太阳能应用总结报告1

南京市可再生能源建筑应用城市示范项目 南京市青龙山精神病院东院区病房楼太阳能热水系统项目总结报告 一、一、项目概况项目概况 图 1 项目现场照片 南京市青龙山精神病院属于南京市民政局，是具有社会保障和社会福利性质的财 政全额拨款事业单位，位于南京市江宁区淳化街道青龙社区南麓，主要职能是收养、 收治、优抚、低保“三无” 、流浪乞讨以及严重肇事的精神病人。东院区病房楼工程 总建筑面积为 21795 平方米。其中地上建筑面积为 16270 平方米，地下建筑面积为 5525 平方米。地上六层为医务用房，地下一层为设备用房及车库。本项目总投资 5155.2 万元。现以完成投资 3400 万元，完成整体工程量 95%。2011 年 9 月 31 日竣 工。 本项目建筑设计节能率为 50%，采用集中式太阳能热水系统，建成后核定每年可 节约能源 640348.7KWh。 二、 示范技术（太阳能热水系统）示范技术（太阳能热水系统） 我区具备太阳能热水系统应用的良好自然条件和产业优势，医院对热水的需求量 较大，而且，太阳能热水系统技术成熟、经济性好，因此本项目选择采用太阳能热水 系统，供应医院生活热水，并按太阳能与建筑施工一体化的要求进行了深化设计。 本项目太阳能系统采用全玻璃真空管集热器，集中安装于东院区病房楼楼顶（见 图 2） ，总面积为 547.2 平方米，太阳能保证率不低于 50%，集热器效率不低于 40%。 图 2 屋顶集热器安装现场照片 屋顶的真空管集热器进行采热，通过温差控制太阳能系统循环泵自动交替运行， 对设置在设备间的储热水箱进行加热。正常光照条件下，太阳能系统最大日供应热水 量为 36 吨；在光照欠佳的条件下，利用设置在设备房内的电加热器进行辅助加热。 辅助热源总功率为 540KW。系统采用全自动控制，也可人工手动控制。 3 图 3 太阳能热水系统流程示意图 系统设计系统设计 系统构成：整个太阳能系统分成三个部分组成。 1、太阳能加热循环部分。 2、辅助加热部分。 3、用热水循环控制部分。 目标：保证 24 小时热水箱内有热水可供应，太阳能热加热循环系统采用“定温不定 量”的设计原理，最大化利用太阳能，最小化设计。 并通过水位控制，太阳能热水箱进水要先经太阳能集热管，再由太阳能热水箱至 用水管网，期间温度不够可由辅助热源（电加热）加热，实现用水，以此把太阳能的 热能充分利用。 控制：控制：整个系统完全自动化运行，辅助加热也可转换为手动。运行参数要经(用户)各 方协调后确定，下文中参数为建议值。 1 1、太阳能加热循环部分：、太阳能加热循环部分： 根据上述参数并查阅太阳能热水系统与建筑一体化设计标准图集规定： A Ac= c=Q QWCW (t tendtl)f J Jt tcd（1 1-L) 式中：Ac： 直接系统集热器采光面积， （m2）; Qw：日均用水量（36000kg）; Cw: 水的定压比热容，(4.18KJ/kg） tend：储水箱内水的终止温度，(45） t1：水的初始温度，(5） f: 太阳能保率，无量纲，(取 0.5) Jt：当地集热器采光面上的平均日太阳辐照量，(13316KJ/M2 ) cd：集热器年平均集热效率，无量纲； (0.52) L：管路及储水箱热损失率，无量纲 (0.20) 代入参数: 计算得: Ac 543.3M2根据现有楼面结合我公司产品，我公司推荐使 用我公司 471800200 管集热模块 18 组，每组集热面积 30.4 M2， ，合计使用 集热面 547.2M2，大于实际设计要求所提供的集热面积，在当地阳光充足的情况下太 阳能热水系统的满足洗浴的正常使用。太阳能集热器安装位置见“太阳能运行原理图” 。 设计 1 只均为 20 吨的循环水箱和 1 只容量为 16 吨的恒温水箱，水温设定在 45，确保病人能洗浴。 主循环管采用 DN32，DN65 国标热镀锌钢管，进水管 DN40，DN80 国标热镀锌钢管， 管道安装方位及走向见“太阳能运行原理图” 。管道保温采用聚乙烯保温棉，保温棉 厚度选用 30mm，外加薄铝箔防护。管道安装严格执行管道施工规范，确保管道沿水 流方向不低于 3的向上坡度，管口对接确保同轴度。管道支托架使用国标 L30*30*3 镀锌角钢，支承固定在可靠的建筑结构上。 