太陽能熱水器培訓(xùn)資料(第五-七章)課件

太陽能熱水器培訓(xùn)資料

珠海興業(yè)新能源科技

有限公司

ChinaSingyesSolarTechnologiesHoldingLimited2010年5月太陽能熱水器培訓(xùn)資料珠海興業(yè)新能源科技有內(nèi)容總體介紹五、太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)知識(shí)六、太陽能熱水器的安裝施工七、太陽能熱水系統(tǒng)的節(jié)能效益分析方法內(nèi)容總體介紹五、太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)知識(shí)六、太陽能熱水器的安第五章太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)知識(shí)5.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2.1需熱水量的計(jì)算5.2.2水箱容積的選擇5.2.3集熱面積的確定5.2.4

集熱器的連接方式5.2.5

空氣源熱泵的選擇5.2.6

系統(tǒng)水泵的選型5.2.7

系統(tǒng)管路保溫5.2.8

電磁閥的選擇5.2.9

熱水系統(tǒng)系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)第五章太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)知識(shí)5.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)

以平板式太陽能集熱強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)為例整個(gè)電控制系統(tǒng)組成：水箱缺水保護(hù)、水箱滿水保護(hù)、太陽能循環(huán)泵控制、輔助加熱控制系統(tǒng)、自動(dòng)進(jìn)水控制、出熱水控制5.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)以平板式太陽能集熱強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)為例系統(tǒng)工作及控制原理1、定溫上水：當(dāng)集熱器出水口水溫T1達(dá)到設(shè)定值時(shí)，F(xiàn)1供水電磁閥打開，系統(tǒng)自動(dòng)將熱水壓入集熱水箱1中，當(dāng)T1降至低于設(shè)定值5°C時(shí)，F(xiàn)1關(guān)閉，系統(tǒng)進(jìn)入集熱狀態(tài)，定溫上水功能可使系統(tǒng)一天中盡可能早地使用太陽能產(chǎn)生熱水。2、溫差循環(huán)：當(dāng)集熱器不斷產(chǎn)生熱水使集熱水箱達(dá)到最高水位h1后，F(xiàn)1不再開啟，系統(tǒng)自動(dòng)比較集熱器出水口水溫T1與集熱水箱中水溫T2，當(dāng)T1高于T2達(dá)到設(shè)定溫差5°C時(shí)，集熱循環(huán)泵自動(dòng)開啟進(jìn)行溫差循環(huán)，當(dāng)T1與T2溫差小于1°C時(shí)，循環(huán)泵S2停止運(yùn)行。

3、快速補(bǔ)水：如果用水量較大集熱器產(chǎn)水量不能滿足要求，集熱水箱水位不斷下降至最低警戒水位h3時(shí)，供水電磁閥F1打開，系統(tǒng)快速補(bǔ)水，避免系統(tǒng)斷水，當(dāng)水箱水位上升至水位h2時(shí)，供水電磁閥F1關(guān)閉，系統(tǒng)再次進(jìn)行定溫上水過程。若在規(guī)定時(shí)間內(nèi)水箱的水量沒有達(dá)到滿水水位時(shí)，快速補(bǔ)水至規(guī)定最高水位，滿水保護(hù)斷開電磁閥停止補(bǔ)水。系統(tǒng)工作及控制原理1、定溫上水：當(dāng)集熱器出水口水溫T1達(dá)到系統(tǒng)工作及控制原理4、自動(dòng)輔助加熱：當(dāng)水由集熱水箱供給用戶水溫較高，水箱溫度高于用戶用水設(shè)定值時(shí)，熱水用集熱水箱流經(jīng)電加熱器供給各用戶，空氣源熱泵不工作；當(dāng)?shù)蜏鼗蜻B續(xù)陰雨天氣情況下，水箱水溫低系統(tǒng)設(shè)定熱水溫度時(shí)，在設(shè)定啟動(dòng)輔助加熱時(shí)段內(nèi)，空氣源熱泵系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)進(jìn)行加熱至系統(tǒng)設(shè)置溫度時(shí)，停止加熱。

5、集熱水箱間溫差循環(huán)：集熱水箱間循環(huán)泵，集熱水箱1中水溫T2與集熱水箱2中水溫T4溫差大于5°C時(shí)，循環(huán)泵S3自動(dòng)啟動(dòng)，進(jìn)行溫差循環(huán)，當(dāng)兩水箱間溫差低于1°C時(shí)，停止循環(huán)。

6、自動(dòng)控制：系統(tǒng)設(shè)集中控制器，對(duì)以上所述各種工作過程進(jìn)行檢測(cè)和控制，各溫度設(shè)定值可根據(jù)不同使用要求和季節(jié)變換進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整，系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)均可顯示。系統(tǒng)工作及控制原理4、自動(dòng)輔助加熱：當(dāng)水由集熱水箱供給用戶水5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2.1需熱水量的計(jì)算整個(gè)系統(tǒng)最多用水量：

V=qr

.n式中：

qr——熱水用水量定額，

Ln——用水人數(shù)例：某建筑200人用水，每個(gè)人的用水量定額為50L/人，則總需熱水量為10噸。5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2.1需熱水量的計(jì)算整個(gè)系統(tǒng)最多用5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

