太阳能热水系统设计分析(ppt 31页)

发布于:2021-07-19 22:38:18

太阳能热水器培训资料
2010年5月
珠海兴业新能源科技有限公司 China Singyes Solar Technologies Holding Limited

内容总体介绍
五、太阳能热水系统设计知识 六、 太阳能热水器的安装施工 七、太阳能热水系统的节能效益分析方法

第五章 太阳能热水系统设计知识
? 5.1 系统设计 ? 5.2 系统设计分析
? 5.2.1 需热水量的计算 ? 5.2.2 水箱容积的选择 ? 5.2.3 集热面积的确定 ? 5.2.4 集热器的连接方式 ? 5.2.5 空气源热泵的选择 ? 5.2.6 系统水泵的选型 ? 5.2.7 系统管路保温 ? 5.2.8 电磁阀的选择 ? 5.2.9 热水系统系统防雷设计

5.1 系统设计
以*板式太阳能集热强 制循环系统为例
整个电控制系统组成: 水箱缺水保护、水箱满水保护、 太阳能循环泵控制、辅助加热控制 系统、自动进水控制、出热水控制

系统工作及控制原理
? 1、定温上水:当集热器出水口水温T1达到设定值时,F1供水电磁阀打 开,系统自动将热水压入集热水箱1中,当T1降至低于设定值5°C时,F1 关闭,系统进入集热状态,定温上水功能可使系统一天中尽可能早地使 用太阳能产生热水。
? 2、温差循环:当集热器不断产生热水使集热水箱达到最高水位h1后, F1不再开启,系统自动比较集热器出水口水温T1与集热水箱中水温T2, 当T1高于T2达到设定温差5°C时,集热循环泵自动开启进行温差循环,当 T1与T2温差小于1°C时,循环泵S2停止运行。
? 3、快速补水:如果用水量较大集热器产水量不能满足要求,集热水箱 水位不断下降至最低警戒水位h3时,供水电磁阀F1打开,系统快速补水 ,避免系统断水,当水箱水位上升至水位h2时,供水电磁阀F1关闭,系 统再次进行定温上水过程。若在规定时间内水箱的水量没有达到满水水 位时,快速补水至规定最高水位,满水保护断开电磁阀停止补水。

系统工作及控制原理
? 4、自动辅助加热:当水由集热水箱供给用户水温较高,水箱温度高于 用户用水设定值时,热水用集热水箱流经电加热器供给各用户,空气源 热泵不工作;当低温或连续阴雨天气情况下,水箱水温低系统设定热水 温度时,在设定启动辅助加热时段内,空气源热泵系统自动启动进行加 热至系统设置温度时,停止加热。
? 5、集热水箱间温差循环:集热水箱间循环泵,集热水箱1中水温T2与集 热水箱2中水温T4温差大于5°C时,循环泵S3自动启动,进行温差循环, 当两水箱间温差低于1°C时,停止循环。
? 6、自动控制:系统设集中控制器,对以上所述各种工作过程进行检测 和控制,各温度设定值可根据不同使用要求和季节变换进行现场调整, 系统运行参数均可显示。

5.2 系统设计分析

? 5.2.1 需热水量的计算

整个系统最多用水量 :

式中:

V=qr .n

qr——热水用水量定额, L n——用水人数

例:某建筑200人用水,每个人的用水量定额为50L/人 ,则总需热水量为10吨。

5.2 系统设计分析
? 5.2.2 水箱容积的选择
因为热水总用水量已经确定,为保证用户有足够热水用,保温水 箱总容积应至少等于求得需要热水量。除些之外,如果水箱过大,可 以按合适的比例分成两个水箱。此外还要考虑施工场地的限制,根据 现场空间来选择水箱的选择问题。这样可以充分利用空间,节约投入 成本,方便安装与维护,也能更快的产生热水供用户使用。如,热水 需求量为10吨,则可以选择两个容积为5m3的保温水箱。水箱的材质现 在多选为:内胆304/2B不锈钢,中间50mm厚聚氨脂发泡,外表包不锈 钢或铝,保温效果好。其中外包不锈钢比包铝效果好。

