太原市古太原县城太阳能热水采暖工程项目实施方案(可编辑).doc

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1、太原市古太原县城太阳能热水采暖工程项目实施方案 太原市古太原县城太阳能热水采暖集成示范系统实施方案 北京中清阳明太阳能光伏光热科技有限公司二?一二年十月项目概况 太原市古太原县城总占地面积27平方公里,前期在改造及修缮的基础上,实现千年古城与时代同步的科技理念,把新技术新产品应用在古城改造项目上,达到经济效益和社会效益最大化,起到示范推广的目的。 2012年10月16日,中清阳明公司对该项目状况进行了实地考查和调研。古城民宅采暖期为每年11月15日至第二年3月15日,共120天,非采暖期240天,民宅冬季采暖是采用燃煤进行采暖。 通过调研与太原市科技局研究协商,我公司确定以晋源区古县城北后街4

2、6号民居东厢房和东大街114号民居东厢房两栋建筑物为太阳能热水采暖示范项目。 图1北后街46号民居东厢房 图2北后街46号民居内部情况 图3东大街114号民居东厢房图4东大街114号民居房顶情况二、项目实施的目的、意义及必要性项目实施的目的 通过项目的实施,大幅提高太阳能集热系统在全年的使用率,实现在满足建筑物热环境和人体舒适度的前提下,最大限度地利用太阳能,进一步减少对常规能源的消耗,进一步减少二氧化碳排放的目的。2、项目实施的意义 (1)通过本项目的实施,将建成太阳能热水和采暖集成系统;从而大大提高太阳能集热系统在全年的使用率。 (2)利用太阳能集成系统给建筑物冬季采暖、非采暖期供应生活热

3、水及洗浴,这将进一步提升太阳能系统全年的节能减排效益。 (3)项目实施后将在太阳能热水采暖集成技术的应用上起到更好的示范带动作用。项目验收后,可在山西省学校、医院及民宅学推广使用。项目实施的必要性 在太原地区学校、医院及民宅,采暖、热水和饮用水供应等要求是学校建筑物必备的基本功能。利用太阳能与辅助能源相结合来提供这些功能,达到全年最大限度使用太阳能和节能减排的目的。我们深感项目实施的必要性如下。 (1)在冬季,利用太阳能采暖技术可将太阳能系统采集的能量用来给建筑物供暖,减少现有的燃煤锅炉对常规能源的消耗和二氧化碳的排放量。 (2)太阳能供热采暖集成系统,采用智能控制技术对其运行进行自动控制,其

4、突出的优点一是达到将太阳能给各个用能端所需能量的合理、均衡分配的目的;二是达到自动依据天气状况来改变能量供给的目的;三是达到系统自动运行,减少工作人员对系统操作的工作量。总的效果就是实现自动调节系统运行、最大限度利用太阳能。三、项目实施的技术方案与内容 项目的总的技术方案是,首先将民宅供暖方式采用地板辐射采暖,提高太阳能保证率,利用智能控制设备对整体系统进行有效控制,使用智能变频节能电采暖器为太阳能集成系统在太阳能不足的时候为建筑物补充热源。1、项目设计原则: 1)在民宅在屋顶安装太阳能集热器,对房间供暖及提供生活热水和洗浴,辅助热源采用智能变频节能电采暖器。 2)太阳能集热器采用热管式真空管

5、。 3)太阳能热水和采暖系统采用智能控制器自动控制运行。 4)供热采暖期建筑物内温度满足国家标准(16) 5)非采暖期提供生活热水和洗浴热水2、设计原始资料 1)地理座标:采用太原市的地理座标。北纬3747,东经11233,海拔778.3m。 2)气象资料:采用太原市的气象资料。年平均环境温度10.0,年平均每日的日照小时数7.1小时,年总日照小时数2587.7小时,太阳能保证率推荐值为40%50%;水平面年平均日太阳辐照量14.394MJ/m2?d,水平面年总太阳辐照量5259.107MJ/m2?a。3)建筑物情况 北后街46号民居东厢房:建筑物南北向布置,座东朝西。建筑物轴线尺寸南北长16

