富园太阳能方案

1 目目 录录 一 太阳能中央热水系统工程设计依据 2 二 太阳能中央热水工程施工质量标准 3 4 三 太阳能中央热水系统工程技术参数 5 四 3T 太阳能中央热水系统工程设计方案 6 五 3 吨水各种热源的能耗比 安徽地区年平均气温 13 计算 7 七 3T 太阳能热水工程工作原理图 8 八 太阳能真空管知识认识 9 10 九 热管的传热原理与性能分析 11 14 十 售后服务计划 16 十一 验 收 标 准 17 十二 工程实例 18 2 一 太阳能中央热水系统工程设计依据 1 太阳能中央热水系统工程的基本要素 太阳能中央热水系统工程的基本要素 1 楼层及面积 楼面有否遮挡物 2 楼的座向及楼结构 荷载量 3 用热水人数 用水方式 用水标准 总用水量 4 用水温度 用水时间 5 供水方式及时间 2 太阳能中央热水系统工程设计依据 太阳能中央热水系统工程设计依据 1 GB T6424 1997 平板式太阳能集热器技术 2 GB T4271 1984 平板式太阳能集热管性能试验方法 3 GB T17049 1997 全玻璃真空太阳能集热管 4 GB T18708 2002 家用太阳能热水系统热性能试验方法 5 GB T15513 1995 太阳能热水器吸集体 连接件及其配件所用弹性 技术的评估方法 6 GB T18713 2002 太阳能热水系统设计 安装及工程验收技术规范 7 NY T514 2002 家用太阳能热水器储水箱 8 NY T343 1998 太阳热水器技术条件 9 企业标准 进货检验依据 现场管理制度 合同管理规定 YZ T 太阳能热水工程施工标准 10 GBJ17 88 钢结构设计规范 11 GBJ10 89 钢筋砼设计规范 12 GBJ9 87 建筑载荷规范 13 GBJ15 88 建筑给排水设计规范 3 二 太阳能中央热水工程施工质量标准 1 太阳能集热器阵列的摆列方向为向南或南偏西 10 度 2 1M3以上太阳能水箱要求放置在主梁或立柱上或以型钢承托于主 梁或立柱上 3 太阳能自然循环单组布置面积一般不允许超过 60M2 强制循环一 般不超过 90M2 4 太阳能矩阵布置每排间距标准为 1000mm 最低间距为 600mm 5 平板式太阳能集热矩阵布置每排最多布板不得超过七块 每组布 置最多不得超过五排 6 太阳能支架必须固定在天面的钢筋混凝土实地上 当天面有隔热 层或琉璃瓦时 应移开隔热层或琉璃瓦再行固定 7 太阳能安装在台风区天面时 其集热器支架应做斜撑给予加强 水箱架按设计要求加强 8 当客户不允许在天面钻孔用膨胀螺丝固定太阳能支架时 应采用 水泥墩给予固定 9 太阳能自然循环管按如下规律确定管径 单排集热板布置时循环 管为 DN20 每增加一排管径相应加大一个规格 10 所有太阳能下循环管均要求安装闸阀 11 所有装阀及水泵 过滤器 电磁阀 电动阀等的地方均要求就近 安装活接以便于检修 12 太阳能支架固定一律采用 M8 60 膨胀螺丝固定 水箱架 付水 箱架及电控箱一律采用 M10 70 膨胀螺丝固定 水管支撑架 间距 4 一 4 律采用 M6 40 膨胀螺丝固定 13 水管安装要求无渗漏 安装埋地及埋墙暗管时要求对安装完毕的 管网作 3kg 2cm2的水压实验 检查无渗漏后方可埋敷 水平管安装允许 偏差 2 立管安装允许偏差 1 14 线管安装允许偏差要求与水管相同 15 热水管保温要求严密美观 铝合金包装以 M3 6 不锈钢自攻螺 丝固定 固定间距 90mm 即 12 个 m 包装接缝朝向背光面 保温包装 易渗雨水的接口处要求以玻璃胶密封 包装接缝要求平滑过渡 玻璃胶应 打得平实 美观 16 每排集热器最低位要求设置排放龙头 每组集热器必须在上循环 口安装止回阀 储热水箱底部必须预留排污口 17 所有低碳钢件 包装集热器支架 水箱架 付水箱架 水管支撑 架 水泵架等 均要求作防锈处理 即防锈漆 