5.2 系统设计分析
? 5.2.3 集热面积的确定
AC?QW?JC T?W ???((t1en?d??tL1))? f
式中,Ac——直接系统集热器采光面积,m2; Qw——日用水量,kg; Cw——水的比热容,kJ/(kg·°C); tend——储水箱内水的终止温度,°C; ti——水的初始温度,°C; JT——当地春分或秋分所在月集热器受热面上日均辐照,kJ/m2; ?——太阳能保证率,无因次; η——集热器全日集热效率,国标经验值0.45~0.6; ηL——管路及储水箱热损失率,无量纲,国标经验值取0.2-0.25


5.2 系统设计分析
? 5.2.4 集热器的连接方式
工程中使用的太阳集热器数量一般很多,一般若干集热器先连接一 个集热器组,集热器组之间再通过一定的方式连接成一个集热器系统。 如何连接太阳集热器对太阳能集热系统的防冻排空,水力*衡和减少阻 力都起着重要作用。
一般来说,集热器连接成集热器组的方式有三种:串联,并联和串 并联,串并联也称之混联。对于自然循环的太阳能热水系统,集热器不 能串联,否则因循环流动阻力大,系统难以循环,只能采用并联方式, 且每个集热器组集热器数目不宜超过16个或总面积不宜超过32。对于非 自然循环系统,集热器可采用串并联或并联方式连接,但一般情况下, 推荐使用并联的方式连接,采用串并联连接时,串联的集热器也不宜超 过三个。

5.2 系统设计分析
并联 串联
并 串联

串 并联

5.2 系统设计分析
集热器

供水管

同程连接

回水管

5.2 系统设计分析
? 5.2.5 空气源热泵的选择
组成空气源热泵的四个主要部件:冷凝器、蒸发器、压缩机、节流 机构(膨胀阀)。其制热的原理为:利用沸点很低的冷媒(一般为R22 ),在由上述四个主要部件组成的系统中不断循环,通过冷媒的重复相 变来从实现的。其在蒸发器内蒸发吸收空气中的热量;经压缩机压缩成 高压高温气体;然后在冷凝器内冷凝放热,将热量传给水;冷凝后的液 体流经节流机构变成低温低压气体,再回到蒸发器。这样重复进行此过 程,不断的吸收大气中的热量,不断传递热量给水箱中的水。其是消耗 少量的电能,获得热量。
热泵选择除看品牌外,还要看几个参数:功率、制热量、产热水量 制热量要大于整个建筑一天用热水的热水从基础温度升至设定温需要的 热量。最大产热水量要大于总需要热水量,且所产热水的温度范围也要 满足用户要求。

5.2 系统设计分析
例:一建筑现需要热水量为20吨,产出20吨热水需要的热量为 2.508x106kJ。现选择空气源热泵如下:
根据产热水的要求,热泵选型:长菱 CL-H-120K(10匹)2台 额定制热量:36kw/h 额定产水量:780L/h 额定总制热量:Q=36x2x14=1008kwh=3.628x106kJ>2.508x106kJ 额定总产热水量:V=780x2x14=21840L>20000L 其中按每天热泵工作14h验证。此工作时间须在其允许的工作时间范围
内。

5.2 系统设计分析
? 5.2.6 系统水泵的选型
水泵是系统中的主要升压设备。选择水泵应以节能为原则,使水泵 在系统中大部分时间保持高效运行。选用离心式恒速水泵即可保持高效 运行。热水系统中一般采用离心式水泵,它具有结构简单、体积小、效 率高、流量和扬程在一定范围内可以调整等优点。
太阳能热水系统中选择水泵时遵循的原则:
1 在太阳能热水系统中,所选水泵要满足扬程和流量要求的条件,此外 应选择功率较小的泵。 2 在强迫循环系统中,水温≥50°C时宜选用耐热泵。 3 泵与传热工质应有很的相容性。水泵的流量、扬程应根据给水系统所 需的流量、压力确定。由流量、扬程查水泵性能即可确定其型号。

