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[分享]案例|太阳能采暖、空调系统方案说明

发表于2016-8-22  3条回复  698次阅读    搜索相似帖  复制链接  只看楼主

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vincent92

一、 概况
1、建设单位:中信锦州金属股份有限公司
2、项目名称:高碳铬铁综合楼太阳能采暖、空调工程
3、建设地点:中信锦州金属股份有限公司
4、建筑面积:6820 平方米
5、采暖面积:6820 平方米
6、建筑层数:四层,局部二层
7、单层高度:一层4.5 米,二、三、四层3.9 
8、建筑高度:16.65 
9、结构类型:钢混框架结构
10、地区坐标:N41.13E121.11
11、地区气候条件:冬季平均阴雪天26 
12、冬至正午太阳高度:25°53
13、年平均辐照量:5430 MJ/
14、冬季日平均日照时长:6 h
15、室外设计最低温度:‐15
16、设计采暖温度:18
17、太阳能采暖系统进回水温差:10
18、室内设计热指标:27.35W/m2
二、系统方案
1、太阳能集热器的性能参数
平板集热器和真空管太阳能集热器是应用最广的太阳光一热转换装置。近年来,国产全玻璃真空管太阳能集热器的质量和可靠性有了很大提高,而且成本也降低了不少,因此得到了广泛的应用。太阳辐照量是影响太阳能集热器的最主要因素。根据地区和安装条件的不同,太阳能集热器与水平面之间的倾角在090°之间变化。我们用当地纬度倾角平面12月的月平均日太阳辐照量作为集热器的辐射量指标,为13709kJ(m2 d)左右。全玻璃真空管太阳能热水器的能量平衡方程为:
MCp (T2-T1)=τаIAa-UL(Tm-Ta)TAL        (1)
式中:M—闷晒水量,kg
Cp—水的平均定压比热,kJ/(kg.)
T2—水的初始温度,℃;
T1—水的终止温度,℃;
Tm—集热器内水的平均温度,℃;
Ta—周围空气的平均温度,℃;
τ—玻璃管的太阳透射比;
а—吸收涂层的太阳吸收比;
I—为累积太阳曝辐量,kJ/m2 
Aa—集热管采光面积,m2 
UL(Tm-Ta)范围内平均热损系数,W/(m2.)
t—累积辐照时间,h
AL—散热面积,m2 
由式(1)可知,影响集热量的主要热性能参数为玻璃管的透射比、吸收比和热损系数。根据相关样本和资料,玻璃真空集热管的有关参数为:τ=0.88а=0.96Aa =0.0968 m2 AL=0.3096 m2 UL=0.53 W (m2.)
假定集热器内水的平均温度为30℃,大气的平均温度为-10℃ ,日平均辐射量为13709 kJ/(m2 d),计算时将累积辐照时间△t取为6 h,根据(1)式求出单根集热管每日的集热量为979 kJ
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2、采暖负荷
计算日采暖负荷为3825.941kwh,锦州地区介于Ⅱ、Ⅲ类太阳能资源区之间,根据GB50495-2009《太阳能供热采暖工程技术规范》推荐的供热采暖系统太阳能保证率f值选值范围和我们掌握的技术优势,按季节蓄热系统50%的保证率选择集热管数量为7040根(Φ58*1800mm
 
3、采暖保证所依赖的技术手段
3.1、集热管内强制循环技术
    实验表明该技术可以提高集热能力20%以上,日集热能力由原来的1913kwh提高到2300kwh以上。
3.2、热泵供热技术
配置热泵(运行容量120kw)辅助加热系统,在水温降至1535℃时,启动热泵系统。利用热泵供热技术可以将可利用的热能水平从一般的3565℃,提高到1565℃,可以将供热能力提高1.67倍,正好满足采暖负荷的需求。
而集热温度的降低促进集热能力的提高,反而有助于在严寒期提高供热能力。
热泵辅助加热系统对比电热系统,一个采暖季可以节约44000元。
3.3、蓄热技术
蓄热能力是保证采暖系统可靠工作的关键,锦州地区每年冬季平均有26天阴雪天,按13天设计蓄热能力,地下水池有效蓄水量为430m³。
3.4、利用低谷电移峰技术
    热泵辅助加热系统在低谷电时段工作,按每个采暖季运行200小时计算,可以降低运行费用约7200元。
3.5、智能集热控制技术
    考虑影响集热量变化的众多因素,考虑影响蓄热量变化的总多因素,考虑气象变化及对供热量的影响,以对上述因素的量化分析为基础,形成对集热控制、蓄热控制、供热控制和辅助加热控制的调节方案。
3.6、地暖技术
    采用给水45℃、回水35℃的地暖参数,对办公区、洗浴区、就餐区、宿舍区等具有独特采暖规律的区域分别采用独立的循环控制、温度控制。
根据室外气象参数和采暖区域的温度控制目标对供热量实施自动控制。
 
4、热水供应的考虑
综合楼内设有男女职工洗浴区,假设每天200人次需要,按100l/人次计算热水需要量,每天需要20t热水,相当于700kwh。目前按采暖考虑的集热系统,采暖季以外的季节很容易满足热水供应的需求;通过提高蓄热能力(将地下水池有效蓄水量提高到630m³,加上热泵辅助加热系统的额外出力)的方法能够满足冬季的热水负荷需求。
 
5、水冷(热)溶液调湿空调
水冷(热)式溶液调湿空调是利用溶液的调湿特性来处理空气,溶液除湿过程中产生的热量由冷水带走。机组采用溶液作为工作介质,溶液吸收了空气的能量而温度升高,通过板换将热量传递给冷水,从而达到溶液冷却降温之目的。除湿所需的浓溶液由溶液再生器集中提供。
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                             原理图(夏季)
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原理图(冬季)
水冷式溶液调湿空调是响应环保节能需求而开发的新型产品,它与溶液再生器结合使用,可充分利用低品位热源而取代常规制冷系统,经济性与环保性俱佳。该机组适用于低品位热源充足的场合。这为夏季太阳能集热系统的利用用提供了最佳方向。
夏季由于光照时间长,环境温度升高,集热能力大大增强。按日集热量3840kwh计算,可以保证2000㎡的空调需求。如果有更大面积的空调需求,还可以让冬季用于辅助加热的热泵系统高效率地承担(干式)冷却负荷。
空调系统在冬季可以对空调房间进行快速的有效调节,适合于临时加班、洗浴、就餐等短时间运行负荷的快速跟踪;其加湿功能是一般空调系统所不具备的,可以提供更加舒适的办公环境。


这些行业大牛们的设计构思,真真是令人佩服啊
当你毫无思绪,抓耳挠腮的时候
这些大家之作总能给我们很清晰的思路
让我们的工作效率大大提高,事半功倍

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