上漆要求均匀美观 不锈 钢材质除外 18 水箱保温采用优质岩棉保温 内层采用 304 不锈钢板 外层采用 加厚铝箔 19 所有泵类均要求配置泵架 露天安装的泵类 电磁阀 电动阀等 均要求配置防雨罩 5 三 太阳能中央热水系统工程技术参数 1 1M2太阳能热水器技术参数 项目参数 占地面积1 3M2 自然循环60 70kg 产水量 强制循环80 100kg 太阳能转换效率 45 晴天产水温度 40 80 集热器吸热效率 80 相当于 3KW H 电能 每平方米集热器吸热量 10 小时 相当于 0 37 公斤标准煤 2 系统的水 气 密性 防腐阻垢性 抗风抗震性 防火性和避雷保护说 明 项目名称技术参数 水 气 密性 集热器联集管 保温储水箱在出厂前 需按国家有关标准规 定进行气压和气密性试验 产品符合标准后方可运往施工现场以 管道连接 然后按国家 管道工程施工及验收规范 有关规定进 行测试承压能力和气密性试验 符合标准则为合格 防腐阻垢性 1 角铁支架制作过程 首先在工厂车间把角钢按一定尺寸 切断 钻孔并焊接成预制件 然后把预制件经防锈处理 最后在 安装工地用不锈钢螺丝固定成集热器的角钢支架 这种制作工艺 保证热镀锌层不受操作 防止生锈 安全耐用 不锈钢材料除 外 2 集热器联集管外箱采用 SUS304 不锈钢板 内箱采用食 品级不锈钢板 焊接工艺采用自动氩弧焊接 中间保温层采用进 口聚氨酯保温 厚度 4cm 保温性能佳 3 保温水箱内胆采用 SUS304 食品级不锈钢板 中间保温 层采用优质岩棉保温 外层采用加厚铝箔 4 系统循环管采用国标 PPR 管 中层用优质聚乙烯定型材 料保温 并用优质空调扎带防护 抗风抗震性 系统的整体设计和施工 按抗 10 级台风标准 抗震防裂标准为 9 防火性 全套系统的设备和配件都应该采用不燃和阻燃材料 系统从 设计到施工预留消防通道 避雷漏 电保护 系统按三类民用建筑物防雷 漏理发保护设计与施工 集热 器支架 保温水箱和管道等不带电的金属均应与建筑避雷接地系 6 统连接 四 太阳能中央热水系统工程设计方案 太阳能资源是取之不尽 用之不竭清洁的能源 太阳能热水器作为太 阳能热利用的高科技产品 除具有投资一次性 产品使用寿命长外 还具 有安全 方便 无污染和不需燃料等其它电 气 煤热水器无法比拟的优 越性 面对我国资源 环保状况 推广普及太阳能供热系统 对节约能源 保护环境具有十分重要的经济效益和社会效益 根据贵单位使用热水要求 我们设计的方案为 用 360 只大功率工程高效真空管 设计热水 总量为 3T 辅助热源为空气能 出水温度 55 85 国家标准为 45 一 设计参数 1 用水量3T 吨 2 集热器8 组 360 只美菱工程专用集热器 3 真空管360 只美菱大功率工程高效真空管 承压 0 9MP 4 循环系统温差 定时循环高计 全自动 5 电控箱采用正泰 德力西电器产品 6 支架现场制作 7 水泵高温专用型 8 管道阀门度锌管 PPR 管 铜阀 PPR 专用阀 7 3T 高温配置热水系统报价表高温配置热水系统报价表 序 号 项 目数 量规格产地单价合 计备 注 1工程专用真空管 36058 180cm 合肥 23 58460 美菱牌 国标产品 工程专用真空管 可承压 0 9mp 2集热器8 组 170 22cm 合肥 7506000 美菱双承压 2 0mp 工程专用联箱 33T 保温水箱 13000 250cm 合肥 11503450 美菱加厚双层不锈钢美菱冰箱聚胺酯发泡保温技 术 4太阳能支架8 组 4 4 合肥 4503600 用国标镀锌方管或角钢现场制作 坚固耐用 5环氧树脂5 组 1KG 江苏70350用于水箱及接头防腐 6真空管密封圈36058cm合肥0 55198防止真空管漏水 由高纯度高温硅胶制成 7真空管防尘圈36058cm合肥0 35126防止灰尘进入真空管 8不锈钢接头16 25 110cm 