工作原理：工作原理： （a）白天-可产合格热水时间，温差、水位控制： 5 1太阳能系统首先是定温直流方式工作，设定太阳能热水箱内最佳热水温度， 根据要求为 45 度，只要有光照，集热器内水温达到时，自动通过集热器向热水箱充 热水；直至热水箱水满； 2如果太阳能热水箱内水满，系统自动进入温差强制循环状态，继续升温太阳 能热水箱内的热水； 3系统随时巡检太阳能热水箱内的水温、水位，如果水温降低到 40 度及低于进 水水位(50%)时，太阳能系统先进行温差强制循环并进水，使水温达到应有的最佳温 度 45 度后，及停水水位后，再恢复到定温直流工作状态和温差强制循环状态。 （b）白天-不能产合格热水时间(阴雨雪低温天)，温度、水位控制： 1太阳能集热器不能提供合格高温水，但由水箱水位控制，自来水自动进入太 阳能并进行强制循环，以充分利用太阳能，初步加热自来水； 2再由辅助热源（电加热）帮助提供高温热水，辅助热源起停可根据用水需求 设为定时自动控制； 3辅助热源（电加热）启动后，与定温出水泵连锁，最高停水水位转换为控制 太阳能热水箱内一直保持最低水位。可降低能耗； 4辅助热源（电加热）启动后，有一特殊状态，即太阳能热水箱恰处于高或满 水位，太阳能不能再继续提供合格高温水且用水很少或不用,而水箱内水温下降时， 则辅助热源需持续工作保持合格水温 45 度。 2 2、辅助加热部分：、辅助加热部分： 主要配置：主要配置： 辅助加热系统采用电加热系统，采用全自动控制，定温或定时给热水箱加热，出 热水快，热损少。 工作原理：工作原理： 为解决多用太阳能，节约运行成本，同时保证太阳能热水箱内有热水，不影响送 热水循环，当四季节中阴雨天气，或出现大幅度超量供水不能保证供水时，设计由太 阳能控制系统启动电加热，补热水量可依据经验水位停止，或依据用户要求水位停止 （冬季严寒天气保证 24 小时热水） 。 3 3、用热水循环控制部分：、用热水循环控制部分： 用热水系统采用浴室循环管道，在控制系统中增加时间、水温控制模块，根据时间、 水温信息进行供水管道循环控制，热水管经过每个喷头，循环使用后回至太阳能热水 箱。使管道水循环处理更加可靠、更加节能 三、 增量投资 太阳能集热系统增量成本 47 万元，太阳能储热水箱增量成本 8 万元。系统管网 及保温增量成本 15 万元，控制系统 1 万元，合计增量成本 87 万元 四、 施工进度（文字或表格） 1、设备安装工艺流程 本工程采用流水作业法施工法，每个施工过程由固定的作业组按施工进度表上的 顺序，依次、连续地由一个施工段移转到下一个施工段，主要施工目的施工方法及安 装工艺如下： （1）全玻璃真空管集热单元安装：）全玻璃真空管集热单元安装： a、由我公司工厂制作加工好集热器单元（模块）支架，现场放线，进行集热器单元 支架定位。 b、同时将我公司生产的集热器及配套镀锌支架用汽车运至现场，吊机将集热器运至 天面后，经现场质量检查确保完好无损后进行人工现场安装。 安装作也过程： 支架、集热器吊运质检支架定位调较支架固定集热器组装集热器 连接调整除尘、清洁防腐处理支架保护支墩上下循环管连接管道保温 试水检漏 （2）水箱安装）水箱安装 a、水箱基础施工与集热器支架工作同步进行，依设计图纸在我公司工厂使用专用设 备加工制作水箱及支架，现场与甲方及建筑结构、设计院等确认水箱及支架基础加固 或支架结构方案后，做好基础处理。 b、进行水箱现场安装及保温。作业过程： 工厂按图下料、加工、制作汽车运输定位支架固定支架防锈处理基础 7 处理水箱试水检漏全面质量检查厂专业人员现场聚氨酯发泡保温保温层外保 护搭接缝防水处理清洗完成配管及附件安装管道安装 依施工进度表顺序，分别进行天面循环管、供水管安装，由专业作业组按相关安 装标准、规范完成管道安装及支、吊架制作、管道防腐、保温及管道附件安装等，管 道试压及验收按采暖与卫生工程施工及验收规范 （GBJ242-82）执行。 （3）主要施工项目安装工艺附表如下：）主要施工项目安装工艺附表如下： 支架安装工艺支架安装工艺 序号工序名称材料工具设备备注 1 定位量尺 2 支架连接焊接支架、并 做防腐防锈处 理 焊机 3 调校量尺、水平尺 4 支架基础及固定2.5 碳钢焊 条水泥支墩 冲击钻 5 除尘2.5 碳钢焊 条 钢丝刷 6 基础喷锌压缩机或刷子 水箱安装工艺水箱安装工艺 序号工序名称材料工具设备 1支架定位型钢支架、地脚板、紧固螺栓量尺、板手 2水箱吊装定位水箱吊机等 3元器件安装附件、铜电阻电焊机等 4检测漏水 5保温聚氨脂发泡、不锈钢外皮、玻 璃胶 6不锈钢包装厚度 0.4 7开孔、印字手喷漆剪钳 8贴铭牌不锈钢自攻螺丝螺丝批 