6、.5m,布置5间,开间3.3m;东西宽6m,房间进深5.1m,走廊0.9m;建筑面积约为100m2。建筑结构形式为砖混结构。 在紧邻建筑物北山墙处有2.7x6m的空间,可以作为设备间用。 北后街114号民居东厢房:建筑物南北向布置,座东朝西。建筑物轴线尺寸南北长15.6m,布置两间,开间7.8m;东西宽5m,房间进深4.2m,走廊0.8m;建筑面积约为95m2。建筑结构形式为砖混结构。 在紧邻建筑物南山墙处有6 m2的空间,及紧邻建筑物东侧有2.5x10m空间,可以作为设备间用。3、采暖供热负荷 1)冬季采暖负荷 根据供暖通风设计手册山西太原地区冬季室外采暖计算温度-12C,室内采暖计算温度1

7、618C,根据城市热力网设计规范CJJ34-2002,该建筑为不节能建筑,采暖估算单位热指标取80w,冬季采暖计算热负荷为: 北后街46号民居东厢房 8000w 北后街114号民居东厢房7600w 2)热水供应 考虑居民住户热水使用情况,厨房设置一个热水龙头,卫生间设置一个淋浴器供洗浴,两处用水均为不同时,最大连续小时热水用水量540L/h(40C热水),折算为耗热量为16.2kW,按自来水10C计算,实际热水供应为不连续间断供应。4、设计方案4.1 系统设计原则及供热介质参数确定 屋顶布置太阳能集热器系统;设备间设置太阳能储热水箱、采暖水箱、生活热水箱,换热及采暖热循环采用水箱内置铜管换热器

8、及水泵循环方式,热水供应采用架空布置高位生活热水箱。 采暖方式采用地板辐射采暖系统,供回水温度4030C。 生活热水设计温度4050C。 控制方式采用带触摸屏的人机界面智能控制系统。4.2 屋顶太阳能集热系统 1)太阳集热器的设计选型 太阳能集热器管采用热管真空管太阳集热器,规格为CE70/1900A-20,即每组太阳集热器由20支701900热管真空集热管组成,净采光面积为2.28m2/组。太阳集热器的外形尺寸21401990mm。2)屋面太阳集热器的布置设计 (a)北后街46号民居东厢房:集热器倾角设计为50,集热器前后不相互遮挡的距离为3450mm。屋面设计考虑南北向布置,安装4排太阳集

9、热器,每排由2组太阳集热器组成。太阳集热器的总数量为4排2组/排8组,总的净采光面积Ac8组2.28m2/组18.24m2。 (b)北后街114号民居东厢房:前两排集热器倾角设计为38,集热器前后不相互遮挡的距离为2274mm;后两排集热器倾角设计为50,集热器前后不相互遮挡的距离为3450mm。屋面设计考虑南北向布置,安装4排太阳集热器,每排由2组太阳集热器组成。太阳集热器的总数量为4排2组/排8组,总的净采光面积Ac8组2.28m2/组18.24m2。3)集热器阵列表面太阳辐照量计算结果a、当集热器倾角为38时:月份一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月月平均日太阳辐照量MJ

10、/m2?d12.56314.49215.17017.82017.84717.20816.52616.18515.64714.09312.13811.024b、当集热器倾角为50时:月份一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月月平均日太阳辐照量MJ/m2?d13.078014.67114.77516.75316.30715.53015.01315.03615.05014.07212.51411.5184.3 设备间主要设备选型计算 1 储热水箱容积确定 根据上节设计计算储热热水箱46号院容积为2m3,114号院容积为1.8m3。 2 采暖热水箱容积及换热器容量确定 根据工业锅炉房设计

11、手册,经计算,北后街46号民居东厢房项目设计采暖热水循环流量为756.8kg/h,北后街114号民居东厢房项目设计采暖热水循环流量为718.96kg/h。 两个项目采暖热水箱选型:均选用组合式不锈钢肋板水箱,详见03R401-2,1#,V有效0.84m3,LxBxH1000x1000x1220(mm)。 水箱内置铜管换热器,容量8000w。 3)生活热水箱容积确定 按连续使用热水量540L/h(4050C)考虑,生活热水箱容积约0.5m3,选用组合式不锈钢肋板水箱,参见03R401-2, LxBxH800x800x1000(mm),V有效0.54m3。 因根据城乡居民生活习惯,生活热水不是连续

12、使用,考虑生活热水箱具一定储备容量,所以,生活热水不考虑辅助能源,水箱内不设置铜管换热器。 4)采暖辅助能源选型 根据计算两个项目采暖设计热负荷分别为8000w、7600w,选用智能变频节能采暖器,型号G-8000,N8000w。4.4 采暖形式 房间采暖采用地板辐射采暖系统,采暖供回水温度3040C,水泵强制循环,管材采用de20的PE-X管。4.5 系统集成详见原则性系统图。 太阳能供热采暖系统由以下四部分组成:(1)屋面太阳能集热系统,由真空管热管太阳集热器采用管道串联组成,设支架支撑并与屋面固定连接。(2)设备间,设置有太阳能储热水箱、采暖水箱、生活热水箱、换热循环泵、采暖循环泵、辅助