合肥9144集热联箱的进出水接口 9镀锌内丝接头1640 变 15安徽3 556联接不锈钢接头与 PPR 连接之用 10镀锌活接头 1540mm 安徽11 5172 5两个集热联箱之间的连接 11太阳能自动循环泵 2WL110W 德国8501700德国威乐牌用于太阳能与水箱循环 一用一备 12热水循环水泵 2WL250W 德国9501900德国威乐牌用于客房循环水 一用一备 14上水电磁阀 232cm 浙江140280控制往水箱里上冷水用 一用一备 15自动控制箱 11500 60cm 合肥35003500 太阳能 空气能综合自动手动双系统控制安装于室 内 184 芯电缆线 100m1 52 合肥3 5350专用于 2 台水泵接线 198 芯信号线 100m0 52 合肥320320 专用于太阳能和电加热的传感器信号采集及控制 用 20电加热 2 9KW 合肥320 640 21镀锌管 6DN25 天津105630用于太阳能上下循环 22镀锌管 DN25 天津105 23截止阀8 个 DN25 天津38304用太阳能上循环管流量控制 24截止阀14 个 DN25 天津38532 牌用于太阳能下循环管 集热器 水泵 上水 下水等控制 25镀锌管三通 4DN25 天津5 522用于镀锌管与联箱冷水连接 26 27镀锌外丝直接 16DN25 天津348用于镀锌管与联箱连接 28镀锌内丝直接 16DN25 天津348用于太阳能联箱上出水口连接 29镀锌内丝直接 15DN25 天津345用于太阳能联箱 水泵及水箱 30天津 31镀锌弯头 25DN25 天津375用于镀锌管与联箱连接 32 33镀锌管道保温60 米42 2 米合肥10600像塑棉加厚双层保温加防水铝铂 34镀锌活接 4DN25 天津11 546用于水泵的连接 35运费多次汽车合肥 200 200从本公司至贵单位的运输费用 36吊装费多次汽车吊合肥800800将水箱太阳能 空气能等吊运至楼顶的费用 37施工全部全部合肥30003000将太阳能 空气能系统安装调试完毕的费用 38税 6 6 合肥未计未计 39管理费 6 6 合肥未计未计 40 合计 37596 537596 5 注 1 本工程的主要关键部件真空管 水泵 控制系统 管道全部使用大品牌产品及进口产品 不仅提高了工程质量 使用安全也降低了成本 2 本工程 报价仅为楼面部分 不包括楼面以下部分及循环水 3 水电贵方要送到和空气能位 8 六六 3 3 吨水各种热源的能耗比吨水各种热源的能耗比 安安徽徽地地区区年年平平均均气气温温1 15 5 用用水水温温度度5 55 5 计计算算 加热形式油锅炉电锅炉空气能太阳能 燃烧种类柴油电空气太阳能辐射 污染情况有无无无 危险性有有无无 占地面积 1010350 燃料热值10200 大卡 kg 860 大卡 kw 小时 860 大卡 kw 小时 1000w 平方米 热效率75 95 400 按吸收 50 计 燃料数量15 68kg 柴油139 5 度电34 8 度电0 燃烧价7 3 公斤1 0 元 kw1 0 元 kw0 3 吨水日需费 用平均基础 水温 15 输 出水温 55 计 114 46 元139 5 元34 8 元 2 00 250 天计算 设备电费 3 吨水月需费 用平均基础 水温 15 输 出水温 55 计 3433 92 元4185 元1044 元 60 0 度 设备电费 3 吨年需费用 基础水温 15 输出水 温 55 计 41207 04 元50220 元 4176 元 120 天计 500 0 250 天计算 设备电费 人工费 年 元 30000 00 元30000 00 元00 元0 设备寿命 年6810 年左右15 年以上 10 年总费用 元 7120704 0 元802200 元41760 元 5000 0 算设备电 费 9 10 八八 太阳能真空管知识认识 由于地球资源的有限性和能源的日趋紧张 