湖北小池30吨光热供热方案说明书2012-08-11.doc

酒店太阳能热水工程方案设计书设计方长沙旭锋节能科技有限公司 设备名称：太阳能热水锅炉报价单位：长沙旭锋节能科技有限公司2012年8月目 录1 太阳能+热泵辅助加热热水系统的优势与设计原则22. 方案设计33.太阳能+空气源热泵热水系统节能评估74.售后服务105工程报价.12 1太阳能+热泵辅助加热热水系统的优势与设计原则1.1热水系统的优势（1） 节能：本供热系统利用太阳能和空气源热泵加热；平板集热器吸收太阳的光来获取热量，通过内部介质与水进行热交换来加热水温，因此被称为无污染的绿色产品，其节能意义重大。空气源热泵被誉为全球第四代绿色产品，其通过电来驱动压缩机做功，而不是直接用于加热水。其用1度电产生的热能相当于常规能源用4度电所产生的热能，不但高效节能，使用安全环保无污染，而且它克服了燃气、燃油、传统电热水器等不安全、不卫生、不节能的缺点和隐患。（2） 经济性：利用太阳能集热器充分吸收太阳能转化成热能供热,减少耗气量，降低系统运行费用。太阳能与空气源热泵两者的结合通过合理的选型设计与施工后，其在运行3年左右通过节能产生的费用即可收回投资成本。（3） 稳定性：系统运行稳定、可靠及节能，保证了系统的高效性及性价比高。（4） 使用寿命：各组成部分运行都相对稳定，平板集热器使用寿命长，一般在20年以上，热泵设计使用寿命为10年，最长可达15年，可见投资效益显著。（5） 自动控制：采用全自动控制系统(也可手动控制)，热水随开随用，节省了过多的操作环节。1.2 热水系统的设计原则（1）保证用户热水供应的连续性，稳定性。 （2）日照不充足时有可靠的辅助加热系统供应热能，保证用户随时有热水使用。（3）太阳能优先运行可最大程度减少能耗，其节能意义重大。（4）在满足系统供热能力的同时，尽可能优化系统配置，减少初期投资。（5）太阳能热水系统安全可靠，并根据不同地区采取防过热、防冻、防雷、抗风、抗震、抗雹等技术措施。（6）控制系统采用技术先进，既满足自动化，智能化，又具有长期无故障运行的可靠性和稳定性。2.方案设计2.1 系统设计要求按酒店要求，根据建筑给水排水设计规范（GB500152003）结合当地的气候及客房用热水，设计酒店日用热水量30L，热水供应温度55C。2.2系统主要部件选型表2太阳能集热器性 能 参 数外形尺寸2000100080玻璃盖板透光率98%集热板吸收率0.86集热板反射率0.07瞬时热效率截距76%采光面积2m净重量36载水重量38工作介质水或乙二醇溶液集热器的总热损系数3.97W/m2本方案选用本公司自行研制的平板集热器，如图1所示，该集热器的由金属外壳，透明盖板,吸热板，集热排管，集管，保温层和背板七大部分组成，每块集热板的面积为2m2，其结构图如下图1所示： 图1 平板型集热器结构图1. 金属外壳 2.透明盖板 3.集热排管 4.集管 5.吸热板 6.保温层 7.背板本集热器产品的具有如下特点：（1） 表面的透明盖板采用的是普通的浮法玻璃，其透光率为92%；集热器可以经受防冰雹、淋雨、空晒、冲击等各种恶劣的外界条件；（2） 采用优质太阳能吸热板芯,具有高吸收率、低发射比，耐蚀性的特点；全铜内管，导热迅速、传热效率更高；（3） 采用高强度铝合金框架，边框经氧化磨沙处理，刚性好、强度高、抗腐蚀、寿命长、美观大方；（4） 保温材料经技术处理，具有防水防潮功能，使保温材料长久保持良好的隔热性能；（5） 边框和背板结合严密，密封性好，防水、隔潮、热损小；（6） 全部采用可降解和可回收利用材料，减少环境污染。