13、智能变频采暖器。生活热水箱架空布置,热水供应可不设置供水泵。水箱内设置铜管换热器。(3)地板辐射采暖系统,住户房间采暖采用地板辐射采暖系统。(4)配电及控制系统,外接电源由用户配套提供。四、项目的系统运行技术方案1、项目实施后的集成系统,在智能控制器的控制下进行自动运行。智能控制器的控制原理如下图。 2、集成系统运行时的技术方案如下: 将集成系统的运行总体划分为“冬季供热采暖”、和“非采暖降温”这两种大的工况,并由智能控制器来自动识别并控制系统进入相应的工况运行。 (1)当系统处于“冬季供热采暖”工况时,采暖用热水自动进入采暖系统中,来给建筑物供暖;不足部分由已安装的燃煤锅炉及集中式空调机组解

14、决。智能控制器是从以下四个方面来保证实现最大限度利用太阳能进行采暖的。 1)将一天24小时简单地划分为白天晴天、白天阴雪天和夜间三种情况 ,并能对这三种情况进行自动识别,依据识别结果自动控制采暖系统进入相应的供暖状态,这样一来,就在很大程度上解决了所有供暖系统无法克服的因一天内天气的变化而造成的要么供热量不足要么供热量太大的弊病,从而达到既满足舒适度要求又节约供暖能量的目的; 2)自动控制系统的控制模式遵循太阳能供热优先原则,只要太阳能系统得到的或储存的热量能满足供暖要求,则燃煤锅炉及空调系统不会启动;这从另一个方面又达到了最大限度利用太阳能而减少常规能电能消耗的目的; 3)自动控制系统遵循的

15、太阳能优先供热原则,最大限度地降低了太阳能集热系统循环工质的温度,使集热器系统总是在温度较低工作段运行,提高了集热系统的光?热转换效率,从而又达到最大限度利用太阳能的目的; 4)自动控制系统中的供热参数设置、修改非常方便,以适应不同月份、不同天气状况的供暖控制要求。 (2)当系统处于“非采暖降温”工况时,智能控制器控制系统只产出生活用热水及洗浴热水,而不进行采暖。五、项目组织实施与管理措施 项目组织实施的具体方案以及项目管理措施1、组织形式 为确保改造项目的顺利实施,中清阳明公司建立了一套完善的项目组织管理和运行机制。 1)项目领导小组 由公司的主要领导组成,主要负责各部门及小组间的沟通协调和

16、项目重大问题的决策。同时建立了例会制度并定期召开。 2)专家顾问组 由公司技术专家与国内相关领域的专家共同组成,负责总体方案论证、关键技术咨询、成果评估等工作。 3)总体技术组 组长为总项目负责人,负责重大关键问题及共性技术问题的研究、解决,及设备的最终选定和采购。总体技术组负责项目的实施指导、进度检查和成果验收;负责项目管理方式和运行机制的制定和执行;领导和协调各技术小组的相互沟通,检查工作计划和工作成果;负责考核项目具体任务的执行情况,作好对项目的进度检查和成果验收。 4)技术小组 由公司各领域的技术专家分头组成,小组成员分别对各自的技术工作负责。向总体技术组提出各自领域的技术方法和设备选

17、型,为项目各项实施内容的关键技术提供解决方案。 5)项目办公室 由项目经理牵头,负责项目组织、安排、施工与后勤保障等工作。 6)成果资料组 负责施工资料的收集与管理;项目阶段性成果的整理与提交;项目各项文档的管理与归档;项目最终成果的整理、存档与提交等工作。2、项目管理原则 为加强项目计划的统一管理,确保项目任务按时完成,拟采取以下项目管理措施: 首先,制定项目管理条例,明确各工作组职能和工作方法。其次,制定项目施工计划及经费开支计划,定期检查,发现问题,及时处理。另外,加强公司各工作小组之间的合作,及时协调工作中出现的各种问题并加以解决。同时,按照以下基本原则实施项目管理: (1)分工明确、