利用太阳能是今后人类发展必 然 近年来随着技术的不断进步 创新 成本下降 太阳能热水工程发展迅猛 它在节能 环保上有着巨大的经济价值 对比现今的能源价格 油 电 煤 气 太 阳能热水工程的优势是非常明显的 从 10 年前概念性到现在的实用性 都显 示出太阳能是今后人类高度利用的唯一免费能源 1 平板形太阳能 十多年来太阳能热水系统已发展了四代 第一代产品是平板式太阳能系统 它的原理是 见图 在一个扁平的金属容器内上面盖有一层玻璃 太阳能直射玻璃将里面的水 闷晒加热通过管路再传到水箱里 较早时期的太阳能都是这种形式的 现在部 分地区还在使用 它结构简单 工作稳定 成本低 安装便利 缺点是保温性 能差 热损大 平均日效率低 冬天不能使用 2 全玻璃真空太阳集热管结构原理 全玻璃真空太阳集热管由内 外两层玻璃管构成 内管外表面具有高吸收 率和低发射率的选择性吸收膜 夹层之间抽成高真空 其形状如一个细长的暖 水瓶 如图所示 它采用单端开口 将内 外管口予以环形熔封 另一端是密 闭半球形圆头 由弹簧卡支撑内外管 而且可以自由伸缩 以缓冲破内管热胀 冷缩引起的应力 弹簧卡上装有消气剂 当它蒸散后能吸收运行时产生的气 体 保持管内真空度 全玻璃真空管的发明是太阳能吸热技术的一次质的飞跃 也使太阳能热水 11 工程进入了第二代 它的优点是造价低 吸热迅速 传热快 热损很小 热效 率高 保温好 冬天一样吸热 全玻璃真空管现在也发展了多代产品 只是在 镀膜材料上的变化 其结构原理都是相同的 缺点是 它的管内走水和集热系 统相连 管内的热水永远用不到 有一定的热浪费 一旦损坏一只管将使整个 系统瘫痪 所以它只能用在家用太阳能中去 不能用在工程中 见图 3 金属 玻璃真空太阳集热管 工程上专用的真空管是在全玻璃真空的基础上发明的 也是第三代真空管 叫做金属 玻璃真空集热管 也叫金属热管式真空管 原理是 在玻璃真空管 内装有一根紫铜的两边带有吸热翼片的金属管 真空管开口处封死 外面伸有 一段 8 10cm 长的冷凝端与水接触 优点是 管中不走水 热量是通过管中的 紫铜蒸发器上传到凝凝端 性能同上 管子损坏不影响系统工作 可用在各种 形式的太阳能上 缺点 造价高昂 今年由于铜材的涨价 使其价格提高一倍 节能效益不明显 4 全玻璃双真空重力热管 第四代工程用真空管是今年由国家环保局 中国农村能源办 北京大学分 别推荐最新型太阳能吸热元件 早在 60 年代发明于国外 只是近几年才转入中 国 在铜材没涨价之前 它比金属热管贵 所以没能普及 现有北京大学在结 构上改进后向企业推荐 下面重点叙述 12 九 热管的传热原理与性能分析 1 重力热管工作原理 重力热管工作原理 热管是一种传热能力很强的元件 是 20 世纪 60 年代以来发展的一种 新的传输热量的元件 它能通过一个很小的截面 将大量的热传得很远 其热阻比同样尺寸的紫铜至少小二三个数量级 如直径 13mm 长 0 6m 热管在 100 工作温度下输送 200W 能量只有 0 5 温降 若采用实心铜 棒代替则需 70 温降 热管构造简单 无运动部件 当设计 制造 使 用恰当时 是十分经济可靠的 重力热管又是热管中最简单的一种 由于 它的冷凝液靠重力回流 因此它必须使冷凝端在蒸发段之上 并以与水平 面成一倾角的方式安装 运行工作 简单的重力热管的工作原理图如图所示 当热管的蒸发段吸收外界热 量 如来自太阳辐射的热量 加热在液池中的工质 该工质一般沸点温度 都比较低 并达到沸点后 工质迅速切蒸发为蒸气 由于蒸气密度小 沿 热管内腔上升至冷凝端 受到冷凝端外部的水 或空气 如太阳能蓄水箱中 的水 冷却放热并冷凝为液体 由于液体的密度大 且因热管的内壁面浸 润性好 故沿壁面下流返回液池 又可再次蒸发 如此不断循环 将热量 从一端传到另一端 13 热管简介热管简介 热管是一种高效传热元件 它具有极高的热传导能力 比最良好的导 