总体来说，该集热器具有集热效率高(光热能量转换效率达到国家标准以上)，结构强度大，外观简洁大方，使用寿命长(在15年以上)，质量可靠等特点。2.3.1 集热器、倾角、集热器间距的确定(a)集热板数量确定 根据酒店的日用水量，当地的气候特征以及平板集热器的热效率等参数确定平板集热器的面积，再配置空气源辅助加热设备后，即可满足酒店当天用水需求量。（平板集热器的配置详见表3）(b)屋面确定 根据酒店屋面结构确定集热器角度倾斜与屋面成40度角安装，并通过集热器支架铺架设在屋面上，集热器安装角度全部朝南或偏向朝南、和空气源热泵机组的安装。(c)集热器间距的确定由于平板集热器倾斜安装在坡屋面上，因此前排集热器不会遮挡住后排集热器吸收太阳能，只考虑屋面太阳能集热器的检修通道即可。平屋面上安装的集热器，其前排集热器的后脚离后排集热器的前脚间距750mm，以免影响后排集热器的太阳光照。2.3.2水箱数量及大小的确定 根据酒店日用水量及保温水箱有效容积来确定保温水箱的规格尺寸及容积大小。（保温水箱配置详见表3） 保温水箱材质根据国家标准及国家规范选择：保温水箱的内胆采用食品级304/2B不锈钢内胆圆柱形水箱，（内胆厚度为1.0mm）、保温层采用聚氨脂发泡保温（保温层厚度为50mm），外胆采用食品级304/2B不锈钢板（厚度为0.8mm）,内胆采用氩弧焊接工艺。2.3.3辅助加热设备的确定 保证阴雨天太阳能热能不足时，采用空气源热泵进行辅助加热。根据当地冷水进水温度15及可满足阴雨天气和极其恶劣天气下的需求来配置空气源热泵机组。（空气源热泵配置详见表3）2.3.4水泵的选型原则根据太阳能平板集热器数量确定水泵流量。系统循环阻力主要为管网沿程阻力，考虑到管网的水力损失并预留10%的富余量，系统采用品质较好的广一牌热水管道离心泵，并设置一备一用，当一台水泵检修时，另一台备用水泵工作。保证系统的可靠与持续运行。 2.4 系统配置规模太阳能热水系统的规模：是按照温差比较强制自动循环技术的太阳能集热器每平方米产热水能力，并以GB/T18713-2002太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范等国家标准为依据,确定设计太阳能热水系统的规模酒店用水情况及设备配置一览表 (表3）集热器所需面积(m2)集热器实际配置面积(m2)水箱容积(m3)数量(个)太阳能控制(套)热泵循环控制(套)补冷水控制(套)加压供水控制(套)热泵型号数量（台)3603603022212SYE-SKR-0104注:1.保温水箱容积的确定根据房屋结构受力情况确定其安装位置、容积大小及数量。2.5系统设计说明2.5.1 太阳能系统设计说明太阳能+空气源热泵辅助加热热水系统工程主要由平板集热器、空气源热泵、不锈钢保温水箱、设备基础、集热器支架、系统自动控制装置、管道及保温、水泵、阀门、控制电缆及管件等组成。2.5.2 酒店热泵热水系统工作原理 。 工作原理为：无论晴天还是阴雨天，在设定时间补冷水时间段内，冷水经冷水管网进入保温水箱，至保温水箱上限水位时，冷水电磁阀关闭。同时通过温度探头检测保温水箱的水温，当保温水箱的水温55(可调)，空气源热泵机组启动加热，当保温水箱的水温被加热至55(可调)时，热泵机组停止工作，并进入植守状态。热泵循环泵与空气源热泵机组联动运行。2.5.3 酒店太阳能热水系统工作原理。 工作原理为：在补冷水时间段内，冷水经冷水管网进入保温水箱，至保温水箱上限水位时，冷水电磁阀关闭。