5.2 系统设计分析
? 5.2.7 系统管路保温
目的:暴露在大气中的热水管道,存在大量的散热损失,为了节 约能量,减少系统的热损失,必须对管道进行保温
材料:热水系统管路保温一般选用EPS聚苯乙烯泡沫塑料定型套管外包铝 此种材料以聚苯乙烯为主要原料,经发泡剂发泡而成的一种内部有 数密封微孔的材料。在选用不同的保温材料的时候,应该做到既满 足系统的使用要求,又尽可能地节约材料,降低成本。

5.2 系统设计分析
? 5.2.8 电磁阀的选择
电磁阀选型首先应该依次遵循安全性、可靠性、适用性、经济性四 大原则,其次是根据六个方面的现场工况(即管道参数、流体参数、压 力参数、电气参数、动作方式、特殊要求)进行选择。
选型依据:
1)根据管道参数选择电磁阀的通径规格(即DN)、接口方式 2)根据流体参数选择电磁阀的材质、温度组 3)根据压力参数选择电磁阀的原理和结构品种 4)电气选择

5.2 系统设计分析
? 5.2.9 热水系统系统防雷设计 ? 防雷措施:
① 避雷针高度应按照其要保护范围来确定。 ② 避雷针固定与焊接要竖直、牢固,焊接处采取先刷防腐漆二道,然后刷
银粉漆处理。 ③ 太阳能热水器支架、水箱等金属部件必须有可靠的金属连接,并且每台
(每组)热水器有两处与大楼顶部的避雷带进行可靠焊接,避雷针与避 雷带进行可靠焊接。 ④ 圆钢与圆钢的焊接要采用双边焊,焊接长度大于圆钢直径的6倍,扁钢 与扁钢的焊接要采用全边焊,焊接长度大于扁钢宽度的2倍,焊接处采 取先刷防腐漆二道,然后刷银粉漆处理。

第六章 太阳能热水器的安装施工
? 6.1 太阳能*板集热系统工程主要工作内容 ? 6.2 主要施工流程 ? 6.3 公司已完成的工程项目

6.1 太阳能*板集热系统工程主要工作内容
太阳能*板集热系统的施工工法,是目前我国太阳能*板集热系统 的最成熟施工方法,由于在太阳能集热系统结构中,结构简单,易于操 作,质量、安全有保证等特点,特别适合太阳能*板集热系统的施工。 主要结构形式: 太阳能板块阵列,中央控制系统,水循环系统,用户系统

6.2 主要施工流程
? 场地选择 ? 按场地现场测出处太阳角和方位 ? 铺筑太阳能热水器支架 ? 安装太阳能热水器 ? 接循环水管-安装水循环系统的主水箱 ? 安装控制系统 ? 检查水路 ? 检查水温 ? 做最后的保温装置 ? 竣工

6.3 公司已完成的工程项目

? 广州番禺

? 广州颐和

第七章 太阳能热水系统的节能效益分析方法
? 7.1 太阳能热水系统的年节能量预评估 ? 7.2 太阳能热水系统的节能费用评估 ? 7.3 太阳能热水系统增加投资回收期的预评估 ? 7.4 太阳能热水系统环保效益的评估

7.1 太阳能热水系统的年节能量预评估
1)直接系统的年节能量: ΔQsave=AcJT(1-ηc)ηcd
式中:ΔQsave----太阳能热水系统的节能量,MJ; Ac----直接系统的太阳能集热器面积,m2; JT----太阳能集热器的年*均极热效率; Ηc----管路和水箱的热损失。
2)间接系统的年节能量: ΔQsave=AinJT(1-ηc)ηcd
式中:Ain----间接系统的太阳能集热器面积,m2