5.2.2水箱容積的選擇

因?yàn)闊崴傆盟恳呀?jīng)確定，為保證用戶有足夠熱水用，保溫水箱總?cè)莘e應(yīng)至少等于求得需要熱水量。除些之外，如果水箱過大，可以按合適的比例分成兩個(gè)水箱。此外還要考慮施工場(chǎng)地的限制，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)空間來選擇水箱的選擇問題。這樣可以充分利用空間，節(jié)約投入成本，方便安裝與維護(hù)，也能更快的產(chǎn)生熱水供用戶使用。如，熱水需求量為10噸，則可以選擇兩個(gè)容積為5m3的保溫水箱。水箱的材質(zhì)現(xiàn)在多選為：內(nèi)膽304/2B不銹鋼，中間50mm厚聚氨脂發(fā)泡，外表包不銹鋼或鋁，保溫效果好。其中外包不銹鋼比包鋁效果好。5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2.2水箱容積的選擇 因5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

5.2.3集熱面積的確定式中，Ac——直接系統(tǒng)集熱器采光面積，m2；Qw——日用水量，kg；Cw——水的比熱容，kJ/（kg·°C）；tend——儲(chǔ)水箱內(nèi)水的終止溫度，°C；ti——水的初始溫度，°C；JT——當(dāng)?shù)卮悍只蚯锓炙谠录療崞魇軣崦嫔先站椪眨琸J/m2；?——太陽能保證率，無因次；

η——集熱器全日集熱效率，國(guó)標(biāo)經(jīng)驗(yàn)值0.45～0.6；

ηL——管路及儲(chǔ)水箱熱損失率，無量綱，國(guó)標(biāo)經(jīng)驗(yàn)值取0.2-0.25。5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2.3集熱面積的確定式中，Ac5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2.4集熱器的連接方式

工程中使用的太陽集熱器數(shù)量一般很多，一般若干集熱器先連接一個(gè)集熱器組，集熱器組之間再通過一定的方式連接成一個(gè)集熱器系統(tǒng)。如何連接太陽集熱器對(duì)太陽能集熱系統(tǒng)的防凍排空，水力平衡和減少阻力都起著重要作用。一般來說，集熱器連接成集熱器組的方式有三種：串聯(lián)，并聯(lián)和串并聯(lián)，串并聯(lián)也稱之混聯(lián)。對(duì)于自然循環(huán)的太陽能熱水系統(tǒng)，集熱器不能串聯(lián)，否則因循環(huán)流動(dòng)阻力大，系統(tǒng)難以循環(huán)，只能采用并聯(lián)方式，且每個(gè)集熱器組集熱器數(shù)目不宜超過16個(gè)或總面積不宜超過32。對(duì)于非自然循環(huán)系統(tǒng)，集熱器可采用串并聯(lián)或并聯(lián)方式連接，但一般情況下，推薦使用并聯(lián)的方式連接，采用串并聯(lián)連接時(shí)，串聯(lián)的集熱器也不宜超過三個(gè)。5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2.4集熱器的連接方式5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2.5空氣源熱泵的選擇

組成空氣源熱泵的四個(gè)主要部件：冷凝器、蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、節(jié)流機(jī)構(gòu)（膨脹閥）。其制熱的原理為：利用沸點(diǎn)很低的冷媒（一般為R22），在由上述四個(gè)主要部件組成的系統(tǒng)中不斷循環(huán)，通過冷媒的重復(fù)相變來從實(shí)現(xiàn)的。其在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)吸收空氣中的熱量；經(jīng)壓縮機(jī)壓縮成高壓高溫氣體；然后在冷凝器內(nèi)冷凝放熱，將熱量傳給水；冷凝后的液體流經(jīng)節(jié)流機(jī)構(gòu)變成低溫低壓氣體，再回到蒸發(fā)器。這樣重復(fù)進(jìn)行此過程，不斷的吸收大氣中的熱量，不斷傳遞熱量給水箱中的水。其是消耗少量的電能，獲得熱量。熱泵選擇除看品牌外，還要看幾個(gè)參數(shù)：功率、制熱量、產(chǎn)熱水量制熱量要大于整個(gè)建筑一天用熱水的熱水從基礎(chǔ)溫度升至設(shè)定溫需要的熱量。最大產(chǎn)熱水量要大于總需要熱水量，且所產(chǎn)熱水的溫度范圍也要滿足用戶要求。5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2.5空氣源熱泵的選擇5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析例：一建筑現(xiàn)需要熱水量為20噸，產(chǎn)出20噸熱水需要的熱量為2.508x106kJ?，F(xiàn)選擇空氣源熱泵如下：根據(jù)產(chǎn)熱水的要求，熱泵選型：長(zhǎng)菱CL-H-120K（10匹）2臺(tái)額定制熱量：36kw/h額定產(chǎn)水量：780L/h額定總制熱量：Q=36x2x14=1008kwh=3.628x106kJ>2.508x106kJ額定總產(chǎn)熱水量：V=780x2x14=21840L>20000L

其中按每天熱泵工作14h驗(yàn)證。此工作時(shí)間須在其允許的工作時(shí)間范圍內(nèi)。5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析例：一建筑現(xiàn)需要熱水量為20噸，產(chǎn)出205.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

5.2.6系統(tǒng)水泵的選型

水泵是系統(tǒng)中的主要升壓設(shè)備。選擇水泵應(yīng)以節(jié)能為原則，使水泵在系統(tǒng)中大部分時(shí)間保持高效運(yùn)行。選用離心式恒速水泵即可保持高效運(yùn)行。熱水系統(tǒng)中一般采用離心式水泵，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、效率高、流量和揚(yáng)程在一定范圍內(nèi)可以調(diào)整等優(yōu)點(diǎn)。

