高层太阳能热水工程系统案例
此太阳能热水工程配套系统设计条件
建筑物情况:首期安装东日阁,为11层公寓式住宅楼,共4个单元, 154户;1、4单元为平屋顶,2、3单元为坡屋顶;建筑物朝向角度为南偏西52°;
日用水量:每户按照日用洗浴水200kg计,总用水量为30.8吨;
日照条件:工程坐落于北纬25°,集热器安装角度为南偏西52°。
此太阳能工程方案设计
1、集热器选择:本系统坐落于北纬25°,在此纬度下平板集热器在各季热效率均比真空管集热器高;而且用户为居民小区,要求集热器寿命与建筑物设计使用年限基本相同,因此,选用津霸太阳能热水板做为系统集热元件。
2、集热面积计算:以集热器年平均日产热水70kg/㎡计,大致需安装集热器面积为:
30800kg÷ 70kg/㎡ =440㎡
3、集热器布置设计:由于该楼二、三单元建筑物天面已很参差,不宜再布置集热器,只有一、四单元为平屋顶,而且可以全天有日照的屋顶面积不足500平米。而按照传统集热器布置方法,安装440平米集热器需占用1000㎡以上屋顶面积。
为此我们针对实际情况,采取了两项大胆措施:
利用该地区纬度低的特点,采取集热器水平安装方法--虽然因集热器倾角低25°损失了部分日照,但避免了因朝向问题损失的更多太阳能;利用自熔焊全铜板芯可制作成任意尺寸的优势,特殊设计了大面积无间隙安装集热器,充分利用有限的屋顶面积,解决了狭小屋顶布置集热器的难题。
4、太阳能工程系统方案设计:该楼共四个单元,两侧各有一个单元屋顶布置集热器,形成两个独立系统,即一、二单元为一个系统,三、四单元为一个系统。
5、补热配置设计:本系统选定燃气炉为补热装置。为了最大限度利用太阳能,同时保证全天候供热水,我们为每个系统配备两个贮水罐,一个容积9吨,作为太阳能集热贮水箱;一个容积6吨,作为供水罐,其进水来自太阳能集热贮水罐,并由燃气炉定温加热。这样做的优点是:
如果日照充足,太阳能集热罐温度高于设定温度,热水只通过供水罐供给用户,燃气炉不启动;如果日照不足,太阳能集热罐温度低于设定温度,热水通过供水罐时由燃气炉进一步加热,补足所差热量,保证用户使用的热水温度不变;
此太阳能工程系统循环方式
1、系统循环方式采用温差循环,全自动运行。控制器随时检测水罐与集热器出口温度差,达到设定指标,即启动循环泵,将热量储入水箱;低于设定指标,即自动停泵,节省常规能源消耗。
2、通过自动增压泵向用户供应热水,保证高层用户使用充足的热水。
3、供水干管末端安装检测点,当检测点温度低于设定值时,回水管电磁阀打开,用恒温水箱中的热水置换管中冷水,达到设定温度,电磁阀关闭。此设计保证用户开龙头马上出热水,减少用户释放冷水造成的损失。
4、辅助热源系统:当恒温水箱水温低于设定值时,燃气炉起动加热恒温水箱的水,从而达到设定的水温。
5、恒温水箱和太阳能水箱之间也采用温差控制。当太阳能水箱温度高于恒温水箱温度时,电磁阀打开,通过干路循环将恒温水箱置换为高温水。
此太阳能工程系统特点
1、为大中城市小高层住宅,利用太阳能解决生活热水问题提供了先例;
2、采用分系统的整栋楼供水方式既使系统造价降至最低,又充分保证运行效果;
3、设置了恒温水箱和太阳能水箱,不仅解决了屋面承载能力小的缺陷,而且使太阳能得到了充分地吸收,减小了常规能源的消耗;
4、热水供水干管定温循环,业主在使用热水时不需放掉很多冷水,保证业主使用的满意度;
5、温差式循环控制,既可最大限度利用太阳能,又保证常规能源消耗最少;
6、自动增压泵供水,保证热水管网压力,用户冲淋舒适。
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