7.2 太阳能热水系统的节能费用评估
1)简单的年节能费用--用于静态回收期计算:
Wj=CcΔQsave 式中:Wj----太阳能热水系统的简单年节能费用,元;
Cc----系统设计当年的常规能源热价,元/MJ; ΔQsave----太阳能热水系统的年节能量,MJ。
2)寿命内的总节省费用--用于动态回收期的计算: SAV=PI(ΔQsaveCc-AdDJ)-Ad
式中: SAV----系统寿命期内总节省费用,元; PI----折现系数; CC----系统评估当年的常规能源热价,元/MJ; Ad----太阳热水系统总投资,元; DJ----每年用于与太阳能热水系统有关的维修费用 占总增投资的百分率,一般取1%。

7.2 太阳能热水系统的节能费用评估

1

1+e n

PI=------[ 1-(---------) ]

d-e

1+e

n

PI=----- (d=e)

1+d

(d≠e)

式中: d----年市场折现率,可取银行贷款利率;

e----年燃料价格上涨率;

n----经济分析年限,此处为系统寿命从系统开始运行算起,集热

系统寿命一般为10-15年。

式中:

CC= CC'(qEff) CC’----系统评估当年的常规能源价格,元/kg Q------常规能源的热值,MJ/kg qEff-----常规能源水加热装置的效率,%

7.3 太阳能热水系统增加投资回收期的预评估
投资的回收期有两种算法: 一种是静态回收期计算法;一种是动态的回收期的算法。两种算法
的差别在于静态回收期没有考虑资金折现系数的影响,计算简便;动态 回收年限考虑了折现系数的影响,更加准确。
? 1)静态回收期的计算方法:静态回收期计算不考虑银行贷款利率、常 规能源上涨等影响因素,常用于概念设*锥危梢匝杆倭私馓裟芗 热系统增加投资的大概回收期。静态投资回收期可用下列公式计算: Yt=WZ/Wj
式中: Yt----太阳能热水系统的简单投资回收期; WZ----太阳能热水系统与常规热水系统相比增加的初投资; Wj----太阳能热水系统的简单年节能费用。

7.3 太阳能热水系统增加投资回收期的预评估

? 2)动态回收期计算法:当太阳能热水系统运行n年后节省的总资金与系 统的增加初投资相等时,式(8-9)成立,即SAV=0。则此时的总累积 年份n定义为系统的动态回收期Ne。

ln[1-PI(d-e)] Ne=----------------
Ln(1+e/1+d)

(d≠e)

Ne=PI(1+d) (d=e) 式中:
PI=Ad/(ΔQsaveCc-AdDJ)

7.4 太阳能热水系统环保效益的评估

目前常用的二氧化碳减排量的计算方法是先将系统寿命期内的节能量

折算成标准煤质量,然后根据系统所使用的辅助能源,乘以该种能源

所对应的碳排放因子,将标准煤中碳的含量折算成该种能源的含碳量

后,再计算太太阳能热水系统的二氧化碳减排量。

二氧化碳减排量:

ΔQsave ×n

44

QCO2=--W--×--E-f-f----

×FCO2

×----12

式中, QCO2----系统寿命期内二氧化碳减排量,kg; W----标准煤热值,29.308MJ/kg; n----系统寿命,年; FCO2----碳排放因子

35、功 与 失 每 个 人 都有一 不的理 想,这 种理想 决定着 他的努 力判断 的方向 。就在 这个意 义上, 我从来 不把安 逸和享 乐看做 是生活 目的的 本身----这 种基 础,我 叫它猪 栏的理 想。照 亮我的 道路, 并且不 断地给 我新的 勇气去 愉快地 正视生 活的理 想,是 善、美 、真。 ---爱 因斯坦 (美国 )无论 何时, 不管怎 样,我 也绝不 允许自 己有一 点灰心 丧气。 ---爱迪 生(美 国) 对 我 来 说 , 信念意 味着不 担心。 ---杜威 (美国 )
希 望 贯 穿 一 切,临 死也不 会抛弃 我们。 ---波普 (美国 ) 希 望 永 远 在 人的胸 膛汹涌 。人要 经常感 觉不是 现在幸 福,而 是就要 幸福了 。---波 普(美 国) 毫 无 理 想 而 又优柔 寡断是 一种可 悲的心 理。---培 根( 英国败 的岭, 可以用 这五个 字来表 达----我 没有 时间。 ---富兰 克林( 美国) 马 云 语 : 今 天很残 酷,明 天更残 酷,后 天会很 美好, 但绝大 多数人 都死在 明天晚 上。 马 云语: 今天很 残酷, 明天更 残酷, 后天会 很美好 ,但绝 大多数 人都死 在明天 晚上。 想要有 空余时 间,就 不要浪 费时间 。---富 兰克 林(美 国)
忽 视 当 前 一 刹那的 人,等 于虚掷 了他所 有的一 切。---富 兰克 林(美 国) 时 间 不 可 空 过,惟 用之于 有益的 工作; 一切无 益的行 动,应 该完全 制止。 ---富兰 克林( 美国)
如 果 说 时 间 是最宝 贵的东 西,那 么浪费 时间就 是最大 的挥霍 你 热 爱 生 命 吗?那 么别浪 费时间 ,也别 和不值 得交往 的人来 往.陈帅 佛语
懒 鬼 起 来 吧 !别再 浪费时 间,将 来在坟 墓内有 足够的 时间让 你睡的 。---富 兰克林 (美国 ) 人 生 太 短 暂 了,事 情是这 样的多 ,能不 兼程而 进吗? ---爱迪 生(美 国)真 正的敏 捷是一 件很有 价值的 事。因 为时间 是衡量 事业的 标准, 一如金 钱是衡 量货物 的标准 ;所在 在做事 我有两个忠实的助手,企业在市场竞争中输赢的关键在于其 核心竞 争力的 强弱, 而实现 核心竞 争力更 新的惟 一途径 就是创 新。
一项权威的调查显示:与缺乏创新的 企业相 比,成 功创新 的企业 能获得20%甚 至更高 的成长 率;如 果企业80%的 收入来 自新产 品开发 并坚持 下去, 五年內 市值就 能增加 一倍; 全球83%的高 级经理 人深信 ,自己 企业今 后的发 展将更 依赖创 新。 23、不创新,就灭亡
——福特公司创始人亨利?福特 24、可持续竞争的惟一优势来自于超 过竞争 对手的 创新能 力
——著名管理顾问詹姆斯?莫尔斯 25、创新是做大公司的惟一之路
——管理大师杰弗里 26、顾客是重要的创新来源 ——管理学家汤姆?彼得斯 27、创新是惟一的出路,淘汰自己, 否则竞 争将淘 汰我们 ——英特尔公司总裁安迪?格罗夫 28、创造性模仿不是人云亦云,而是 超越和 再创造 ——哈佛大学教授西奥多?莱维特 29、创新就是创造一种资源 ——管理大师彼得?杜拉克 第五章 管理就是沟通、沟通再沟通 P69 松下幸之助关于管理有句名言:“企 业管理 过去是 沟通, 现在是 沟通, 未来还 是沟通 。”管 理离不 开沟通 ,沟通 已渗透 于管理 的各个 方面。 正如人 体内的 *循 环一样 ,如果 没有沟 通的话 ,企业 就会趋 于死亡 。 30、管理就是沟通、沟通再沟通 ——通用电器公司总裁杰克?韦尔奇
31、沟通是管理的浓缩 ——沃尔玛公司总裁萨姆?沃尔顿 32、管理者的最基本能力:有效沟通