太陽能熱水系統(tǒng)中選擇水泵時(shí)遵循的原則：

1在太陽能熱水系統(tǒng)中，所選水泵要滿足揚(yáng)程和流量要求的條件，此外應(yīng)選擇功率較小的泵。2在強(qiáng)迫循環(huán)系統(tǒng)中，水溫≥50°C時(shí)宜選用耐熱泵。

3泵與傳熱工質(zhì)應(yīng)有很的相容性。水泵的流量、揚(yáng)程應(yīng)根據(jù)給水系統(tǒng)所需的流量、壓力確定。由流量、揚(yáng)程查水泵性能即可確定其型號(hào)。5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2.6系統(tǒng)水泵的選型5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2.7系統(tǒng)管路保溫目的：暴露在大氣中的熱水管道，存在大量的散熱損失，為了節(jié)

約能量，減少系統(tǒng)的熱損失，必須對(duì)管道進(jìn)行保溫材料：熱水系統(tǒng)管路保溫一般選用EPS聚苯乙烯泡沫塑料定型套管外包鋁

此種材料以聚苯乙烯為主要原料，經(jīng)發(fā)泡劑發(fā)泡而成的一種內(nèi)部有

數(shù)密封微孔的材料。在選用不同的保溫材料的時(shí)候，應(yīng)該做到既滿

足系統(tǒng)的使用要求，又盡可能地節(jié)約材料，降低成本。5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2.7系統(tǒng)管路保溫目的：暴露在大氣5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2.8電磁閥的選擇

電磁閥選型首先應(yīng)該依次遵循安全性、可靠性、適用性、經(jīng)濟(jì)性四大原則，其次是根據(jù)六個(gè)方面的現(xiàn)場(chǎng)工況（即管道參數(shù)、流體參數(shù)、壓力參數(shù)、電氣參數(shù)、動(dòng)作方式、特殊要求）進(jìn)行選擇。選型依據(jù):1）根據(jù)管道參數(shù)選擇電磁閥的通徑規(guī)格（即DN）、接口方式2）根據(jù)流體參數(shù)選擇電磁閥的材質(zhì)、溫度組3）根據(jù)壓力參數(shù)選擇電磁閥的原理和結(jié)構(gòu)品種4）電氣選擇5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2.8電磁閥的選擇 電磁閥5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2.9熱水系統(tǒng)系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)防雷措施：①避雷針高度應(yīng)按照其要保護(hù)范圍來確定。②避雷針固定與焊接要豎直、牢固，焊接處采取先刷防腐漆二道，然后刷銀粉漆處理。③太陽能熱水器支架、水箱等金屬部件必須有可靠的金屬連接，并且每臺(tái)（每組）熱水器有兩處與大樓頂部的避雷帶進(jìn)行可靠焊接，避雷針與避雷帶進(jìn)行可靠焊接。④圓鋼與圓鋼的焊接要采用雙邊焊，焊接長(zhǎng)度大于圓鋼直徑的6倍，扁鋼與扁鋼的焊接要采用全邊焊，焊接長(zhǎng)度大于扁鋼寬度的2倍，焊接處采取先刷防腐漆二道，然后刷銀粉漆處理。5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2.9熱水系統(tǒng)系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)防雷措第六章太陽能熱水器的安裝施工6.1太陽能平板集熱系統(tǒng)工程主要工作內(nèi)容6.2

主要施工流程6.3

公司已完成的工程項(xiàng)目第六章太陽能熱水器的安裝施工6.1太陽能平板集熱系統(tǒng)工6.1太陽能平板集熱系統(tǒng)工程主要工作內(nèi)容

太陽能平板集熱系統(tǒng)的施工工法，是目前我國(guó)太陽能平板集熱系統(tǒng)的最成熟施工方法，由于在太陽能集熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作，質(zhì)量、安全有保證等特點(diǎn)，特別適合太陽能平板集熱系統(tǒng)的施工。

主要結(jié)構(gòu)形式：

太陽能板塊陣列，中央控制系統(tǒng)，水循環(huán)系統(tǒng)，用戶系統(tǒng)6.1太陽能平板集熱系統(tǒng)工程主要工作內(nèi)容6.2

主要施工流程場(chǎng)地選擇按場(chǎng)地現(xiàn)場(chǎng)測(cè)出處太陽角和方位鋪筑太陽能熱水器支架安裝太陽能熱水器接循環(huán)水管-安裝水循環(huán)系統(tǒng)的主水箱安裝控制系統(tǒng)檢查水路檢查水溫做最后的保溫裝置竣工6.2主要施工流程6.3

公司已完成的工程項(xiàng)目廣州番禺廣州頤和6.3公司已完成的工程項(xiàng)目廣州番禺廣州頤和第七章太陽能熱水系統(tǒng)的節(jié)能效益分析方法7.1太陽能熱水系統(tǒng)的年節(jié)能量預(yù)評(píng)估7.3太陽能熱水系統(tǒng)增加投資回收期的預(yù)評(píng)估7.2太陽能熱水系統(tǒng)的節(jié)能費(fèi)用評(píng)估7.4