18、矩阵式管理:明确项目组织形式,确定各工作小组的任务,建立项目工作包任务与完成人员定向矩阵关系。建立完善的内部检查监督制度,并配合各专题专家作好项目执行计划的有效监督。 (2)任务合同制、过程式管理:项目进展和质量管理都实现合同约束下的动态管理。根据研究合同的执行情况,对经费支出作出具体决定。对任务执行实行严格的过程式管理,建立并完善流程式的时间质量管理体制。 (3)任务分工、系统协作:在项目实施过程中,各工作小组在分工明确的前提下,联合协作,确保整体项目的顺利实施。3、项目运行管理机制及保障措施 (1)组织的建立 根据项目的专业特点下设调研组、设备采购组、开发组、测试组,设立项目技术总监1名,

19、实时检查监督项目进度、人员调配和各项目组之间的合作和协调。本公司坚持严格管理、狠抓落实的政策,制定了严格详细的管理制度,对在公司内部形成团结合作、齐心协同的工作氛围打下了良好的基础。公司下设处理部、解释部、研发部、市场部等。科研和生产均按项目由公司统一管理,并对项目运作和质量进行全面负责。 公司按照ISO9001:2000标准制定工作流程,并建立起一整套的管理规章制度,包括财务管理制度、工作规章制度、保密制度、奖惩制度、人事制度、资料管理制度、销售业务管理制度、工程项目管理制度、售后服务条例、文件控制程序、质量记录控制程序、管理评审控制程序、设计和开发控制程序、采购控制程序、内部审核控制程序、

20、不合格品控制程序、改进控制程序等程序文件,并由综合行政部严格按照质量手册规定的工作流程进行监督实施。实施过程中要求技术人员逐步完成各项技术文档,并按照要求完成审批工作,文档要定期汇总。同时建立了项目技术人员的工作日志制度,根据设定节点定期汇报工作情况。 (2)组织目标的分解 根据组织分工和项目目标,对各个项目组的任务目标进行分解,同时,项目组内部将任务按专业和进度落实到个人,根据研发的目标和进度,拟定人力、物力、财力的投入计划和方案。 (3)计划的实施和控制 以周为单位举行定期科研例会,对项目组和个人工作进展情况以及人、财、物的投入情况进行汇总,与各阶段的相关目标进行对比,对任务的完成情况进行

21、总结和分析。特别是对未完成的任务,要根据进展情况认真分析,找出原因,对下一阶段的目标进行调整。六、项目起止年限、各阶段目标及施工计划阶段划分分阶段目标和实施内容2012年8月30日-10月10日集成系统设计、智能控制器设计、测试方案制定;专家论证,智能控制器生产。2012年10月11日-12月20日根据最终设计图纸完成集热系统、储热系统及建筑物、设备间、辅助热源系统改造,完成智能控制器安装调试。2012年12月21日-2013年1月20日系统运行测试分析,完成系统改进。将智能控制器的控制功能完善为对热水、采暖集成系统的控制。2013年2月-2013年12月以一个年度为周期,完成冬季采暖期、非采

22、暖期集成系统的性能测试与分析;撰写、整理技术资料、项目验收。由主管单位提出进一步推广的意见和建议。七、项目实施费用单位:元项目实施内容及价格(1)北后街46号民居东厢房序号名称内容价格备注一设备、材料及安装费类功能说明381000.001集热系统及安装CE70/1900A-20,即每组太阳集热器由20支701900热管真空集热管共8组 145000.002自动控制系统及太阳能智能控制器便捷的人机界面操作;实时监测并控制太阳能系统、供热采暖系统的运行;自动确定系统工作状态(冬季供热采暖、非采暖期供热两种工作状态);根据不同天气情况,自动识别工作模式(分晴天、阴雪天、夜晚时段三种工作模式);根据设

23、定参数与控制算法,对系统进行全面的自动化控制,实现整个系统的合理高效运行;实时显示系统运行状态与故障状态;远程故障监测与系统控制;95000.004地暖工程地板辐射采暖系统(含一层防潮层、保温层、管道层、水泥砂浆找平层、装饰层),综合单位造价180元/m2;(含龙骨,装饰层采用复合地板板)28000.005储热系统太阳能储热水箱,采暖供热水箱,生活水箱,.热交换器;各类循环水泵等40000.006辅助热源及配电系统改造智能变频节能电采暖器,配电系统接入8000w37500.007辅材批次10500.008设备间改造和管路系统安装储热系统安装及设备间改造25000.00二费用类26356.001

