煤矿职工洗浴太阳能热水解决方案

1、冀中能源邯郸矿业集团有限责任公司陶一煤矿太阳能热水工程项目介绍北京同享阳光太阳能科技有限公司2012年11月20日目录目录1一、前言2二、背景介绍2三、工程突破点、亮点31、控制系统32、太阳集热器63、太阳能水箱74、辅助加热设备85、感应喷头9四、效益分析10一、前言冀中能源邯郸矿业集团有限责任公司陶一煤矿太阳能热水工程是由北京同享阳光太阳能科技有限公司设计并安装的中央热水工程项目。该项目总投资2339000元，于2012年8月开工，2012年10月竣工。二、背景介绍陶一煤矿位于河北省邯郸市西北约15km处，武安市康城镇康东村村东，西邻太行山，东为华北平原，属东亚大陆性、中温带、亚干旱、季

2、风气候，四季分明。煤矿共有3个浴室，分别为职工浴室、干部浴室和女工浴室；职工浴室有4个浴池，每个浴池的容积为10M，两个为一组交替使用，有淋浴喷头58个，每天洗浴人数约1000人左右；干部浴室有2个浴池，浴池的容积分别为5M和10M，有淋浴喷头21个，每天洗浴人数约30人左右；女工浴室有淋浴喷头21个，每天洗浴人数约120人左右；全矿每天洗浴人数约1150人左右；本系统按春、夏、秋、冬四季浴池、淋浴均使用太阳能系统洗浴进行设计，用水方式为全时供水。项目建设内容：安装集热器：1区集热器数量为47-1500-60型集热器120套，总计真空管7200支。集热面积900平方米；2区集热器数量为47-1

3、500-60型集热器66套，总计真空管3960支。集热面积495平方米；3区集热器数量为47-1500-60型集热器36套，47-1500-90型集热器12套，总计真空管3240支。集热面积405平方米。整套太阳能系统共计真空管14400支，总计集热面积1800平方米。安装空气源热泵：TFS-SKR1600型空气源热泵6台。安装电加热：150KW电加热机组2台。安装水泵：水泵共计18台。安装红外淋浴器：男浴室58个，干部浴室29个，女浴室21个，共计98个。安装水箱：不锈钢储热水箱1台尺寸：8m*7 m *1.5 m，容积84m；不锈钢恒温水箱1台尺寸：8m*3 m *1.5 m，容积36m。

4、安装归丽晶除垢器：1台，日处理水120吨。三、工程突破点、亮点1、控制系统控制系统根据陶一煤矿用水特点及要求，本项目太阳能控制系统具有以下特点：(1)控制系统采用双PLC智能控制(一用一备)、触摸屏显示，以实现系统全自动、智能化控制(太阳能定温放水、自动补水功能、恒温恒压供水、温控自动防冻、系统安全运行自动保护、辅助加热系统的自动运行等)，无需专人管理，保证控制系统稳定、可靠地运行；触摸屏显示界面友好，具有动态演示功能，参数设置、修改方便，各种运行参数显示一目了然，并将其通讯于矿调度室用显示器进行显示，由矿调度员监视系统的运行情况。(2)控制程序将温度、水位、时间、流量等参数巧妙融合，实现充分

5、和优先利用太阳能，将太阳能与辅助加热系统完美结合，最大限度地减少辅助加热系统的运行时间，降低电能的消耗；(3)控制系统设有应急手动功能，保证在控制系统出现问题时，能实现手动控制，系统在应急状态下能正常运行，保证职工的正常洗浴。；(4)控制系统实现“一用一备”设备的自动切换，使“一用一备”设备实现月度倒替运行。(5)控制系统具有断电记忆功能，有记忆控制系统的设置数据和系统运行的各种参数，保证数据不丢失。(6)系统具有很强的抗干扰性和屏蔽性能，不因其他系统的信号干扰本系统的正常工作，或本系统的信号干扰其它系统的正常工作。(7)系统故障自诊断功能：能随时反应系统内设备和传感器的工作状态，能自动进行故