太陽能熱水系統(tǒng)環(huán)保效益的評(píng)估第七章太陽能熱水系統(tǒng)的節(jié)能效益分析方法7.1太陽能熱水太陽能熱水系統(tǒng)節(jié)能效益分析評(píng)定指標(biāo)包括：太陽能熱水系統(tǒng)的年節(jié)能量；太陽能熱水系統(tǒng)的節(jié)能費(fèi)用---簡(jiǎn)單的節(jié)能費(fèi)用和在壽命內(nèi)的總節(jié)省費(fèi)用；太陽能熱水系統(tǒng)增加的初投資回收年限（增投資回收期）---靜態(tài)回收期和動(dòng)態(tài)回收期；太陽能熱水系統(tǒng)的環(huán)保效益--二氧化碳減排量等。太陽能熱水系統(tǒng)節(jié)能效益分析評(píng)定指標(biāo)包括：7.1太陽能熱水系統(tǒng)的年節(jié)能量預(yù)評(píng)估1）直接系統(tǒng)的年節(jié)能量：ΔQsave=AcJT(1-ηc）ηcd式中：ΔQsave----太陽能熱水系統(tǒng)的節(jié)能量，MJ；Ac----直接系統(tǒng)的太陽能集熱器面積，m2；JT----太陽能集熱器的年平均極熱效率；Ηc----管路和水箱的熱損失。2）間接系統(tǒng)的年節(jié)能量：

ΔQsave=AinJT(1-ηc）ηcd

式中：Ain----間接系統(tǒng)的太陽能集熱器面積，m27.1太陽能熱水系統(tǒng)的年節(jié)能量預(yù)評(píng)估1）直接系統(tǒng)的年節(jié)能量7.2太陽能熱水系統(tǒng)的節(jié)能費(fèi)用評(píng)估1）簡(jiǎn)單的年節(jié)能費(fèi)用--用于靜態(tài)回收期計(jì)算：Wj=CcΔQsave式中：Wj----太陽能熱水系統(tǒng)的簡(jiǎn)單年節(jié)能費(fèi)用，元；Cc----系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)年的常規(guī)能源熱價(jià)，元/MJ；ΔQsave----太陽能熱水系統(tǒng)的年節(jié)能量，MJ。2）壽命內(nèi)的總節(jié)省費(fèi)用--用于動(dòng)態(tài)回收期的計(jì)算：SAV=PI(ΔQsaveCc-AdDJ)-Ad

式中：SAV----系統(tǒng)壽命期內(nèi)總節(jié)省費(fèi)用，元；PI----折現(xiàn)系數(shù)；CC----系統(tǒng)評(píng)估當(dāng)年的常規(guī)能源熱價(jià)，元/MJ；Ad----太陽熱水系統(tǒng)總投資，元；DJ----每年用于與太陽能熱水系統(tǒng)有關(guān)的維修費(fèi)用占總增投資的百分率，一般取1%。7.2太陽能熱水系統(tǒng)的節(jié)能費(fèi)用評(píng)估1）簡(jiǎn)單的年節(jié)能費(fèi)用--7.2太陽能熱水系統(tǒng)的節(jié)能費(fèi)用評(píng)估

1

1+e

nPI=------[1-（---------）](d≠e)

d-e

1+e式中：d----年市場(chǎng)折現(xiàn)率，可取銀行貸款利率；

e----年燃料價(jià)格上漲率；

n----經(jīng)濟(jì)分析年限，此處為系統(tǒng)壽命從系統(tǒng)開始運(yùn)行算起，集熱

系統(tǒng)壽命一般為10-15年。

n

PI=-----（d=e)

1+dCC=CC'（qEff)式中:CC’----系統(tǒng)評(píng)估當(dāng)年的常規(guī)能源價(jià)格，元/kg

Q------常規(guī)能源的熱值，MJ/kg

qEff-----常規(guī)能源水加熱裝置的效率，%7.2太陽能熱水系統(tǒng)的節(jié)能費(fèi)用評(píng)估7.3太陽能熱水系統(tǒng)增加投資回收期的預(yù)評(píng)估

投資的回收期有兩種算法：

一種是靜態(tài)回收期計(jì)算法；一種是動(dòng)態(tài)的回收期的算法。兩種算法的差別在于靜態(tài)回收期沒有考慮資金折現(xiàn)系數(shù)的影響，計(jì)算簡(jiǎn)便；動(dòng)態(tài)回收年限考慮了折現(xiàn)系數(shù)的影響，更加準(zhǔn)確。1）靜態(tài)回收期的計(jì)算方法：靜態(tài)回收期計(jì)算不考慮銀行貸款利率、常規(guī)能源上漲等影響因素，常用于概念設(shè)計(jì)階段，可以迅速了解太陽能集熱系統(tǒng)增加投資的大概回收期。靜態(tài)投資回收期可用下列公式計(jì)算：

Yt＝WZ/Wj式中:Yt----太陽能熱水系統(tǒng)的簡(jiǎn)單投資回收期；

WZ----太陽能熱水系統(tǒng)與常規(guī)熱水系統(tǒng)相比增加的初投資；

Wj----太陽能熱水系統(tǒng)的簡(jiǎn)單年節(jié)能費(fèi)用。7.3太陽能熱水系統(tǒng)增加投資回收期的預(yù)評(píng)估投資的回收期有7.3太陽能熱水系統(tǒng)增加投資回收期的預(yù)評(píng)估2）動(dòng)態(tài)回收期計(jì)算法：當(dāng)太陽能熱水系統(tǒng)運(yùn)行n年后節(jié)省的總資金與系統(tǒng)的增加初投資相等時(shí)，式（8-9）成立，即SAV＝0。則此時(shí)的總累積年份n定義為系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)回收期Ne。

ln[1-PI(d-e)]Ne＝----------------

（d≠e)