24、安装调试费套18000.002运输费套12000.003维护及测试费套112000.004税金6.6% 4356.00共计407356.00(2)东大街114号民居东厢房序号名称内容价格备注一设备、材料及安装费功能说明379600.001集热系统及安装CE70/1900A-20,即每组太阳集热器由20支701900热管真空集热管共8组 145000.002自动控制系统及太阳能智能控制器便捷的人机界面操作;实时监测并控制太阳能系统、供热采暖系统的运行;自动确定系统工作状态(冬季供热采暖、非采暖期供热两种工作状态);根据不同天气情况,自动识别工作模式(分晴天、阴雪天、夜晚时段三种工作模式);根据设

25、定参数与控制算法,对系统进行全面的自动化控制,实现整个系统的合理高效运行;实时显示系统运行状态与故障状态;远程故障监测与系统控制;95000.004地暖工程地板辐射采暖系统(含一层防潮层、保温层、管道层、水泥砂浆找平层、装饰层),综合单位造价180元/m2;(含龙骨,装饰层采用复合地板板)27100.005储热系统太阳能储热水箱;采暖供热水箱,生活水箱,.热交换器;各类循环水泵等40000.006辅助热源及配电系统改造智能变频节能电采暖器,配电系统接入8000w37500.007辅材批次10000.008设备间改造和管路系统安装储热系统安装及设备间改造25000.00二费用类20130.001

26、安装调试费套180002运输费套120003维护及测试费套165004税金6.6% 3630共计399730.00项目总计价格:807086.00元八、推广模式 通过政府补贴,使用单位和用户自筹部分资金。实现太阳能应用的推广,达到节能减排的目的。九、项目经济社会效益分析 1、经济和环境效益预测 项目实施完成后,形成的太阳能热水和采暖制成系统,将大大提高系统在全年的太阳能使用率,进一步提高太阳能年平均保证率,为学校、医院和民宅节约的电能。在古城形成规模效应,有效的改善生态环境,达到节能减排的目的。太阳能集热器件的平均寿命期限为15年,使用智能控制器能提高集热器件寿命5年时间。 项目经济效益 1)

27、与电采暖方式比较,项目投资回收年限:6-9年;主要设备寿命按25年考虑,有一定的经济效益。 2)运行维护,采用控制采用自动控制系统,人机界面为触摸屏及按钮,几乎没有运行维护工作量。 2、社会效益 全球变暖和能源耗尽是全人类面临的严峻挑战。随着我国经济的高速发展,环境保护和能源节约已成为刻不容缓的紧迫使命。发展新能源技术已成为世界科学技术发展的潮流。太阳能技术作为新能源领域中的中坚,受到世界科学技术领域的广泛重视。 社会及环保效益 (a)采暖期平均太阳能节能率(保证率):50%; (b)全年平均太阳能节能率(保证率):65%; (c)采暖期智能控制运行模式的节能率:20%; (d)全年常规能源替

28、代量(折标准煤):4158.12kg/a; (e)年二氧化碳减排量:10.27t/a; 3.结论 通过以上分析,该示范项目投资回收期可控制在设备全寿命周期范围内,具有一定的工程经济效益;采用太阳能供热采暖节能减排,环保效益十分显著;通过示范总结经验,大面积推广,解决居民的冬季采暖问题,可大大提高城乡居民的生活质量,提高城乡社区居民幸福指数,所以具有一定的社会效益。 项目实施完成后,将对太阳能供热采暖集成技术在古太原县城这一特殊环境中的推广使用,起到很好的示范带动作用;将对社会各界人士在新能源利用知识的理解和教育方面起到很好的实际演示作用,进一步加强他们对节能减排重要性的理解和认识。通过改造后集

29、成系统的运行、测试和评估工作,为集成系统的进一步推广和使用打下良好的技术基础。 一、太阳能与地水源热泵结合技术原理 1、地源热泵概述 地源热泵系统是随着全球性的能源危机和环境问题的出现而逐渐兴起的的一门热泵技术,上世纪七十年代能源危机的爆发,促使地源热泵系统研究得到了突飞猛进的发展,并逐渐用于实例当中。地源热泵系统由于具有节能效果好,环保效益高、合理使用可再生的浅层低位能等优越性,成为了传统暖通空调与热水供应的优良替代技术,地源热泵技术克服了传统暖通空调和热水供应中能源的单向性、能耗高、污染环境等问题,真正达到了人与自然和谐相处的境界。 地源热泵技术有着突出的技术优点:高效、节能、环保、无污染