6、障诊断并完成故障点和原因显示并声光报警。(8)系统管理功能：为确保系统的正常运行，集控软件设置用户登陆界面，对不同登陆人员设置不同的权限，并对登陆人员做操作记录。A、管理员能监视设备运行状态、操作设备运行、修改工艺或增减工艺流程。B、操作员能监视设备运行状态、操作设备运行。C、其他人员不能登陆。控制系统界面截图2、太阳集热器太阳能集热器是太阳能热水系统的核心元件，其性能的好坏直接决定了系统能否取得应有的效果。本项目太阳能热水系统中真空管采用三靶镀膜技术和旋转磁扫描结构，加入稀有金属成分，改善镀膜层分子结构，真空管(真空度高达510-3Pa)，对阳光有很高的吸收率(a96%)和极低的热发射率(4

7、%)，具有集热效率高、热损小、耐高温(空晒温度高达330度)、抗高寒(-40度)等特点，从而减少了真空管由于长期空晒而造成的膜层老化、变色、性能衰减等问题，使用寿命长。采用了三高全玻璃真空管集热器，每个模块有60支管子组成。与普通集热器相比，该款集热器具有真空管排列密集，单位长度集热管数量多，吸热快、效率高；保温层采用50mm环保型无氟聚氨酯发泡保温，保温性好，绿色环保；内胆采用304/2B食品级不锈钢内胆，卫生洁净，外皮采用仿不锈钢拉丝板，外观漂亮大方。3、太阳能水箱本项目太阳能水箱内胆材质304/2B食品级不锈钢，保温采用80mm聚氨酯现场发泡，外护材质0.5mm不锈钢。与原有水泥水箱相比

8、，不锈钢水箱具有以下特点：(1)款式新颖，技术一流：由单元矩形成型板任意拼装焊接，具有漂亮的外观，对应配套，选择灵活。(2)安全卫生，经久耐用：整个系统为封闭式，不锈钢材料表面光滑，不易附生藻类，水中沉淀物亦清晰冲刷。(3)安装方便，任意组合：采用单元矩形不锈钢成型板拼装焊接组成，可依据设备设置场所，任意组合成多边形、阶梯形、L形等形态各异的水箱。(4)选材优异 防蚀抗裂：选用性能优异的奥氏体、铁素体、超低碳不锈钢板材拉伸压制，具有独特的耐腐蚀抗裂性能。(5)制作精良，保温优良、外形美观：以精密的成型模具液压拉伸成型，单元矩形凹凸水箱板成型精度高，保温效果好，昼夜温差小于3。4、辅助加热设备4

9、.1空气源热泵设备采用清华同方超低温热泵热水机组TFS-SKR1600D机组技术特点低温风冷热泵机组是我公司推出的一种新型的风冷热泵产品，这种新型热泵机组克服了传统风冷热泵机组的运行温度限制，大大扩展了其温度应用范围，在-20的环境温度下依旧可以可靠稳定的运行；低温风冷热泵机组之所以能够如此高效、稳定的运行，是由于我们在机组系统中采用了经济器系统，以实现补气增焓。机组还具有如下特点：低温制热功能卓越：低环温热泵机组可在-20的环境中正常供热、结构结凑，换热面积大，空气流动阻力小，换热效率高、泄漏率低、机组组合方便，选型灵活，互为备用，运行经济、高温出水，最高可达60、配件精良、换热效率高、 智

10、能除霜、全电脑控制、低噪声。4.2电加热机组冬季太阳能和空气源热泵都无法满足用水量需要时需要时启动电加热。DFT太阳能工程辅助电加热器是依据太阳能工程辅助电加热特点，精心研制而成的系列产品，与其他产品相比具有以下优越性：安全性高：本产品为外置式循环加热，内置2套过热保护探头，保证超温100%断电。产品出厂经过10Kg水压检测，电气性能（耐压2000V不击穿,绝缘性能100M）检测。接线盒部分防潮、透气，散热效果好。热效率高：使用高效电热管，加热均匀，配置折流板，无温度死角。节能省水：辅助加热器内外胆之间采用3cm厚聚氨酯发泡保温，保温性能优越；更换加热管只需打开排水阀，排出筒体内存水即可更换。