Ln(1+e/1+d)

Ne=PI(1+d)(d=e)

式中:

PI＝Ad/（ΔQsaveCc-AdDJ）

7.3太陽能熱水系統(tǒng)增加投資回收期的預(yù)評(píng)估7.4

太陽能熱水系統(tǒng)環(huán)保效益的評(píng)估

目前常用的二氧化碳減排量的計(jì)算方法是先將系統(tǒng)壽命期內(nèi)的節(jié)能量折算成標(biāo)準(zhǔn)煤質(zhì)量，然后根據(jù)系統(tǒng)所使用的輔助能源，乘以該種能源所對(duì)應(yīng)的碳排放因子，將標(biāo)準(zhǔn)煤中碳的含量折算成該種能源的含碳量后，再計(jì)算太太陽能熱水系統(tǒng)的二氧化碳減排量。二氧化碳減排量：

式中，QCO2----系統(tǒng)壽命期內(nèi)二氧化碳減排量，kg；W----標(biāo)準(zhǔn)煤熱值，29.308MJ/kg；n----系統(tǒng)壽命，年；FCO2----碳排放因子ΔQsave

×

n

44

QCO2＝------------

×

FCO2

×

-----W

×

Eff

12

7.4太陽能熱水系統(tǒng)環(huán)保效益的評(píng)估目前常用的二氧化演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！太陽能熱水器培訓(xùn)資料

珠海興業(yè)新能源科技

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ChinaSingyesSolarTechnologiesHoldingLimited2010年5月太陽能熱水器培訓(xùn)資料珠海興業(yè)新能源科技有內(nèi)容總體介紹五、太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)知識(shí)六、太陽能熱水器的安裝施工七、太陽能熱水系統(tǒng)的節(jié)能效益分析方法內(nèi)容總體介紹五、太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)知識(shí)六、太陽能熱水器的安第五章太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)知識(shí)5.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2.1需熱水量的計(jì)算5.2.2水箱容積的選擇5.2.3集熱面積的確定5.2.4

集熱器的連接方式5.2.5

空氣源熱泵的選擇5.2.6

系統(tǒng)水泵的選型5.2.7

系統(tǒng)管路保溫5.2.8

電磁閥的選擇5.2.9

熱水系統(tǒng)系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)第五章太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)知識(shí)5.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)

以平板式太陽能集熱強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)為例整個(gè)電控制系統(tǒng)組成：水箱缺水保護(hù)、水箱滿水保護(hù)、太陽能循環(huán)泵控制、輔助加熱控制系統(tǒng)、自動(dòng)進(jìn)水控制、出熱水控制5.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)以平板式太陽能集熱強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)為例系統(tǒng)工作及控制原理1、定溫上水：當(dāng)集熱器出水口水溫T1達(dá)到設(shè)定值時(shí)，F(xiàn)1供水電磁閥打開，系統(tǒng)自動(dòng)將熱水壓入集熱水箱1中，當(dāng)T1降至低于設(shè)定值5°C時(shí)，F(xiàn)1關(guān)閉，系統(tǒng)進(jìn)入集熱狀態(tài)，定溫上水功能可使系統(tǒng)一天中盡可能早地使用太陽能產(chǎn)生熱水。2、溫差循環(huán)：當(dāng)集熱器不斷產(chǎn)生熱水使集熱水箱達(dá)到最高水位h1后，F(xiàn)1不再開啟，系統(tǒng)自動(dòng)比較集熱器出水口水溫T1與集熱水箱中水溫T2，當(dāng)T1高于T2達(dá)到設(shè)定溫差5°C時(shí)，集熱循環(huán)泵自動(dòng)開啟進(jìn)行溫差循環(huán)，當(dāng)T1與T2溫差小于1°C時(shí)，循環(huán)泵S2停止運(yùn)行。

3、快速補(bǔ)水：如果用水量較大集熱器產(chǎn)水量不能滿足要求，集熱水箱水位不斷下降至最低警戒水位h3時(shí)，供水電磁閥F1打開，系統(tǒng)快速補(bǔ)水，避免系統(tǒng)斷水，當(dāng)水箱水位上升至水位h2時(shí)，供水電磁閥F1關(guān)閉，系統(tǒng)再次進(jìn)行定溫上水過程。若在規(guī)定時(shí)間內(nèi)水箱的水量沒有達(dá)到滿水水位時(shí)，快速補(bǔ)水至規(guī)定最高水位，滿水保護(hù)斷開電磁閥停止補(bǔ)水。系統(tǒng)工作及控制原理1、定溫上水：當(dāng)集熱器出水口水溫T1達(dá)到系統(tǒng)工作及控制原理4、自動(dòng)輔助加熱：當(dāng)水由集熱水箱供給用戶水溫較高，水箱溫度高于用戶用水設(shè)定值時(shí)，熱水用集熱水箱流經(jīng)電加熱器供給各用戶，空氣源熱泵不工作；當(dāng)?shù)蜏鼗蜻B續(xù)陰雨天氣情況下，水箱水溫低系統(tǒng)設(shè)定熱水溫度時(shí)，在設(shè)定啟動(dòng)輔助加熱時(shí)段內(nèi)，空氣源熱泵系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)進(jìn)行加熱至系統(tǒng)設(shè)置溫度時(shí)，停止加熱。