30、。地源热泵系统在冬季供热时,不需要锅炉或任何辅助电加热,而且经过设计的地源热泵系统还可以做到一机三用?供热、供冷、提供生活热水。它不但系统简单操作时仅需一个人就可以完成且维护与运行费用低。系统的使用年限在五十年以上,机组的时候寿命也可以达到20年,这是家用空调和其他供暖系统所不能达到的。 2、地水热泵的基本原理 地源热泵是利用浅层低能进行供热与供冷的新型能源利用技术。利用水与地能(地下水、土壤或地表水)进行冷热交换来作为供热或供冷的冷热源。简单的来说就是利用埋在地下的管材设备在冬季时提取地下深处中的“热量”,供给室内采暖。相反夏季则是把室内的热量取出,重新返还到地下,最后满足冬季和夏季中需要的

31、暖气和冷气。 水源热泵系统与地源热泵系统工作原理基本相同,不同的是取源方面水源系统从热源上可以有城市污水源、工业尾水源和地下水资源的区别,水资源热泵系统作为地缘系统的一种形式,通过水源热泵机组可将江水或原生污水、工业尾水中难以利用的低品位热能提取出来,经过系统的优化整合以后实现对建筑物的供热或制冷。 采用水源热泵系统供暖可实现电热转换率可达到300?400%,即使考虑到发电热效率为33%,其总体转换效率也达到了100?133%,远高于区域锅炉房集中隔热系统,在夏季作为空调使用可比传统空调降低30?40%的制冷电能耗,机房的占地面积仅有锅炉系统的1/3,不需储煤和堆渣场地等。 3、工艺流程 基本

32、工艺流程是,由水源热泵机组把地下水抽上来加热,再由压力泵把热水送到供热终端,冷却水由管道回放到地下,实现水资源的循环利用,达到供热的目的。 第一循环是热量采集循环,将管道接入水井,通过水泵把地下水的热源带入蒸发器,在蒸发器中与第二循环进行能量交换,被提取热量后的地下水,通过回水管注入回水井中。 第二循环是蒸发冷凝循环。通过与第一循环采集的水源能量进行交换,工质吸收后蒸发,变为低温低压气体,然后进入压缩机内经压缩后成为高温高压气体,进入冷凝器中。在冷凝器中与第三循环的空调水进行交换,放热后变为液态水流出冷凝器,敬节流阀减压后又进入蒸发器内吸收第一循环中的热量变为气体,进行新一轮的工质蒸发冷凝循环

33、。 第三循环是房间的能源利用循环。循环系统中的空调水不断流经冷凝器,与第二循环中得工质进行能量交换,吸热后带入室内散热器中,公房间取暖,从而实现水源的能量采集与利用。 工艺流程图如下:地水热泵技术工艺流程图 冷凝器? 压缩机蒸发器?热水供应 膨胀阀冷水回水 取回 水水 井井 4、太阳能集热系统 工程设计内容 太阳能集热工程是项目供热的核心工程,太阳能热水系统主要有太阳集热(管)器、水箱、支架、控制系统、管路及循环系统、辅助加热系统等组成。工程设计选用热管真空集热管,主要基于以下特点: 1、热管传热,管内不进水,避免了因结水垢而引起水道堵塞和管内结垢影响输出功率等问题。 2、抗冷热冲击好,运行安

34、全可靠,避免损坏一支集热管而造成整套热水系统不能运行的问题。 3、特殊防冻技术,在-45以下的严寒条件下,仍无冻坏之忧。 4、热管式集热管热容小,启动快,热量输出快。 水箱:水箱内胆采用日本进口SUS304食品级不锈钢板,外壳为蓝色彩钢板,保温材料采用聚氨酯发泡80mm。 循环水泵:进口水泵;噪音低,使用寿命长,功率可比同级水泵低3?5倍。 控制系统:实现自动化智能控制,它采用硬件控制和专用微电脑芯片技术相结合的控制方式,关键元器件采用进口产品,并实现可远程操作,水温、水位控制手动、自动控制;操作系统简单可靠。 管道及保温:采用品牌PP-R管、管件。管道保温采用30mm厚高压发泡聚乙烯O型保温

