北京海淀辛店安置房项目太阳能阳台热水系统分析

一、项目概况

位于北京海淀区的辛店安置房8栋楼1938套房太阳能热水系统项目近日将完工,这是北京市在保障房项目建设中首次大面积安装应用太阳能集热系统。

由于本项目为小高层建筑,结合了集中集热集中供热、集中集热分户供热及分散集热分散供热等系统的特点,本项目选用分散集热分散供热的太阳能系统,即每户采用“太阳能阳台热水系统”,集热器安装在阳台外墙面上达到集热的目的,与建筑物完美结合,每日生产80升热水。

北京首个太阳能安置房小区_副本

.系统设计计算

1.海林太阳能集热板面积的计算

项目需求采用平板式太阳能提供所需热水,基础参数如下:

1) 建设地点:北京 海淀区

2) 供水温度:50℃

3) 冷水温度:15℃

4) 太阳能辐射强度:17 MJ/m2.d

5) 每户每日热水需求:80L

集热器集热效率为运行平均集热效率,其与瞬时集热效率有如下关系:

——集热器平均集热效率,无量纲;

——集热器瞬时集热效率,无量纲;根据国家太阳能热水器质量监督检验中心(北京)出具的检测报告,海林平板太阳能集热器瞬时效率选取0.75;

——集热器方阵进水口温度,℃;;

——系统冷水温度,15℃;

——系统热水温度,取50℃。

——环境气温,;本处按照全年平均气温11.9℃选取;

——日照强度,;;

——日均日照时数,本处按照全年平均 7.15小时选取;

计算    52.1%

2.集热系统设计计算

每户的集热器面积可以按照下面公式进行计算:

— 间接系统系数 ,一般取1.05

— 直接系统集热器采光面积,m2

M — 日均用水量,每户按80L计算;

— 水的定压比热容,kJ/(kg·℃),一般选用4.187kJ/(kg·℃);

— 储水箱内水的设计温度,50℃;

— 水的初始温度,按照当地平均水温选取,15℃;

— 太阳能保证率,%,根据系统使用期内的太阳辐照、系统经济性及用户要求等因素综合考虑后确定,取65%;

— 当地集热器采光面上的年平均日太阳辐照量,取当地春夏季日辐照量17MJ/m2

— 系统的年平均集热效率,无量纲,0.52;

— 储水箱和管道的热损失率,根据经验取值为20%;

— 垂直角度太阳能面积补偿,0.7。

计算得:

Ac=1.62㎡

采用海林平板集热器1块。每块集热器尺寸为770mm(高)×2500mm(宽),有效集热面积为1.925。

.系统原理

海林太阳能集热板为强制循环间接系统;生活热水箱为承压直接系统。集热板的选择性涂层将吸收太阳能辐射转化的热能传递给工作介质(防冻液),依靠水泵使介质在系统中循环,通过热交换将水箱内的水加热。当打开出口热水阀门时,自来水便会靠自身压力将热水顶出热水阀门。

Box1:

项目设计说明

1.系统配置

平板太阳能集热器、80L盘管承压水箱、控制器、辅助热源采用自动切换电动三通阀与燃气壁挂炉相结合。

1)设计先进、可靠

l      合理的结构设计:采用一体化设计,有助于集热器及时排出由于内部冷凝引起的潮气;

l      便捷的安装接口:集热器板芯流道和接口特别设计。采用外丝铜接口,具有通用性;

l      夹套换热搪瓷水箱,换热面积大,介质流动阻力小,利于实现自然循环;

l      海林专业的控制系统,人性化的控制逻辑,确保全天候用水需求;

2)系统安全、适用

l      集热器表面盖板采用低铁布纹钢化玻璃材料,具有较强抗冲击力,

l      其静态表面承压可达1吨,经冰雹抗性试验,可抗1050克钢球从1100mm高落下的冲击;免除发射和光污染顾虑采用特殊涂层处理的超白玻璃,不会因日光照射引起光污染;

l      盘管式水箱,确保水质清洁卫生,换热介质为食品级介质,避免内部结垢,保证水质;

l      系统承压运行,出水带压,洗浴舒适。

3)美观、与建筑结合完美结合

l      板式结构,辅材使用较少;

l      整板激光焊接技术,外观更为整洁;

l      独特边框设计、无铆钉结构结合;

l      更易与建筑完美结合,实现建筑一体化。

4)集热器和水箱安装节点安全可靠

集热器安装在阳光充足的外墙面上,在阳台的钢筋混凝土构造板上安置螺栓,专用铝合金型材卡具。集热器由铝合金型材卡具固定,绝对防止高空坠落。水箱安装于阳台内承重墙上。

5)采用吸热效率较高的海林平板太阳能集热器,抗冲击、安全性和稳定性高;

6)太阳能各系统部件精良选材,均有产品检验合格证,保证100%合格。

7)太阳能热水系统实现安全、可靠、高效的全自动无人值守运行。

8)集热循环管路内充食品级防冻液,保证全年运行,满足用水安全性。

9)集热器承压能力1.4Mpa,水箱承压0.75MPa。

2.产品技术参数

四.海林太阳能阳台热水系统设计合理性:

1)合理的结构设计:采用一体化设计,有助于集热器及时排出由于内部冷凝引起的潮气。

2)便捷的安装接口:集热器板芯流道和接口特别设计。采用外丝铜接口,具有通用性。

3)免除发射和光污染顾虑:采用特殊涂层处理的超白玻璃,不会因日光照射引起光污染。

4)盘管式水箱,确保水质清洁卫生:盘管式水箱,换热为食品级介质,避免内部结垢,保证水质。

5)海林专业的控制系统,水箱太阳能热水和锅炉热水双重能源补充,人性化的控制逻辑,确保全天候用水需求。

6)安全系统: 水箱高温、低温报警显示和蜂鸣器报警。水箱高温停止水泵循环。

五.经济效益分析

太阳能阳台热水系统与其他能源的比较:

按照2.5*0.77的阳台板集热器计算集热面积为1.925㎡。

按m2集热器计,海林太阳能集热器每年可为该项目提供的能量为:    式中:1——获取的热量,MJ

太阳能每年提供热量为17×1.925×0.52×365=6.21×103MJ

本项目应用海林太阳能热水系统,实现太阳能与建筑的完美融合,并大面积安装应用,解决了城市建筑大量供应热水的问题,降低热水能耗,大大降低投资成本。

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