热金属的热导率要高出许多倍 甚至能达到数万倍 所以热管有 近超导 热体 之称 由于热管的构造简单 无运动部分 工作可靠 质量轻 温 差很小 特别是具有极高的传热性能 所以在各个技术领域中得到重视和 应用 上述所讨论的对流换热 都属于单相流体的对流换热 而热管中的换 热是涉及液体相态变化 即有相变的对流换热 1 沸腾与凝结换热沸腾与凝结换热 从物理知道 物质存在三种相态 即气态 液态及固态 又称气相 液相及固相 从一种相态转变成另一种相态就称为相变 最常见的水烧开 以后变成蒸汽 蒸汽遇冷凝结成水 这些都是相变的示例 前者称为汽化 后者称为液化或凝结 实际上汽化的方式有两种 一种是在液体的表面 在任意温度下进行比较缓慢的汽化 称为蒸发 当液体温度达到液体所承 受压力下对应的温度 此温度称为饱和温度 时 液体的汽化就不仅在液面 进行 液体内部也发生汽化 此时液内形成气泡而上升 到达液面而 腾 入空间 这种汽化称为沸腾 是汽化的另一种方式 显然 沸腾时的温度 与液体所受的压力 又称饱和压力 有关 若压力较低 对应的饱和温度也 较低 液体就在较低的温度下沸腾 例如在喜马拉雅山上烧开水 不到 100 水就开了 就因为那里的气压较低 若压力较高 液体沸腾时的饱 和温度也较高 沸腾水称为饱和水 汽化所变成的蒸气称为饱和蒸汽 这 时饱和水和对应的饱和蒸汽两者温度是相等的 压力也是相等的 假设将 1kg 饱和水变成相同温度的饱和蒸汽是需要加入热量的 这个热量称为汽 14 化潜热 简称汽化热 例如水在一个标准大气压时 101325Pa 对应的饱 和温度 即沸点 是 100 这时 1kg100 饱和水变成 100 的蒸汽需要的 热量是 2256 9kJ 即汽化热 蒸汽凝结成液体 即凝结过程 就水而言 即是由饱和蒸汽变为饱和 水的过程 这时要放出热量 该放热量称为凝结热 数值上等于相应的饱 和温度及压力下的汽化热 这时的饱和温度也就是凝结温 或沸点 凝结 与沸腾是两个相反的过程 在沸点或凝结温度下 如果不断地供给液体热 量 则发生沸腾 液体不断地转化为蒸汽 反之 不断地由蒸汽放出热量 则发生凝结 蒸汽不断地转化为液体 上述有关相变过程的分析和结论 对于其他液体工艺 如氨 酒精 氟里昂 水银等亦适用 2 热管的基本结构与原理热管的基本结构与原理 图 1 11 所示是一种最简单的热管结构及原理 它由管壳和工作液体 工质 组成 管内抽成高真空 注入工作液体再密封 对热管的下端加热 液体沸有关产生蒸汽升到上端 通过上端管壁向外放热 蒸汽凝结 凝结 的液体靠重力作用沿管内壁流回到下端 这样就能不断地将热量由加热端 下端 传递到冷却端 上端 从而传给外界的介质 加热端又称蒸发段 冷却段又称凝结段 位于蒸发段与凝结段之间作为流体通道 分隔开热 冷源的一段称为传输段 或绝热段 在热管式太阳能热水器中 蒸发段设 在真空集热管内 而凝结段则设在太阳热水器上部的水箱内 这种依靠重 力使凝结后的工作液体回到原来的蒸发段的热管称为重力热管 重力热管 应用于放热端位于加热端之上的场合 在某些场合不具备上述放热端位于加热端之上的条件时 这时可采用 15 吸液芯热管 其结构及原理如图所示 在管子内壁紧贴着一层起和细管作 用的多孔性材料 称为吸液芯或管芯 这时 外界热量向蒸发段加热 热 量通过管壁传入使该段的液体沸腾变成蒸汽 蒸汽流到凝结段凝结而液化 并向外放出凝结热 即汽化热 凝结成的液体于吸液芯内依靠毛细管作用 回流到热管的蒸发段 如此重复 将大量的热量从加热端传送给冷却端 由此可见 热管内热量的传递是依靠工质的不断发生相变 蒸发与冷 凝 从而不断地吸收和放出汽化潜热而进行的 由于相变传递的汽化潜 热远远大于一般常规传递的热量 所以这是换热强度最高的热传递方式 同时 在传送热量的热管内两端充满的是同温度的饱和蒸汽和饱和液体 几乎可看成是等温 或极小温差 的传热 正常情况下 管内两端温差仅 1 2 也就是说热管可以在温差