集中集熱、分戶儲(chǔ)水太陽能熱水系統(tǒng)在住宅小區(qū)工程中的應(yīng)用

1、集中集熱、分戶儲(chǔ)水太陽能熱水系統(tǒng)在住宅小區(qū)工程中的應(yīng)用廣東建材2010年第7期工藝與設(shè)備集中集熱,分戶儲(chǔ)水太陽能熱水系統(tǒng)在住宅小區(qū)工程中的應(yīng)用蔣再林(懷化宏宇房地產(chǎn)開發(fā))摘要:太陽能作為一種綠色環(huán)保能源正在現(xiàn)代小區(qū)住宅建筑中得到日益廣泛的應(yīng)用.本文結(jié)合T程實(shí)例,詳細(xì)闡述了懷化市宏宇新城小區(qū)采用集中集熱,分戶儲(chǔ)水太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,管路設(shè)計(jì)特點(diǎn)與安裝施工要點(diǎn),可供同行借鑒參考.關(guān)鍵詞:太陽能;集中集熱;熱水系統(tǒng);管路設(shè)計(jì)1引言根據(jù)太陽能熱水利用調(diào)查和國內(nèi)外的工程實(shí)踐表明,通過太陽能光熱利用技術(shù)為住戶提供價(jià)廉的生活熱水,是解決能源緊張和提高居民生活舒適度矛盾的有效方法.我國2006年1月1日實(shí)

2、施的可再生能源法,以立法的方式保證了太陽能在建筑中的應(yīng)用.現(xiàn)在我國在很多省市都有設(shè)置太陽能的規(guī)定,太陽能熱水系統(tǒng)這種綠色能源正在被社會(huì),泛的應(yīng)用,太陽能的應(yīng)用不但可以緩解能源緊缺的問題,而且還可以減少污染物的排放,是值得推廣應(yīng)用的綠色能源.2工程概況宏宇新城位于懷化市東部,東與環(huán)城路相接,西與老城區(qū)錦溪路相連.一期工程巴薩名門組團(tuán)由7O多棟多層,小高層的住宅組成,總建筑面積30多萬m,是懷化市高起點(diǎn)的大型生態(tài)高尚住宅小區(qū),鳥瞰圖見圖1.圖1宏宇新城鳥瞰圖為體現(xiàn)生態(tài)環(huán)保,綠色節(jié)能,以人為本的現(xiàn)代居住新理念,該小區(qū)部分采用集中集熱,分戶儲(chǔ)水太陽能熱/Je圖3反時(shí)限特性曲線不受工作環(huán)境的影響,特別適

3、合負(fù)荷變化大,很容易過負(fù)荷運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)場合,筆者在施工現(xiàn)場把它運(yùn)用在電梯,井字架,塔吊等運(yùn)載機(jī)械上,都取得很好的保護(hù)效果,對(duì)電動(dòng)機(jī)過負(fù)荷運(yùn)行能夠及時(shí),準(zhǔn)確,穩(wěn)定,可靠的進(jìn)行保護(hù),值得我們?cè)诠こ虒?shí)際中推廣運(yùn)用.結(jié)束語:電動(dòng)機(jī)作為拖動(dòng)其他機(jī)械正常運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力源泉,在機(jī)械化程度很高的今天,各行各業(yè)的生產(chǎn)工作基本上離不開電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行了,因此,必須加強(qiáng)對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的保護(hù).晶體管型反時(shí)限過負(fù)荷保護(hù)只是對(duì)電動(dòng)機(jī)保護(hù)的一種典型,值得我們?cè)诠こ虒?shí)際中推廣運(yùn)用,但電動(dòng)機(jī)在日常運(yùn)行當(dāng)中,是經(jīng)常會(huì)碰到各種故障的,如何消除故障和盡量降低故障對(duì)電動(dòng)機(jī)的損壞,保護(hù)電動(dòng)機(jī)的正常穩(wěn)定可靠運(yùn)行,提高電動(dòng)機(jī)的工作效率,需要有

4、關(guān)科研人員和工程實(shí)際操作者的共同努力.【參考文獻(xiàn)】Eli周順榮主編:電機(jī)學(xué),北京科學(xué)出版社,20022羅慰擎主編:電機(jī)及其運(yùn)行與檢修,中國水利水電出版社19983胡幸銘主編:電機(jī)與電力拖動(dòng),機(jī)械工業(yè)出版社,20044應(yīng)崇實(shí)主編:電機(jī)與拖動(dòng)基百出),機(jī)械工業(yè)出版社,2004工藝與設(shè)備廣東建材2010年第7期水系統(tǒng),充分利用綠色再生能源,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展.3太陽能熱水系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)分析與比較該工程地址位于懷化市,緯度28014,懷化位于我國太陽能資源3類地區(qū),太陽能資源一般.本工程采用的集中集熱,分戶儲(chǔ)水太陽能熱水系統(tǒng)主要有三大組成部分:集熱器,儲(chǔ)熱水箱,控制中心組成,具體方案設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下:3.1多層