35、管,外扎铝玻。 系统工作原理 本系统采用定温分区进水和温差控制循环及定温管道循环三种结合的运行方式,系统全自动运行。 太阳能集热系统工作原理图(1)、温差循环 集热器接受太阳光辐射,温度上升;当温度传感器(集热器温度)测的温度比温度传感器(水箱温度)高8度时可调整,集热器循环水泵开始启动,将储热水箱中低温的水输送到集热器阵列,同时太阳能集热器中高温度的热水流回储热水箱,当温度传感器(集热器温度)测的温度比温度传感器(水箱温度)高2度时可调整,循环泵停止工作。循环泵的高效间歇运行,确保循环泵的使用寿命和运行效果。把太阳系统产生的热量带入水箱中储存。(2)、温控补水 随着温差循环的不断进行,水箱中

36、的水温升高,当温度传感器(水箱温度)测的温度高于设定度时,补冷水电磁阀打开,开始向水箱补冷水,当温度低于另一设定度时停止补冷水,又进入温差循环阶段。当水箱中加满水时,将不再补冷水,而一直保持温差循环,把热量全部带到水箱中。(3)、防冻循环 在冬季当温度传感器(管路温度)测的管路的温度低于4度时,循环泵启动,进入防冻循环状态,当温度高于10度时,循环停止。确保在寒冷的冬季不会把管路冻坏。(4)、地水热泵辅助热水系统连接 采用热泵热水管道经电磁阀直接由水箱上部进入水箱,水箱内可以设置换热盘管,热水管道实现自动控制,当太阳能水温无法满足时,地水热泵站自动启动供应热水,送至储热水箱,当温度达到设定值控

37、制电磁阀停止进热水,此时关闭集热循环功能。 二、工程总体设计基本原理 工程由两部分组成:太阳能集热系统为夏季提供生活用热水,冬季提供采暖与生活用热水。地水源空调在冬季提供取暖热水,夏季提供冷空气。采用调控系统将二者集合在一起,形成完整的空调系统,可大大节约能源。工程设计基本原理图(1、热水:冬季地下冷水直径进入太阳能,金太阳能系统加热后供给生活热水,在太阳不好时和地源热泵配合使用,使用地源热泵加热生活水。2、冷暖:上述系统夏季制冷直接采用地下热水,不经过地源热泵机组制冷) 1、运行系统设计 (1)、太阳能热水供应系统 集热供水系统由太阳能集热器、保温水箱、智能控制系统、管路配件等有机组合而成,

38、整个系统自动运行,使用安全、维护方便、节能环保。可根据用水量、安装场地、用户要求进行灵活的排列组合。根据用户的需要和实际情况,可选配辅助加热器,以满足阴雨天使用热水的要求,实现光电互补、微电脑智能化控制,确保全年每天24小时供应热水。 太阳能集热系统与冷水泵站相连接,冷水被加热后,进入保温水箱,然后进入智能调控系统,把水温调节到适合的温度,供给用户生活用水。在冬季同时与地水源热泵站协同,为用户提供取暖用热水源。太阳能热水供应原理图(只有太阳能系统供暖,本系统会造成热源的浪费,应该使用太阳能循环系统和室内管线相互独立的系统,太阳能集热器热量和室内系统进行热交换,这样不会排走多余的热量,可在设计两

39、个水箱,一个热水箱(水的温度可高可低于恒温水箱)和;一个恒温水箱,室内循环水通过在恒温水箱的盘管和恒温水箱进行热交换) 太阳能集热供水系统全年提供生活用热水,冬季提供取暖热水源,用风机转换成热空气,供给室内取暖。生活用废水排入废水管道。冬季取暖用热水冷却后回放到回水井。在夏季太阳能集热系统多余的热水还可直接放入回水井,储存在地下储水层里,供冬季使用。 (2)、地水源空调系统 地水源空调系统由热泵站、配水间、风机和供水管网组成。为弥补冬季太阳能集热系统供热的不足,有热泵站提供辅助热源,热水进入保温箱,与太阳能热水一起进入智能控制系统,为用户提供热源。夏季利用地下水温度低的特点,将冷水与风机结合,

40、由风机把冷空气送入室内,为住户提供冷空气,制冷后的循环水最后进入回水井。 地水源空调系统主要功能在夏季提供制冷工质,通过抽取低温地下水,用风机转换为冷空气,达到室内降温的目的。地水源空调系统原理图(下图制热系统为太阳能和地源热泵,冬季使用地源热泵和太阳能结合使用,夏季只是用地下水和室内风机配合使用即可,不需要地源热泵) 从上图可以看出,冬季取暖由太阳能集热系统和地水源热泵系统共同供给热源,以满足用户需要。夏季制冷由地水源系统供给,生活用热水由太阳能加热系统供给。 该项工程的核心是风机与水源控制。通过水源温度控制,实现在不同季节进行供热和制冷的功能转换。 三、项目建设的必要性 1、环境保护的需要

