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[分享]河北中国大酒店太阳能热水系统案例分析

发表于2018-03-12     907人浏览     7人跟帖    筑龙币+50  复制链接  只看楼主

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河北中国大酒店太阳能热水系统案例分析_1

1 工程概况

中国大酒店太阳能热水系统工程位于河北省石家庄市,共两栋楼,一栋三层楼,一栋四层楼,都为平屋顶,水箱间在四层楼地下室。

根据设计要求,太阳能热水系统每天为客房660人和职工公共浴室提供90吨的洗浴热水,热水设计温度为50℃,分高低区变频供水。

本系统集热元件选用桑普热管真空管集热器,共安装249组,集热器总面积为1073m2,分三层楼和四层楼两个阵列循环,三层楼阵列集热器121组,四层楼阵列集热器128组,安装整齐美观,与建筑浑然一体,能满足与建筑相结合的设计。

本系统为集中集热、集中供热系统,辅助能源为燃气蒸汽锅炉,系统优先采用太阳能,终端根据使用情况按需进行补热,以最大程度地使用太阳能,减少辅助热源的使用,实现节能最大化。考虑系统的优化设计,当太阳能满足酒店洗浴用水情况下,多余的热量还为泳池加热。

2 系统设计

2.1 设计原则

本太阳能系统采用智能化、自动化控制,在安装调试投用后无需要专人值守操作,就能够保证太阳能水箱中生产出达到使用要求的热水,从而满足用户对热能的需求。在阴雨天太阳能不能满足要求时,可自动开启辅助热源,使水箱内热水温度达到用户的使用要求,实现24小时全天候供应热水。

2.2 系统组成及运行原理

鉴于酒店的用水特点,不存在热水分户计量收费的问题,所以本项目选用集中集热、集中供热系统,从而可以充分发挥其结构简单、成本较低、管理方便的优越性。

太阳能热水系统主要由 “桑普”热管真空管太阳能集热器、储热水箱、循环泵、控制系统以及循环管路等组成,如图1所示。

河北中国大酒店太阳能热水系统案例分析_2
图1河北中国大酒店太阳能热水系统原理图

太阳能集热器集中安装在建筑物的平屋顶上;储热水箱、循环泵等均安装在四层楼地下室的设备间内。

太阳能集热系统以水为传热介质,集热循环控制采用开式-温差强制循环控制,系统通过检测集热器与储热水箱的温度差来实现集热运行,不断加热太阳能储热水箱中的水。

太阳能系统的补水采用电磁阀自动补水。在用水过程中,当水箱中水位降落到设定低水位时,控制器会自动开启电磁阀对水箱进行补水,在水位达到水位设定高水位时,电磁阀自动关闭。

储热水箱内的水通过两组变频供水泵分别供给带有辅助加热功能的2台容积式换热器,通过容积式换热器分别向酒店高低两个分区供应热水。辅助能源为燃气蒸汽锅炉,当换热器中的热水达到设定的供水水温要求时,燃气蒸汽锅炉不启动,当换热器中的热水达不到设定水温要求时,启动辅助热源(启动供热电动或电磁阀)直至达到要求自动关闭。在高、低区供水循环管道设置了管路循环,保证用户一开就有热水。

本系统在设计时充分考虑了系统的防冻措施,除了对整个系统设备和管路进行严格的保温外,还对整个系统进行低温防冻措施。本系统的防冻措施主要采用落水回流防冻,即管路安装时保证留有大于0.5~1%的坡度,当太阳能循环泵停止时,由于重力作用集热器和循环管路中的水靠重力回流到储热水箱,完成自然排空,不需要消耗能源。

太阳能系统过热保护:当太阳能水箱水温高于水箱保护水温时,太阳能循环泵停止循环加热;当水箱水温低于设定启动温度时,温差循环重新启动运行,目的是保证用水安全,防止用水时发生烫伤事故。

当太阳能满足酒店洗浴用水情况下,多余热量可通过板式换热器为泳池加热。当温度达到设定换热循环温度时泳池换热循环泵开启,当小于设定换热循环温度时泳池换热循环泵停止。

2.3 集热元件选型

考虑到河北地区冬季寒冷的气候特点和客户要求,该系统选用选用桑普热管式真空管集热器作为集热元件。热管式真空管太阳能集热器是北京市太阳能研究所于1994年在国内首先研制成功的,它是金属吸热体真空管中的一种,具有一般全玻璃真空管所不及的诸多优点:耐冰冻(真空管内无水)、抗冰雹(采用高强度的硼硅玻璃)、保温性能好(热管具有“热二极管效应”)、承压能力强(采用金属吸热体)、耐热冲击性能好(采用金属吸热体)、运行安全可靠(真空管与连集管之间采用“干性连接”)等,在国内外市场已得到广泛的应用。

单支热管式真空集热管是由热管冷凝段、热管蒸发段、金属吸热板、玻璃管、金属封盖、消气剂等组成,其结构如图2所示。

河北中国大酒店太阳能热水系统案例分析_3

1—热管冷凝段,2—金属封盖,3—玻璃管,4—金属吸热板,5—热管蒸发段,6—消气剂

图2 热管式真空集热管结构示意图

该系统采用的热管式真空集热管的玻璃管直径为100 mm,长度为2,000mm。

根据屋面的具体情况,系统设计安装桑普热管真空管集热器249组,集热器总面积为1073m2,分三层楼和四层楼两个阵列循环,三层楼阵列集热器121组,四层楼阵列集热器128组。

集热器组朝正南向安装,倾角为40º。集热器支架整体焊接,集热器整体支架与楼面预留的梁通过膨胀螺栓焊接固定,且整体支架与楼面拉纤固定,保证集热器的稳固性,达到国家的设备抗风规定。

河北中国大酒店太阳能热水系统案例分析_4

图3河北中国大酒店太阳能集热器阵列

3 系统运行结果及安装实景图

本太阳能热水系统项目已于2013年3月份竣工验收,已投入运行使用近3年,运行情况良好。

河北中国大酒店太阳能热水系统案例分析_5

图4 河北中国大酒店太阳能供热采暖系统实景

4 结语

作为太阳能热水系统应用于工程实际的倡导者和推广者,北京市太阳能研究所集团有限公司已在全国各地的工程项目中积累了丰富的设计与施工经验,技术水平在全国太阳能企业中处于领先地位。河北中国大酒店工程为在河北地区及全国推动绿色建筑的建立,提供了较为坚实的技术基础。


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 发表于2018-03-12  | 只看该作者      

2

很好的帖子

 发表于2018-03-12  | 只看该作者      

3

谢谢楼主分享

 发表于2018-03-13  | 只看该作者      筑龙币+10

4

泳池加热控制逻辑是否应该是储热水箱达到设定温度且泳池未达到设定温度时启动

 发表于2018-03-13  | 只看该作者      

5

第一张照片是横排真空管主管排空系统吧,和后面说的热管真空管系统没有关系

 发表于2018-03-14  | 只看该作者      筑龙币+10

6

能提供集热能效换算和能效分析就更好了

点评+1

  • 发表于 2018-03-16     您是指集热器的年集热效率是吗?

 发表于2018-03-16  | 只看该作者      筑龙币+10

7

超赞的资料,谢谢分的好东西

 发表于2018-03-16  | 只看该作者      

8

点评   m7799168  发表于  6楼   2018-03-14  能提供集热能效换算和能效分析就更好了
您是指集热器的年集热效率是吗?

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