5、多層住宅屋面面積一般夠集熱用,采用屋面集熱,即太陽能熱水器放置于屋頂.我們采用太陽能熱水器,部分增加電輔熱相結(jié)合的熱水供應(yīng)系統(tǒng)來滿足住戶在任何時(shí)候都可以使用熱水.3.2小高層小小高層住宅屋面面積相對(duì)比較緊張,如屋面面積不夠時(shí)可考慮采用南陽臺(tái)設(shè)置太陽能集熱板.對(duì)于小高層的建筑我們考慮了三種太陽能的安裝方式.方案一:145層采用市政壓力直接供水,太陽能安裝于陽臺(tái);6層以上由公建地下室恒壓變頻供水,太陽能安裝于屋頂.由于15層安裝在陽臺(tái)上,對(duì)建筑立面有一定影響,并且會(huì)對(duì)用戶產(chǎn)生一種新的污染光污染.方案二:1頂層由恒壓變頻供水,太陽能安裝于屋頂.但需增設(shè)恒壓變頻供水一套,原泵房要增大倍.方案一將太陽能

6、集熱器集中布置在屋頂,儲(chǔ)熱水箱分散布置,采用熱交換的方式供給用戶熱水,系統(tǒng)原理見圖2.圖2集中集熱,分戶儲(chǔ)水太陽能熱水系統(tǒng)圖本系統(tǒng)是集熱部分和儲(chǔ)熱部分完全分離,在二者之間增加了分/集水器(或緩沖集熱水罐)部分,這三部分通過管路構(gòu)成密閉承壓的泵送循環(huán),實(shí)現(xiàn)熱量的收集與轉(zhuǎn)移,通過泵送循環(huán)高溫?zé)崦?與各戶儲(chǔ)熱水箱之間進(jìn)行隔離換熱,為住戶提供生活熱水,每戶各自獨(dú)立的承壓儲(chǔ)熱水箱,內(nèi)部配有電輔助加熱系統(tǒng)以保證了用水的舒適度.當(dāng)用戶使用熱水時(shí),控制器l探測分戶水箱的212水溫,當(dāng)溫度滿足用戶使用溫度時(shí),循環(huán)不運(yùn)行:當(dāng)溫度低于用戶使用要求時(shí),控制器1自動(dòng)打開分戶水箱前的電動(dòng)閥,并運(yùn)行循環(huán)泵,供給用戶足夠的熱

7、源來滿足用戶的需求.當(dāng)儲(chǔ)熱水箱不能提供足夠的熱量時(shí),控制器2會(huì)啟動(dòng)更多的太陽能集熱板的循環(huán)泵提高儲(chǔ)熱水箱的溫度,來滿足更多用戶同時(shí)使用熱水的要求.天氣條件不好時(shí),控制器1和控制器2通過對(duì)分戶水箱,儲(chǔ)熱水箱和太陽能集熱板三處水溫的測定,當(dāng)三處溫度不能達(dá)到用戶使用要求時(shí),控制器將啟動(dòng)分戶水箱內(nèi)的電輔助加熱設(shè)備為用戶提供足夠的生活熱水.本系統(tǒng)的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn):(1)集熱部分集中布置,儲(chǔ)熱水箱分散布置,既提高了系統(tǒng)與建筑結(jié)合的適應(yīng)性,也提高了系統(tǒng)使用效率;(2)集中布置的集熱器構(gòu)成的集熱單元供整個(gè)系統(tǒng)公用,因此降低了使用成本,可以有效克服前期入住率較低的影響,最大效率的利用集熱單元;(3)儲(chǔ)熱水箱分戶放置

8、,實(shí)現(xiàn)水,電的分戶計(jì)量,便于后期的物業(yè)管理和維護(hù);(4)系統(tǒng)采用的是間接換熱的方式,保證熱水的衛(wèi)生,潔凈;(5)由于太陽能放置屋頂不會(huì)對(duì)用戶產(chǎn)生光污染.上述三種小高層的太陽能供給熱水方案,前二種都有很多弊病,而且會(huì)產(chǎn)生新的光污染,第三種供應(yīng)熱水方案是目前最便捷,最節(jié)能的熱水供應(yīng)方式,并且不會(huì)產(chǎn)生前二種安裝方式的問題,由于它的智能化,方案三系統(tǒng)的前期投資比較大,但在后期的管理和維護(hù)上都是很便捷的.綜合比較,本工程選擇了方案三熱水供應(yīng)系統(tǒng).4太陽能熱水系統(tǒng)管路設(shè)計(jì)與驗(yàn)算本小區(qū)工程集熱設(shè)備采用58×2100mm真空管,每組30支,集熱面積為5.9m,多層每棟三組配制,小小高層六組配置.儲(chǔ)水