——英国管理学家L?威尔德 33、不善于倾听不同的声音,是管理 者最大 的疏忽
——美国女企业家玛丽?凯 34、企业管理过去是沟通,现在是沟 通,未 来还是 沟通
——日本经营之神松下幸之助 第六章 管理就是决策 P81 美国著名管理学家赫伯特?西蒙指出: “决策 是管理 的心脏 ,管理 是由一 系列决 策组成 的,管 理就是 决策。 ”
35、管理就是决策 ——美国著名管理学家赫伯特?西蒙 36、 世界上每100家破产倒闭的大企 业中,85%是 因为企 业管理 者的决 策不慎 造成的 ——世界著名的咨询公司——美国兰 德公司
37、正确的决策来自众人的智慧 ——美国社会学家T?戴伊
38、一个成功的决策,等于90%的信 息加上10%的 直觉 ——美国企业家S?M?沃尔森
39、犹豫不决固然可以免去一些做错 事的可 能,但 也失去 了成功 的机会 ——美籍华裔企业家王安博士
40、在没出现不同意见之前,不做出 任何决 策 ——美国通用汽车公司总裁艾尔弗雷 德?斯隆
41、不要把所有的鸡蛋放在同一个篮 子里 ——美国经济学家托宾
42、一次良好的撤退,应和一次伟大 的胜利 一样受 到奖赏 ——瑞士军事理论家菲米尼
43、抓住时机并快速决策是现代企业 成功的 关键 ——美斯坦大学教授艾森哈特
44、决不能在没有选择的情况下,作 出重大 决策 ——美国克莱斯勒汽车公司总裁李?艾 柯卡
45、如果有一个项目,首先要考虑有 没有人 来做。 如果没 有人做 ,就要 放弃, 这是一 个必要 条件。 ——联想集团总裁柳传志
第七章 爱你的员工吧,他会百倍地 爱你的 企业 P109 法国企业界有一句名言:“爱你的员 工吧, 他会百 倍地爱 你的企 业。” 这一管 理学的 新观念 ,已经 越来越 深入人 心,而 且被越 来越多 的企业 管理者 所接受 。实践 使他们 懂得, 没有什 么比关 心员工 、热爱 员工更 能调动 他们的 积极性 、提高 工作效 率了。
46、爱你的员工吧,他会百倍地爱你 的企业 ——法国企业界名言
47、管理是一种严肃的爱 ——美国国际农机商用公司董事长西 洛斯?梅 考克 48、以爱为凝聚力的公司比靠畏惧维 系的公 司要稳 固得多
——美国西南航空公司总裁赫伯?凯莱 赫 49、感情投资是在所有投资中,花费 最少, 回报率 最高的 投资一 个是我 的耐心 ,另一 个就是 我的双 手。— —[法]蒙 田
36、无论什么时候,不管遇到什么情 况,我 绝不允 许自己 有一点 点灰心 丧气。 ——爱 迪生 37、下苦功,三个字,一个叫下,一 个叫苦 ,一个 叫功, 一定要 振作精 神,下 苦功。 ——毛 泽东 38、向着某一天终于要达到的那个终 极目标 迈步还 不够, 还要把 每一步 骤看成 目标, 使它作 为步骤 而起作 用。— —歌德
39、学而时*之,不亦说乎?——孔 子《论 语·学而 》 40、要从容地着手去做一件事,但一 旦开始 ,就要 坚持到 底。— —比阿 斯 41、要在这个世界上获得成功,就必 须坚持 到底: 至死都 不能放 手。— —伏尔 泰 42、一个人只要强烈地坚持不懈地追 求,他 就能达 到目的 。—— 司汤达 43、一个人做事,在动手之前,当然 要详慎 考虑; 但是计 划或方 针已定 之后, 就要认 定目标 前进, 不可再 有迟疑 不决的 态度, 这就是 坚毅的 态度。 ——邹 韬奋
44、一日一钱,十日十钱。绳锯木断 ,水滴 石穿。 ——班 固 45、有罪是符合人性的,但长期坚持 不改就 是魔鬼 ——乔 叟
46、欲速而不达。——孔丘《论语》 47、只要持之以恒,知识丰富了,终 能发现 其奥秘 。—— 杨振宁
48、只要功夫深,铁杵磨成针。—— 中国谚 语 49、只有毅力才会使我们成功,而毅 力的来 源又在 于毫不 动摇, 坚决采 取为达 到成功 所需要 的手段 。[俄]车 尔尼雪 夫斯基


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