同时通过平板集热器吸收太阳光的辐射后，集热器里的工质达到设定的温度后，太阳能循环泵启动，将保温水箱内的低温水送入集热器阵中加热，同时将集热器阵中的高温水顶至保温水箱储存。如此循环至保温水箱中的水被加热至55(可调)。若保温水箱的水温达到设定温度时太阳光照仍然很充足，为充分利用太阳能，只要太阳能温差循环水泵的温差7，循环泵会自动启动，将平板集热器阵中的高温水循环至保温水箱。当保温水箱内水温达到70时太阳能循环水泵停止加热（热水水温限制不超过70，以免烫伤人） 在阴雨天气，太阳能热能不充分，由空气源热泵来补充热功，满足将保温水箱内水温加热至55（可调）时停止。无论晴天还是阴雨天气优先使用太阳能，减少常规能源的使用。太阳能系统和空气源热泵辅助加热系统互锁，太阳能系统优先启动。在热水时间段时，加压供热水泵和供热水电磁阀启动向末端管网加压供水。在其它时间加热供水泵和供水电磁阀不启动。保温水箱设定最低预留水位，当酒店超水量用水时，补冷水电磁阀启动补水至设定水位时停止，同时空气源热泵启动加热至设定水温，即时保证超水量用水时的热水供应。2.5.4 补冷水控制系统设计保温水箱设补冷水电磁阀自动补水装置，受时间、保温水箱水位及保温水箱温度控制。在设定时间段内，当保温水箱水位低于上限水位或低于设定低水位时，电磁阀打开，进行补水；当保温水箱至上限水位及设定水位或在其它时间内时，停止补水。保温水箱设缺水保护，当保温水箱缺水时，系统停止运行，保证水泵不空转。2.5.5 加压回水管道设计设置回水管道，保证供水管网中的水温都是恒定的，使用户打开水龙头既快速地有热水使用。2.5.6 太阳能温差强制循环控制系统设计：太阳能强制循环泵受温差控制：当集热器阵中的高温探头“T1”与保温水箱中的低温探头“T2”的温度差7(可调)时，太阳能循环泵启动；当集热器阵中的高温探头“T1”与保温水箱中的低温探头“T2”的温度差2(可调)时，太阳能循环泵停止。2.5.7 热泵循环控制系统设计：热泵循环水泵受保温水箱内的水温和太阳能循环泵的控制：当太阳能循环泵停止工作且保温水箱内的水温低于设定值时，热泵循环泵启动；当太阳能循环泵工作或保温水箱内的水温达到设定值时，热泵循环泵停止且进入值守状态。3.太阳能+空气源热泵热水系统经济效益评估3.1系统投资概况控制系统由于太阳能在阴雨热能水中时，系统配置的空气源热泵辅助加热装置补充热能，两者的结合达到系统全年全天定时供热需求。太阳能热水系统的投资组成见下图。图中虚线部分为太阳能热水系统的增加投资，即太阳集热系统的投资部分。图3 热水系统投资组成3.2 安装太阳能+空气源热泵热水系统可行性分析说明选用最安全、最适合酒店的供热水设备太阳能+空气源热泵热水系统，保证了酒店可以安全地使用热水，完全解决了酒店的热水供应问题，而且将24小时为客人提供热水供应。3.2.1 安装太阳能+空气源热泵热水系统的优势分析根据酒店的用水情况，经我公司工程技术人员认真地研究，并结合多年的热水工程设计及安装经验，本着充分利用太阳能，使酒店的热水供应最大限度地利用所配置的太阳能加热，考虑到湖北气候条件及最佳经济效益的配置，无论什么天气，空气源热泵和太阳能的结合都能达到供水温度要求，并能让系统真正达到保障性、节约、稳定、实用、环保、安全的多重效果。、保障性：首先，空气源热泵机组是以用水满负荷时且在气温5的阴雨天；工作时间不超过12小时作为设计准则的情况下设计的，可以满足在最不利气候条件下的热水供应需求；其次，设计有4台或以上的空气源热泵机组，做到设备“兼有备用”，以确保供水的可靠性；第三，各水泵都设有一备一用，以保证水泵在万一出现故障时系统仍能正常运转；第四，太阳能+空气源热泵热水系统配置有现场智能控制、故障报警及防冻自动保护等功能。