9、箱每戶配100升,內(nèi)有換熱盤管.4.1集熱設(shè)備性能特點(diǎn)與參數(shù)本太陽能熱水系統(tǒng)真空管,聚氨脂發(fā)泡材料,集熱器聯(lián)箱性能參數(shù)參見表l表3.聚氨酯的密度,均勻性以及厚度決定了水箱及集熱器聯(lián)箱的保溫性能,聚氨酯保溫其導(dǎo)熱系數(shù)小,保溫效果好.4.2管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算本太陽能熱水系統(tǒng)所需熱水管路系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)參廣東建材2010年第7期工藝與設(shè)備規(guī)格中47×2100mm備注熱膨脹系數(shù)為3.3高材質(zhì)高硼硅3.3,透明度硼硅特硬玻璃高達(dá)0.89,抗壓強(qiáng)度熱吸收比a>94%大,具有彈性;單靶膜半球發(fā)射比e<6%層為鋁一氮/鋁空曬溫度330(A1一N/A1):三靶膜層為不銹鋼一氮化鋁

10、復(fù)悶曬太陽曝輻量H3.8合材料一銅平均熱損系數(shù)ULT0.9(SSA1Nx/Cu),吸氣劑BALL252FG透光率O.902Am表2聚氨脂發(fā)泡材料參數(shù)參數(shù)詳細(xì)指標(biāo)(說明在何種條件下的指標(biāo))密度(kg/m.)35.82壓縮強(qiáng)度(kpa)172.5O導(dǎo)熱系數(shù)(w/mk)0.0193閉孔率(%)96.1O方向條件長度寬度厚度平均值尺寸穩(wěn)定性一20,24hO.23O.180.46O.30100,24hO.630.46O.69O.60表3集熱器聯(lián)箱類序材料名稱規(guī)格型號(hào)結(jié)構(gòu)及性能別號(hào)1支架lCr17Ni7固定不銹鋼SUS3042B氬弧焊接,防腐性能好,2內(nèi)膽桶身不銹鋼食品級(jí),無污染3內(nèi)膽封頭SUS304鼓型

11、結(jié)構(gòu),受力大,能承受一定壓力4管頭管不銹鋼防腐,美觀,大方螺母集戶外聚脂執(zhí)5外桶(彩板)涂料防腐性能好,色彩絢麗聯(lián)箱聚氨酯硬質(zhì)聚氨酯,密度大,6保溫層導(dǎo)熱系數(shù)小,保溫性能好發(fā)泡料支架堅(jiān)固老靠,經(jīng)鍍鋅敦化處理,7角鋼鍍鋅(角鋼)防腐性能強(qiáng)尾托盒雙層防腐,經(jīng)久耐用,色澤美8鍍鋅板噴塑觀,和建筑色彩和諧搭配(鍍鋁鋅板)外封頭雙層防腐,內(nèi)扣結(jié)構(gòu),9鍍鋅板噴塑(鍍鋁鋅板)美觀大方,裝配牢靠平整數(shù)(以多層計(jì)算為例):因?yàn)榧療崞髦恍璋褢魞?nèi)水箱盤管內(nèi)介質(zhì)加熱就可以了,一戶水箱內(nèi)盤管是8m,內(nèi)徑14,算出容積:R×L(長度)=3.14×0.007×0.007×8=3.86

12、L一戶水箱盤管內(nèi)容積為:3.86L:3一儲(chǔ)水箱內(nèi)水的終止溫度,45C55CT水的初始溫度,10f太陽能保率,無量綱,(取0.4)J當(dāng)?shù)卮呵锘蚯锓炙谠录療崞魇軣崦娣e上月均日輻照量,10.89MJ/My廠集熱器全日集熱效率,無量綱;(取0.5)V管路及儲(chǔ)水箱熱損失率,無量綱(取0.2)經(jīng)計(jì)算,集熱器采光面積:Ac=15m4.3管路保溫設(shè)計(jì)集熱系統(tǒng)管道的選擇:Dj=,/q/V式中:D廠一管道計(jì)算內(nèi)徑q設(shè)計(jì)秒流量m./sV流速m/s(熱水在管道中的流速一般為:0.81.5m/s)則:10T太陽能熱水系統(tǒng)工程集熱管路的管徑:循環(huán)進(jìn)水主管徑:DN25mm;循環(huán)出水主管徑:DN25mm.集熱循環(huán)管路均采用國標(biāo)鍍鋅管,保溫采用橡塑保溫棉管,保溫層外均根據(jù)工程實(shí)際需要選用鋁箔布或用0.3mm厚的鋁皮進(jìn)行保護(hù).(1)室內(nèi)供水管路:太陽能熱水系