上传于:2019-09-26 12:46:49
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(一)工程名称 :开滦集 团机关浴池燃油锅炉供 热水改造为太阳能、空气源热泵、锅炉供暖管网联合 为浴池制取热水 。 (二)工程地点 :唐山市开滦集团公司机关院内。 (三)浴池现供热水方式:有一台燃油锅炉,每天 生产大约40吨洗浴用热水。 (四)工程内容 :取消浴池的燃油锅炉,改为太阳 能、空气源热泵、锅炉供暖管网联合为浴池供应热 水。 (五)建筑情况 : 1、此浴池位 于开 滦集 团公 司院内,为单 层框 架 式结构建筑,层高约为4m,屋顶为现浇屋面,两侧向 中间坡度约 15。,东西长 33m,南北 l0m; 2、浴池南侧为一个宽度 3m,与建筑东西同长度 的花圃,可用来摆放水箱 ; 3、浴池屋顶正中有一个 10t高位水箱,此水箱为 碳钢板焊接水箱、外围实体墙砌筑保温层,高度为屋 顶以上 2m左右 ; 4、浴池西侧为职工食堂,东西方向约 15m,食堂 西墙外约 2m处为暖气主管道,如考虑冬季采用板式 换热器换热,可由此处做一次循环水的接口; 5、浴池西侧 20m左右为职工宿舍楼 ,3层砖混建 筑,东西 长约 45m,南北 约 13m,屋 顶 面积约 为 58Om ,现浇混凝土屋顶,南北散水坡度约为 5。; · 62 · (六)关于浴室用水特点及用量 : 1、浴室分男女两部分,共计淋浴喷头(带花洒) 50个 ,为单管供水方式 ; 2、男浴室布置有 大一小两个 泡澡 池,容量约 为 15吨; 3、全天两次用水; 4、第一次为每天 12:0o~14:00,第二次为每天 16:30 ~18:3O; 5、日用水量:日消耗热水量为 41.4t;此方案设 计按 50t/,天计算 ; (七 )燃料用量消耗 : 目前每月的燃油量为 9076升 ,燃油价格 6.5 升 ;现在每月的燃油费用支 出590o0元。 二、工程方案说明: l、取消燃油锅炉,安装太阳能、空气源热泵、安 装板式换热器。主要通过 太 阳能 来制 取洗浴用 热 水 ,但由于现场只能安装 450 太 阳能面积不能满 足 50t的热水需求 ,故投入辅助能源 。既充分利用热 泵、板式换热器、低谷电。为了节约能源,最大限度 地降低辅助能源的消耗是控制运行方式的关键。这 三种辅助能源比较:冬季运行时的板式换热器成本 最低,低谷电热泵运行费用其次,故 : 冬季太阳能不能满足的情况下,以附近锅炉供 暖管网板式换热器为主要辅助 能源,对水箱进行循 环加热(暖气一次水量可调 ,太阳能可以满足用水要 求时,可减少或关闭板换),当板式换热器不能满足 时,系统自动在白天转换到热泵机组制取热水; 为了节约能源,新的工程方案是:450 太阳能 +3台空气源热泵 +15IIf板式换热器 。 2、太阳能集热面积 : 按 日用水量 50t(45℃ 一48℃),太 阳能四季使用 并综合场地情况及一次性投入、资金回收年等因素, 确定太阳能集热面积为 :45O (计算过程略),布置 在办公楼或者宿舍楼屋顶(已核算,能满足安装要 求); 3、关于辅助能源:3台热泵 +15 板式换热器 由于太阳能系统受阴雨环境影响较大,为保证 全天候正常供水需求,采用辅助能源予以补充,具体 方式如下 : 春秋夏三季,采用空气源热泵热水机组 1FS— sKR1600M(s)3台,作为辅助能源,在阴雨天,太阳 能不能满足热水制取要求时,启动热水机组进行补 充 ,热泵机组 的选型原则为 :春秋夏 3季 阴雨天时 , 全功率运行能够在 15h内,满足50t热水需求; 冬季运行,采用空气源热泵热水机组 TFS— SKRl60oM(S)3台 +15 板式换热器,冬季采暖期 www.zhulong.com 张 明昭 :太 阳能 、空 气源热 泵 系统 、锅 炉供 暖联合 供 热方 式的探 讨 以太阳能为主,空气源热泵与板式换热器为辅的方 式制取热水 ,当深冬极 限天气 出现 ,板式换热器不能 满足热水制取 时,热泵机组 原则上在夜 间低 谷 电时 段对水箱循环加热(此功能可做成 PLC自动控制 ,也 可手动 ); 3、关于系统的最佳运行模式: 由于 45O 太 阳能面积不能满足 50t的热水需 