11、美观耐用：辅助电加热器内胆采用4mm厚304不锈钢材质，外胆采用3mm厚304镜面板，外形美观，经久耐用。5、感应喷头感应淋浴器由于节水效果显著、不用触碰开关即可出水，彰显浴池档次等优势，产品具备以下功能：1、节水效果好，用水量是普通淋浴器的1/3。2、超大滤杯，减少清洁次数，更适合浴池使用。3、滤杯采用工业化法兰连接，拆开不锈钢螺丝即可取下滤网清洁螺丝，从此和不可拆卸滤杯说“再见”4、供电电源配备后备电源，即使停电，也能坦然洗浴，解决洗浴中突然停电的尴尬。5、防浓雾、防搭毛巾功能更完善。6、喷头采用脉冲阀，喷头只是在出水、停水瞬间通电，洗浴过程喷头不通电。7、控制器采用独特固定结构，去掉两侧

12、固定耳，外观自然更美。8、采用直流6V供电，安全无忧。9、可选红外遥控器自主调整淋浴器感应距离、灵敏度等细节，更体贴。四、效益分析1、系统总能量系统每天将120吨15的水升温到50，总共耗费的能量为：4.2120103（5015）1.8107KJ式中：Q该热水系统运行需要的能量（KJ）Cp水的定压热容（Cp=4.12KJ/(kg)T水的温差（即热水温度与基础水温之差）m水的质量（kg）若上述热量由燃油锅炉提供：每天耗油量为：(1.8107 )/（4604080）489（Kg）每天燃烧柴油费用：4899.5元/ Kg4646（元）若上述热量由燃气锅炉提供:每天耗气量为：(1.8107)/（167

13、4285）1265（m3）每天燃气费用：12652.2=2783（元）若上述热量由电锅炉提供:每天耗电量为：(1.8107)/（360095）5263（Kwh）每天电费：5263（工业用电)5263（元）若上述热量由空气源热泵提供:每天耗电量为：(1.8107)/（360095）5263（Kwh）空气源热泵的全年COP为3，每天消耗的电量为5263/3=1755每天电费：1755（工业用电)1755（元）若上述热量由燃煤锅炉提供:每天耗煤量为：(1.8107)/（1353655）2418（Kg）每天燃煤费用：24180.801935（元）2、其它能源及设备的参数能源当量热值类别单位当量热值（K

14、J）折算热值KJKg标准煤 电能Kwh3599.5119250.407蒸汽（低压）Kg2687.72762.439760.136石油制品汽油Kg43116474221.619柴油46040506391.729煤油43111474221.619重油41855460401.571渣油37670414361.414燃料油41310454551.551炼制品焦炭Kg 28416334841.143城市燃气16742322281.1焦炉723炼厂气m343948483431.65液化石油气m350226552491.886注：1、烟煤类的当量热值为13536KJ/Kg。2、锅炉

15、效率及能源费用类别燃煤锅炉燃油锅炉燃气锅炉电锅炉效率 55%80%85%95%能源费用烟煤类800.0元/t柴油9.5元/Kg 燃气：2.2元/m3用电：1.0元/KWh 各种能源效益分析项目太阳能热水系统+空气源热泵+电加热燃煤锅炉燃油锅炉燃气锅炉电系统每天需提供热量1.8107KJ设备投资（元）2339000600000750000650000800000装置使用寿命155881515年设备总投资(元)2339000180000015000001300000800000每年使用天数80365365365365每天燃料/电费（元）17551935464627835263每年燃料/电费（元）1

16、4040070627516957901015795192099515年能源费用（元）21060001059412525436850152369252881492515年人工费用（元）0300000300000300000015年运行总费用（元）444500012694125272368501683692529614925太阳能与之相比节约（元）08249125227918501239192525169925注：1、以上各个系统投资均未考虑银行利率。2、燃油锅炉系统价格包括锅炉本体、油箱、抽油泵、锅炉房、管道管件保温材料等。3、燃气锅炉系统价格包括燃气锅炉、水箱、锅炉房、管道管件保温材料、入户费等。4、在运行的过程中，考虑阴雨天气等气候条件，此处按全年有80天使用电能来加热。5、以上太阳能热水系统的投资经济性分析是建立在邯郸辐射资源和邯郸地区热水需求的条件下进行的分析。6、太阳能热水系统的推广还应考虑减排温室气体和减少污染物排放带来的社会效益，不应