5、集熱水箱間溫差循環(huán)：集熱水箱間循環(huán)泵，集熱水箱1中水溫T2與集熱水箱2中水溫T4溫差大于5°C時(shí)，循環(huán)泵S3自動(dòng)啟動(dòng)，進(jìn)行溫差循環(huán)，當(dāng)兩水箱間溫差低于1°C時(shí)，停止循環(huán)。

6、自動(dòng)控制：系統(tǒng)設(shè)集中控制器，對(duì)以上所述各種工作過程進(jìn)行檢測(cè)和控制，各溫度設(shè)定值可根據(jù)不同使用要求和季節(jié)變換進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整，系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)均可顯示。系統(tǒng)工作及控制原理4、自動(dòng)輔助加熱：當(dāng)水由集熱水箱供給用戶水5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2.1需熱水量的計(jì)算整個(gè)系統(tǒng)最多用水量：

V=qr

.n式中：

qr——熱水用水量定額，

Ln——用水人數(shù)例：某建筑200人用水，每個(gè)人的用水量定額為50L/人，則總需熱水量為10噸。5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2.1需熱水量的計(jì)算整個(gè)系統(tǒng)最多用5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

5.2.2水箱容積的選擇

因?yàn)闊崴傆盟恳呀?jīng)確定，為保證用戶有足夠熱水用，保溫水箱總?cè)莘e應(yīng)至少等于求得需要熱水量。除些之外，如果水箱過大，可以按合適的比例分成兩個(gè)水箱。此外還要考慮施工場(chǎng)地的限制，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)空間來選擇水箱的選擇問題。這樣可以充分利用空間，節(jié)約投入成本，方便安裝與維護(hù)，也能更快的產(chǎn)生熱水供用戶使用。如，熱水需求量為10噸，則可以選擇兩個(gè)容積為5m3的保溫水箱。水箱的材質(zhì)現(xiàn)在多選為：內(nèi)膽304/2B不銹鋼，中間50mm厚聚氨脂發(fā)泡，外表包不銹鋼或鋁，保溫效果好。其中外包不銹鋼比包鋁效果好。5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2.2水箱容積的選擇 因5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

5.2.3集熱面積的確定式中，Ac——直接系統(tǒng)集熱器采光面積，m2；Qw——日用水量，kg；Cw——水的比熱容，kJ/（kg·°C）；tend——儲(chǔ)水箱內(nèi)水的終止溫度，°C；ti——水的初始溫度，°C；JT——當(dāng)?shù)卮悍只蚯锓炙谠录療崞魇軣崦嫔先站椪?，kJ/m2；?——太陽能保證率，無因次；

η——集熱器全日集熱效率，國(guó)標(biāo)經(jīng)驗(yàn)值0.45～0.6；

ηL——管路及儲(chǔ)水箱熱損失率，無量綱，國(guó)標(biāo)經(jīng)驗(yàn)值取0.2-0.25。5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2.3集熱面積的確定式中，Ac5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2.4集熱器的連接方式

工程中使用的太陽集熱器數(shù)量一般很多，一般若干集熱器先連接一個(gè)集熱器組，集熱器組之間再通過一定的方式連接成一個(gè)集熱器系統(tǒng)。如何連接太陽集熱器對(duì)太陽能集熱系統(tǒng)的防凍排空，水力平衡和減少阻力都起著重要作用。一般來說，集熱器連接成集熱器組的方式有三種：串聯(lián)，并聯(lián)和串并聯(lián)，串并聯(lián)也稱之混聯(lián)。對(duì)于自然循環(huán)的太陽能熱水系統(tǒng)，集熱器不能串聯(lián)，否則因循環(huán)流動(dòng)阻力大，系統(tǒng)難以循環(huán)，只能采用并聯(lián)方式，且每個(gè)集熱器組集熱器數(shù)目不宜超過16個(gè)或總面積不宜超過32。對(duì)于非自然循環(huán)系統(tǒng)，集熱器可采用串并聯(lián)或并聯(lián)方式連接，但一般情況下，推薦使用并聯(lián)的方式連接，采用串并聯(lián)連接時(shí)，串聯(lián)的集熱器也不宜超過三個(gè)。5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2.4集熱器的連接方式5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2.5空氣源熱泵的選擇