管道安装工艺管道安装工艺 序号工序名称材料工具设备备注 1下料国标镀锌管钢卷尺 2切割切割机 3车丝套丝机 4组装麻丝、生料带管钳 5固定管架、管卡冲击钻 6水压试验试压配管试压泵 7防腐银粉漆刷子 管道保温工艺管道保温工艺 序号工序名称材料工具设备备注 1橡塑保温钢锯片厚 30 2铝皮卷边滚筋卷边机、滚筋 机 3铝皮保温 0.2合金铝皮 剪钳 4接缝锁螺丝不锈钢自攻螺丝螺丝刀 5拐弯处打密封胶玻璃胶玻璃胶枪 电气系统安装工艺电气系统安装工艺 序号工序名称材料工具设备备注 1电控箱定位安装膨胀螺丝冲击钻 2线管安装胶管、管码木螺钉冲击钻、电锤 3配穿线多胶铜芯线铁丝 4接线电工工具 5测试万用表、兆欧 表 6通电试验、调试 2、项目实施情况，见图 4. （1）按照赶前不赶后原则，分段流水、专业交叉、空间占满、时间连续、确保 工期目标实现； 图纸审核 放线定位 货到现场 材料调运 质检 找平、底 脚焊接 热水器吊运 支架安装水箱安装 管道安装、电源线连接 真空管安装 防腐 处理 上水 调试 工程验收 图 4 项目实施流程 （2）合理调配各项资源，确保各项工作按计划要求顺利进行； （3）保证资金投入，积极做好材料调配； （4）合理选用施工机械设备及工具； 9 （5）调派充足的及有经验的现场操作人员，安排作业； （6）做好各项施工工作，积极取得各相关部门的支持； （7）加强现场管理，实施考核制度； 3、系统调试 按照项目施工进度表，本项目于 2011 年 6 月安装完毕，7 月进行系统调试运行。 经一个月的运转，太阳能系统运行正常，达到原设计要求。指挥部组织施工方、监理、 项目管理公司及区检测站等多方对系统进行了全面的验收，验收结果均为合格。 项目进度见表 1-1： 项目进度表 表 1-1 序号 年度进度 12010 年 10 月立项 22011 年 5 月前完成太阳能集热器的室外安装工作 32011 年 5 月上旬完成储热水箱及恒温水箱的安装工作。 4 2011 年 6 月 完成控制系统、系统循环泵、换热循环泵的安装调 试工作。 52011 年 7 月完成整个热水系统的安装调试工作 五、 系统主要设备性能参数 1、可再生能源系统设备性能参数 1 、集热器 图 5 全玻璃真空管集热器产品示意图 选择的太阳能集热器为“太阳雨”品牌，型号为 471800mm200 管真空管横 置式太阳能集热器，见图 4。集热器规格为47*1800mm，每组 200 支、集热面积 30.4，共 18 组，3600 支集热管，总集热面积 547.2，图 6 为部分屋面集热器布 置图） 。此型号真空管吸收涂层的太阳吸收率高达 0.96，平均热损系数小于 0.65。 图 5 屋顶太阳能集热器布置图 2 、热水箱 图 6 热水箱照片 设计 1 只均为 20 吨的循环水箱和 1 只容量为 16 吨的恒温水箱，水温设定在 45，确保病人能洗浴。见图 6。 11 3 、水泵及管道 集热循环水泵选用威乐品牌，管材为镀锌管加保温处理。 泵规格型号： 名称型号电源 输出功率 （W） 全扬程 （m） 排水量 （m3/h） 口径 （mm） 集热循环泵PH2200Q 220V/50 Hz 22003030DN50 加热循环泵PH401E 220V/50 Hz 40019.517.4DN50 型号叶轮数电机功率 全扬程 （m） 排水量 （m3/h） 口径 （mm） 用水泵 MHiKE-802A31.5KW3216DN40 2、性能检测结果 因本项目申请了南京市首批可再生能源城市应用示范项目，南京市建委委托 省检测中心于 2011 年 7 月对本工程进行了现场检测，经检测本太阳能系统为合格 项目。 六、 项目节能量 每年可节省燃油 66284kg，天然气 72518.2M3，电 640348.7KWh，煤 209568.4kg。 七、 实施后保障措施 八、 可再生能源建筑应用示范项目数据监测系统 根据可再生能源建筑应用示范项目数据监测系统技术导则（试行） 的要求， 本系统设置了数据检测系统。共检测 7 组实时数据，包括：室外温度、太阳能辐射量、 系统进水温度、系统出水温度、集热循环流量、使用侧进水温度、使用侧出水温度、 使用侧用水流量、辅助热源耗能情况等。 1. 室外温度 在门急诊楼顶设置一个室外温度传感器（有反辐射罩） ，用以测量当前室外温度。 2. 太阳能辐射 平行太阳能集热器设置一个太阳能总辐射传感器。 3. 集热系统进出水温度 在系统的进出水口管路上各设置一个温度传感