入水箱;低于設(shè)定指標,即自動停泵,節(jié)省常規(guī)能源消耗。
2、通過自動增壓泵向用戶供應(yīng)熱水,保證高層用戶使用充足的熱水。
3、供水干管末端安裝檢測點,當(dāng)檢測點溫度低于設(shè)定值時,回水管電磁閥打開,用恒溫水箱中的熱水置換管中冷水,達到設(shè)定溫度,電磁閥關(guān)閉。此設(shè)計保證用戶開龍頭馬上出熱水,減少用戶釋放冷水造成的損失。
4、輔助熱源系統(tǒng):當(dāng)恒溫水箱水溫低于設(shè)定值時,燃氣爐起動加熱恒溫水箱的水,從而達到設(shè)定的水溫。
5、恒溫水箱和太陽能水箱之間也采用溫差控制。當(dāng)太陽能水箱溫度高于恒溫水箱溫度時,電磁閥打開,通過干路循環(huán)將恒溫水箱置換為高溫水。
此太陽能工程系統(tǒng)特點
1、為大中城市小高層住宅,利用太陽能解決生活熱水問題提供了先例;
2、采用分系統(tǒng)的整棟樓供水方式既使系統(tǒng)造價降至最低,又充分保證運行效果;
3、設(shè)置了恒溫水箱和太陽能水箱,不僅解決了屋面承載能力小的缺陷,而且使太陽能得到了充分地吸收,減小了常規(guī)能源的消耗;
4、熱水供水干管定溫循環(huán),業(yè)主在使用熱水時不需放掉很多冷水,保證業(yè)主使用的滿意度;
5、溫差式循環(huán)控制,既可最大限度利用太陽能,又保證常規(guī)能源消耗最少;
6、自動增壓泵供水,保證熱水管網(wǎng)壓力,用戶沖淋舒適。
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