、节约性： 太阳能和空气源热泵结合，在最佳经济效益配置下能最大限度地利用太阳能热水系统加热，空气源热泵工作受太阳能自动转换工作的同时还受时间及温度的控制，即太阳能系统在没太阳而停止工作后，空气源热泵在设定时间段内，若温度低于设置值及水位不低于设定水位时才启动运行，最大限度地降低能耗。、方便实用方面：随着太阳能+空气源热泵热水系统技术的不断提高，不仅节约了能源，又能达到常年四季供热水的能力，保证了系统全年全天供给热水。、环保安全：系统热源为太阳能及空气源热泵，两者均为环保产品，不会产生水质污染，不排放有害物质，且在满足能源需求、改善能源结构、减少环境污染、促进经济发展等方面已发挥了很大作用。系统设有避雷、漏电、短路、过流保护；设备基础采用混凝土基础或混凝土兼钢结构基础，把重力都转移到房屋承重柱、梁上；空气源热泵机组本身带有缺水保护、超温保护、自动化霜功能；设备智能监测功能，实现现场及远程报警功能。3.2.2 安装太阳能+空气源热泵热水系统经济效益分析按全年晴天（太阳）数约210天，阴雨天约155天。（即太阳能热水系统的有效利用天数在210天左右，可完全由太阳能把自来水加热至55。），阴雨天气约155天（热源完全由空气源热泵提供将自来水温加热至55）。以日供酒店30吨55的热水，全年365天全天供应来分析纯空气源热泵、纯燃气热水器和太阳能+燃气辅助加热、太阳能+空气源热泵辅助加热每年的耗能费用（湖北小池自来水年平均进水温度按15度计）。表四供热方式太阳能+空气源热泵纯空气源热泵太阳能+燃气热水器纯燃气热水器燃料种类电能电能天然气天然气热值860Kcal/kwh860Kcal/kwh8600Kcal/m38600Kcal/m3热效率400%400%75%75%单价1.0 元/度1.0元/度3.55元/m33.55元/m3365天耗能量54070.2度（空气源155天）127326.6度2.1627万m3（燃气155天）50930.23 m3365天耗能费（元）5.407万12.73万7.6779万18.08万设备寿命20年15年8年8年3.2.3 安装太阳能+空气源热泵热水系统可行性分析综述 根据以上分析，说明酒店安装太阳能+空气源热泵热水系统是可行的。既解决了人们担心的安全问题，保证了正常供应热水及热水质量，还可以大量地节约资源(实际上3年左右通过节能即可回收投资成本)，达到真正高效节能、安全环保，又完全响应了“十一五”规划中和2005年中央提出的大力发展循环经济，建设资源节约型、环境友好型社会迈开了实质性的步伐！4 售后服务售后服务说明本热水系统项目提供的设备(平板集热器、保温贮热水箱、空气源热泵、水泵、管道)在合同保质期间我司专职安排2名人员负责设备的日常维护。终生有偿服务，免费提供技术支持。附录1 经济效益计算空气源热泵每天为酒店共30m3水（平均初始冷水温度15）加热到55，需耗能量为：Q mT30kg401200000KcalT水的温差（产热水温度初始冷水温度）m水的质量（kg） 平均每天耗能量为：1200000/（860400）348.84（度）全年耗能费用：(348.841元/ Kwh)365天127326.6（元/年）太阳能+空气源热泵每天30m3水（平均初始冷水温度15）加热到55，需耗能量为：Q mT30000kg401200000Kcal平均每天耗能量为：1200000/（860400）348.84（K