41、。水源热泵技术可利用浅层地热能资源进行供热, 具有良好的节能与环境效益。自1932年第一台水源热泵在瑞士应用以来, 水源热泵技术在西方发达国家应用已有70年历史。近年来, 随着我国经济的发展和人们节能环保观念的增强, 水源热泵技术受到人们的普遍关注, 在国内具备条件的地方得到了日益广泛的应用。太阳能集热技术已经十分成熟,可作为主要热源供应来源,为项目区提供全年热水供应。 2、节约土地资源和水资源的需要。水源热泵技术占地面积少,水资源消耗量低,是资源节约型的技术,符合国家土地资源和水资源保护的有关政策,也符合项目区节约土地资源的实际要求。 3、节约能源的需要。水源热泵机组可利用的水体温度冬季为1

42、2-15,水体温度比环境空气温度高,所以热泵循环的蒸发温度提高,能效比也提高。而夏季水体为15-18,水体温度比环境空气温度低,所以制冷的冷凝温度降低,使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式,机组效率提高。据美国环保署EPA估计,设计安装良好的水源热泵,平均来说可以节约用户3040%的供热和制冷空调的运行费用。如果与太阳能集热技术结合起来使用,可大大减少电力使用,节能效果更为显著。四、项目建设的可行性 1、技术条件成熟。在我国热泵技术的研究于五六十年代开始,并于六十年代生产出第一台空气-水热泵,但由于设计及制造上的原因,并未真正投入商业应用,从八十年代开始,我国在热泵技术的研究和产品的开发取得了较大

43、的发展,且基本上以R12作为热泵工质,并以空气作为热源,对于采用地下热源(地下水、土壤热源等)为热泵热源的应用仅仅从九十年代中期开始。采用低温地下水作为热源的应用已得到了成功的应用,并在逐步推广。太阳能热水器在国内得到了广泛的应用,已有许多大型太阳能采暖工程的成功范例,技术已十分成熟。项目采用招标方式,选用国内专业公司进行工程建设和设备安装调试,技术有切实的保障。 2、项目区有丰富的地水资源和太阳能资源可供利用。应用太阳能和地下水源热泵技术联合进行冬季供暖、夏季制冷的前提是项目的工程场地具备必要的资源和场地条件, 即水源条件、太阳能资源和场地条件。项目以太阳能热水器为主要供热系统,水源作为热泵

44、机组从中获取热量进行冬季供暖的辅助热源,并在夏季做为制冷工质。项目区地下水埋深浅,出水量大,可以保证项目用水。当地较强的太阳能辐射能为太阳能热水系统提供可靠的能量来源,保证项目在低成本、低耗能的状态下运行。五、市场分析预测 1、市场环境分析 地源热泵系统从1998年开始陆续投放到中国一线城市的公共建设中,北京、上海、大连等城市地水源热泵的项目越来越多,并且开始从市政建设公共建筑向商品房经济适用房转移。 2012年上半年,随着国家节能减排政策的推进和能源趋紧,地水源热泵技术优势越来越彰显。仅上半年国内地水热泵市场销售额为20亿元人民币左后,同比增长约30%。其中小型机组达到13亿元,占比为67%

45、。大型机组(主要运用于北方市场)达到7亿元,占全国热泵技术使用总量的33%。在未来的几年中,中国的众多一线二线城市将面临巨大的能源压力。一方面,国家要求经济保持高速度的增长,另一方面,又得考虑环保和可持续发展问题。所以在未来很长一段时间地水源热泵市场会越来越广阔。 目前,我国大力倡导环境保护和节约能源,使得太阳能技术日趋完善。太阳能与建筑相结合也成为目前建筑行业发展的一大趋势,而太阳能生产厂家也越来越多的开始与建筑一体化的相关产品项目的研发。集中供热系统也是大型供热水的必然趋势。 2、市场同类竞争 以目前来看,传统的空调系统还是市场主导产品。但是从使用过地水源热泵新技术反馈回来的顾客信息中我们可以了解到,传统空调系统和地水源热泵是没有可比性的。虽然地水源热泵技术看起来和传统空调功能性上很相似,但其中却有很大区别: (1)地水源热泵系统使用时间长:由于热泵系统不同于空调,可以长时间工作,几乎可以365天常年运行,