組成空氣源熱泵的四個(gè)主要部件：冷凝器、蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、節(jié)流機(jī)構(gòu)（膨脹閥）。其制熱的原理為：利用沸點(diǎn)很低的冷媒（一般為R22），在由上述四個(gè)主要部件組成的系統(tǒng)中不斷循環(huán)，通過冷媒的重復(fù)相變來從實(shí)現(xiàn)的。其在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)吸收空氣中的熱量；經(jīng)壓縮機(jī)壓縮成高壓高溫氣體；然后在冷凝器內(nèi)冷凝放熱，將熱量傳給水；冷凝后的液體流經(jīng)節(jié)流機(jī)構(gòu)變成低溫低壓氣體，再回到蒸發(fā)器。這樣重復(fù)進(jìn)行此過程，不斷的吸收大氣中的熱量，不斷傳遞熱量給水箱中的水。其是消耗少量的電能，獲得熱量。熱泵選擇除看品牌外，還要看幾個(gè)參數(shù)：功率、制熱量、產(chǎn)熱水量制熱量要大于整個(gè)建筑一天用熱水的熱水從基礎(chǔ)溫度升至設(shè)定溫需要的熱量。最大產(chǎn)熱水量要大于總需要熱水量，且所產(chǎn)熱水的溫度范圍也要滿足用戶要求。5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2.5空氣源熱泵的選擇5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析例：一建筑現(xiàn)需要熱水量為20噸，產(chǎn)出20噸熱水需要的熱量為2.508x106kJ?，F(xiàn)選擇空氣源熱泵如下：根據(jù)產(chǎn)熱水的要求，熱泵選型：長(zhǎng)菱CL-H-120K（10匹）2臺(tái)額定制熱量：36kw/h額定產(chǎn)水量：780L/h額定總制熱量：Q=36x2x14=1008kwh=3.628x106kJ>2.508x106kJ額定總產(chǎn)熱水量：V=780x2x14=21840L>20000L

其中按每天熱泵工作14h驗(yàn)證。此工作時(shí)間須在其允許的工作時(shí)間范圍內(nèi)。5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析例：一建筑現(xiàn)需要熱水量為20噸，產(chǎn)出205.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

5.2.6系統(tǒng)水泵的選型

水泵是系統(tǒng)中的主要升壓設(shè)備。選擇水泵應(yīng)以節(jié)能為原則，使水泵在系統(tǒng)中大部分時(shí)間保持高效運(yùn)行。選用離心式恒速水泵即可保持高效運(yùn)行。熱水系統(tǒng)中一般采用離心式水泵，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、效率高、流量和揚(yáng)程在一定范圍內(nèi)可以調(diào)整等優(yōu)點(diǎn)。

太陽能熱水系統(tǒng)中選擇水泵時(shí)遵循的原則：

1在太陽能熱水系統(tǒng)中，所選水泵要滿足揚(yáng)程和流量要求的條件，此外應(yīng)選擇功率較小的泵。2在強(qiáng)迫循環(huán)系統(tǒng)中，水溫≥50°C時(shí)宜選用耐熱泵。

3泵與傳熱工質(zhì)應(yīng)有很的相容性。水泵的流量、揚(yáng)程應(yīng)根據(jù)給水系統(tǒng)所需的流量、壓力確定。由流量、揚(yáng)程查水泵性能即可確定其型號(hào)。5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2.6系統(tǒng)水泵的選型5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2.7系統(tǒng)管路保溫目的：暴露在大氣中的熱水管道，存在大量的散熱損失，為了節(jié)

約能量，減少系統(tǒng)的熱損失，必須對(duì)管道進(jìn)行保溫材料：熱水系統(tǒng)管路保溫一般選用EPS聚苯乙烯泡沫塑料定型套管外包鋁

此種材料以聚苯乙烯為主要原料，經(jīng)發(fā)泡劑發(fā)泡而成的一種內(nèi)部有

數(shù)密封微孔的材料。在選用不同的保溫材料的時(shí)候，應(yīng)該做到既滿

足系統(tǒng)的使用要求，又盡可能地節(jié)約材料，降低成本。5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2.7系統(tǒng)管路保溫目的：暴露在大氣5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2.8電磁閥的選擇

電磁閥選型首先應(yīng)該依次遵循安全性、可靠性、適用性、經(jīng)濟(jì)性四大原則，其次是根據(jù)六個(gè)方面的現(xiàn)場(chǎng)工況（即管道參數(shù)、流體參數(shù)、壓力參數(shù)、電氣參數(shù)、動(dòng)作方式、特殊要求）進(jìn)行選擇。選型依據(jù):1）根據(jù)管道參數(shù)選擇電磁閥的通徑規(guī)格（即DN）、接口方式2）根據(jù)流體參數(shù)選擇電磁閥的材質(zhì)、溫度組3）根據(jù)壓力參數(shù)選擇電磁閥的原理和結(jié)構(gòu)品種4）電氣選擇5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2.8電磁閥的選擇 電磁閥5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2.9熱水系統(tǒng)系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)防雷措施：①避雷針高度應(yīng)按照其要保護(hù)范圍來確定。②避雷針固定與焊接要豎直、牢固，焊接處采取先刷防腐漆二道，然后刷銀粉漆處理。③太陽能熱水器支架、水箱等金屬部件必須有可靠的金屬連接，并且每臺(tái)（每組）熱水器有兩處與大樓頂部的避雷帶進(jìn)行可靠焊接，避雷針與避雷帶進(jìn)行可靠焊接。④圓鋼與圓鋼的焊接要采用雙邊焊，焊接長(zhǎng)度大于圓鋼直徑的6倍，扁鋼與扁鋼的焊接要采用全邊焊，焊接長(zhǎng)度大于扁鋼寬度的2倍，焊接處采取先刷防腐漆二道，然后刷銀粉漆處理。5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析5.2.9熱水系統(tǒng)系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)防雷措第六章太陽能熱水器的安裝施工6.1太陽能平板集熱系統(tǒng)工程主要工作內(nèi)容6.2