求,故每天投入辅助能源是必需的,如何充分利用热 泵、板式换热器、低谷电,最大限度地降低辅助能源 的消耗是控制运行方式的关键,就辅助能源而言,这 三种辅助能源 比较 :冬季运行 时 的板式换热器成本 最低 ,低谷电热泵运行费用其次 ,故 : 冬季太阳能不能满足的情况下,以板式换热器 为主要辅助能源,对水箱进行循环加热(暖气一次水 量可调,太阳能可以满足用水要求时,可减少或关闭 板换),当板式换热器不能满足时,系统 自动在 白天 转换到热泵机组制取热水 ; 4、关于浴池供水方式 : 仍然沿用浴池屋顶 l0t水箱作为供水恒温水箱; 1O吨水箱中的恒温水来源由50t水箱利用水泵 调取 ; 为保证 1Ot水箱的恒温,在调水管线中间加装手 动浑水装置(参照凤南浴池操作方式)此种方式调整 灵活、工人的操作简单、水温控制精度较高,更加适 用淋浴与泡澡池供水温度不同的实际情况; 5、关于水处理 : 硅磷晶使用浓度达到 1—3ppm时,可与 自来水 中的钙(Ca)、镁(Mg)离子形成络合物起阻垢分散作 用。同时与铁 Fe2+等金属离子在管内壁形成具有 亲和力的分子膜,从而隔绝水中溶解氧与金属的化 学反应,预防铜铁等金属结合点发生电偶腐蚀。形 成的这种分子膜(1 )能自动修复形成长期稳定的 防腐体系,起防锈防腐作用;彻底解决黄锈水现象。 6、关于板式换热器 : (1)采用四平换热设备有限公司生产的V系列 板式换热器; (2)技术指标: 供热管网一次水 :65c【=/45℃; 水箱循环二次水:10qc/5O℃; 压力 :1.OMpa; (3)设备选型:BR0.12一l5 ; 7、关于水箱 : (1)采用双层不锈钢保温水箱,保温层厚度 50删 咀; (2)箱体采用食品级 Sus304—2B不锈钢材料制 成的组合模块现场装配; (3)水箱 内胆采用 304食品级不锈钢氩弧焊接 而成,厚度 1.2—2.5耻 。保温采用聚氨酯高压发 泡,发泡厚度 为 5OIIlIn。外胆 采用 2O1不 锈钢板模 块。内部拉筋,内外均设有不锈钢爬梯,顶部设有维 修人孑L。 (4)水箱保温性能 12h温降为 :2℃ 一4℃ ; 8、关于智能控制系统 : (1)采用触摸式 PLC可编程智能控制器; (2)实现太阳能自动运行、空气源热泵热水机组 自动运行 、板式换热器 自动运行的联控 ; (3)一体式控制器,触摸式人机对话,彩屏显示 系统运行状态 ; 安全保护措施: 防风措施: 太阳能集热器支架采用标准模块式组装支架, 采用喷塑防腐,确保整体稳定、耐用;每排支架采用 连接件连接,形成整体,整体支架与墙体或基础底座 进行锚接,增加抗风能力 。 防雷措施 : 与建筑一起形成网架避雷装置,屋面以上太阳 能系统的设计高度只比屋面高出不足 1.8m。将太 阳能支架与建筑避雷网架连接,形成整体防雷网架。 具体操作参照 GB50057《建筑物防雷设计规范》执 行。 防漏电措施: 系统内的设备,采取严格接地措施 ,并测量确认 接地良好防止漏电伤人;电器选择优质国标器件,并 严格按照电器规范来设计安装;所有电器均设有漏 电保护,一旦漏电立即切断供电确保人机安全。 水泵保护措施 : 任何水泵长时间空转就会造成损坏,本系统中 设有水位保护,水位信号将传递给每套二级控制系 统和变频控制柜,一旦缺水,所有水泵立即停转。 5.结论 太阳能、空气源热泵作为可再生能源,在建筑领 域的能源利用中发挥着越来越重要的作用,它们的 应用是解决我 国能源和环境 问题 的重 要措施之一。 本文详细阐述 了太阳能系统与空气源热泵系统、供 暖管网系统联合供热、制冷的原理,分析了太阳能系 统与空气源热泵系统的优化运行模式 ,为可再生能 源的合理利用提出建议。

太阳能、空气源热泵系统、锅炉供暖联合供热方式的探讨-图一

太阳能、空气源热泵系统、锅炉供暖联合供热方式的探讨-图一

太阳能、空气源热泵系统、锅炉供暖联合供热方式的探讨-图二

太阳能、空气源热泵系统、锅炉供暖联合供热方式的探讨-图二

太阳能、空气源热泵系统、锅炉供暖联合供热方式的探讨-图三

太阳能、空气源热泵系统、锅炉供暖联合供热方式的探讨-图三

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