主要施工流程6.3

公司已完成的工程項(xiàng)目第六章太陽能熱水器的安裝施工6.1太陽能平板集熱系統(tǒng)工6.1太陽能平板集熱系統(tǒng)工程主要工作內(nèi)容

太陽能平板集熱系統(tǒng)的施工工法，是目前我國(guó)太陽能平板集熱系統(tǒng)的最成熟施工方法，由于在太陽能集熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作，質(zhì)量、安全有保證等特點(diǎn)，特別適合太陽能平板集熱系統(tǒng)的施工。

主要結(jié)構(gòu)形式：

太陽能板塊陣列，中央控制系統(tǒng)，水循環(huán)系統(tǒng)，用戶系統(tǒng)6.1太陽能平板集熱系統(tǒng)工程主要工作內(nèi)容6.2

主要施工流程場(chǎng)地選擇按場(chǎng)地現(xiàn)場(chǎng)測(cè)出處太陽角和方位鋪筑太陽能熱水器支架安裝太陽能熱水器接循環(huán)水管-安裝水循環(huán)系統(tǒng)的主水箱安裝控制系統(tǒng)檢查水路檢查水溫做最后的保溫裝置竣工6.2主要施工流程6.3

公司已完成的工程項(xiàng)目廣州番禺廣州頤和6.3公司已完成的工程項(xiàng)目廣州番禺廣州頤和第七章太陽能熱水系統(tǒng)的節(jié)能效益分析方法7.1太陽能熱水系統(tǒng)的年節(jié)能量預(yù)評(píng)估7.3太陽能熱水系統(tǒng)增加投資回收期的預(yù)評(píng)估7.2太陽能熱水系統(tǒng)的節(jié)能費(fèi)用評(píng)估7.4

太陽能熱水系統(tǒng)環(huán)保效益的評(píng)估第七章太陽能熱水系統(tǒng)的節(jié)能效益分析方法7.1太陽能熱水太陽能熱水系統(tǒng)節(jié)能效益分析評(píng)定指標(biāo)包括：太陽能熱水系統(tǒng)的年節(jié)能量；太陽能熱水系統(tǒng)的節(jié)能費(fèi)用---簡(jiǎn)單的節(jié)能費(fèi)用和在壽命內(nèi)的總節(jié)省費(fèi)用；太陽能熱水系統(tǒng)增加的初投資回收年限（增投資回收期）---靜態(tài)回收期和動(dòng)態(tài)回收期；太陽能熱水系統(tǒng)的環(huán)保效益--二氧化碳減排量等。太陽能熱水系統(tǒng)節(jié)能效益分析評(píng)定指標(biāo)包括：7.1太陽能熱水系統(tǒng)的年節(jié)能量預(yù)評(píng)估1）直接系統(tǒng)的年節(jié)能量：ΔQsave=AcJT(1-ηc）ηcd式中：ΔQsave----太陽能熱水系統(tǒng)的節(jié)能量，MJ；Ac----直接系統(tǒng)的太陽能集熱器面積，m2；JT----太陽能集熱器的年平均極熱效率；Ηc----管路和水箱的熱損失。2）間接系統(tǒng)的年節(jié)能量：

ΔQsave=AinJT(1-ηc）ηcd

式中：Ain----間接系統(tǒng)的太陽能集熱器面積，m27.1太陽能熱水系統(tǒng)的年節(jié)能量預(yù)評(píng)估1）直接系統(tǒng)的年節(jié)能量7.2太陽能熱水系統(tǒng)的節(jié)能費(fèi)用評(píng)估1）簡(jiǎn)單的年節(jié)能費(fèi)用--用于靜態(tài)回收期計(jì)算：Wj=CcΔQsave式中：Wj----太陽能熱水系統(tǒng)的簡(jiǎn)單年節(jié)能費(fèi)用，元；Cc----系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)年的常規(guī)能源熱價(jià)，元/MJ；ΔQsave----太陽能熱水系統(tǒng)的年節(jié)能量，MJ。2）壽命內(nèi)的總節(jié)省費(fèi)用--用于動(dòng)態(tài)回收期的計(jì)算：SAV=PI(ΔQsaveCc-AdDJ)-Ad

式中：SAV----系統(tǒng)壽命期內(nèi)總節(jié)省費(fèi)用，元；PI----折現(xiàn)系數(shù)；CC----系統(tǒng)評(píng)估當(dāng)年的常規(guī)能源熱價(jià)，元/MJ；Ad----太陽熱水系統(tǒng)總投資，元；DJ----每年用于與太陽能熱水系統(tǒng)有關(guān)的維修費(fèi)用占總增投資的百分率，一般取1%。7.2太陽能熱水系統(tǒng)的節(jié)能費(fèi)用評(píng)估1）簡(jiǎn)單的年節(jié)能費(fèi)用--7.2太陽能熱水系統(tǒng)的節(jié)能費(fèi)用評(píng)估

1

1+e

nPI=------[1-（---------）](d≠e)

d-e

1+e式中：d----年市場(chǎng)折現(xiàn)率，可取銀行貸款利率；

e----年燃料價(jià)格上漲率；

n----經(jīng)濟(jì)分析年限，此處為系統(tǒng)壽命從系統(tǒng)開始運(yùn)行算起，集熱

系統(tǒng)壽命一般為10-15年。

n

PI=-----（d=e)

1+dCC=CC'（qEff)式中:CC’----系統(tǒng)評(píng)估當(dāng)