北京市新航城安置房项目太阳能热水系统

2019年03月15日
东莞市湘江太阳能设备有限公司专业生产平板太阳能集热器、平板太阳能热水器、太阳能集热器、
太阳能热水器、太阳能平板集热器、太阳能平板热水器、平板太阳能、平板热水器、太阳能平板、
集热器、太阳能、太阳能工程、家用太阳能,拥有专业的生产队伍。
手机:1866-413-2010    QQ:2226926421

摘要 北京市新航城回迁安置房项目采用集中设置太阳能集热器、集中进行热水储存控制、分户设置燃气辅助热源的方式,设置太阳能热水供应系统,满足两组团用户生活热水需求。我公司为此开发光燃魔方控制器,以满足太阳能与燃气热水器的结合使用。

1

 

北京市新航城项目简介

 

北京新航城与北京大兴国际机场同步规划,是保障新机场建设的重要组成部分,包括榆垡、礼贤两个组团。总规划面积约81万m²,总建筑面积150万m²,住宅建筑为12~18层,共有17346套住宅。

新航城回迁安置房项目以绿色建筑二星级评价标识为目标设计。应满足《绿色建筑评价标准》GB/T 50378、北京市《绿色建筑评价标准》DB11/T 825,以及北京市《居住建筑节能设计标准》DB11/891相关规定要求。

2

太阳能热水系统应用条件

2.1 北京市新航城安置房项目设计参数

依据国家及北京市有关规范和客户要求,设计参数如下:

2.1.1 气象参数

年太阳辐照量:水平面5570.481MJ/m²,40?倾角表面6281.993 MJ/m²

年日照时数:2755.5h

年平均温度:11.5℃

2.1.2 热水设计参数

平均日热水用水定额:30L /人•日

设计热水温度:60℃

冷水设计温度:4℃

2.2 热水系统负荷计算

在此以一栋楼为例,共108户,每户以2.8人计,总用水人数按302人考虑。

表1 热水系统负荷计算结果

 

2.3 热水供应系统太阳能保证率计算

项目一期开发住宅楼共计146栋,控制在12-18层之间,每栋楼的单元数为2-3个单元,建筑结构按标准户型设计,分为A、B、C三种户型,进行组合设计。

表2 新航城回迁房项目太阳能保证率设计计算表

 

3

 

太阳能热水系统形式

 

3.1 系统形式的论证

北京新航城控股有限公司作为北京新机场拆迁安置房项目的政府实施主体,组织召开了北京新机场安置房太阳能方案论证会。与会专家综合考虑了现行政策、项目定位、投资成本、系统能效、运行维护、物业管理等多方因素,经充分讨论,形成如下意见:

a太阳能热水系统形式建议采用集中集热、集中储热、分户辅热的形式。

b选用高性能的全玻璃真空管型太阳能集热器,技术参数应优于国家相关标准要求。

c在保障安全可靠的前提下,考虑节能因素,选择分户燃气为辅助热源。

3.2 太阳能热水系统

基于太阳能系统的可靠性,结合投资费用、运行成本、后期维护、提供热水的效率等因素。本项目太阳能热水系统设计为:集中集热、集中储热、分户辅热(燃气)热水系统。

每单元设置一套太阳能热水系统。太阳能热水系统采用全玻璃真空管式太阳能集热器,在楼顶设备间设置开式储热供热水箱,采用变频增压供水的方式集中向用户端供应热水,热水管道采用主管道温控循环。用户末端配置户用强排式燃气热水器+恒温供水控制装置(光燃魔方),45℃恒温供水。热水采用IC卡计量收费。

 

图1 太阳能集热系统

3.2.1系统运行原理图

 

图2 太阳能热水系统系统图

3.2.2 系统运行说明

1)系统补水:建议系统补水分为水箱补水与集热器补水两路。水箱补水保证白天系统正常运行用水。集热器补水用于傍晚系统最后热水的充分利用。

2)温差循环:当集热器水温高于集热水箱水温8℃时,启动循环直至二者温差≤2℃,如此循环,将集热水箱内的水逐步加至设定温度。

3)用户供水:采用变频供水,保证供水压力稳定且达到节能效果;供热主管道采用温控循环供水方式。

4)燃气辅助加热系统(恒温出水):太阳能热水系统采用户内燃气热水器辅助加热,用户用水时,热水通过燃气热水器(光燃魔方)进行二次加热,供至用户用水终端,实现24小时恒温供水。

5)立管管道定温循环:当回水温度低于水箱设定温度或立管温度低于水箱特定温度,启动管道与水箱之间的循环直至管道水温达到设定温度或接近水箱的一定温度范围。

6)防蒸干爆管系统:增加集热器系统高点设有高位水箱,防止高温时集热器中的水蒸干后补水爆管,当高位水箱中的水位低于设定水位时,系统自动补水至高位水箱。

7)防冻系统:冬季,采用防冻循环和电伴热带双重防冻。

8)收费系统:采用IC卡收费系统。

9)其他功能及要求:电磁阀、循环泵、变频供水泵、伴热带等设有手动/自动/停止开关,方便系统调试运行。控制器具有数据采集和记录功能,并预留远程监控485接口。

4

 

技术分析与设计优化

 

4.1 集热系统

本项目太阳能热水系统综合考虑了系统的安全性、适用性、经济性、美观性及后期维护管理的方便性等内容。以一栋楼为例,18层建筑,两个单元,一梯3户,共108户,每户以2.8人计算,平均日热水用水定额为30L /人,则总热水用量为9072L/日,设计出水温度为60℃,冷水温度为4℃。本项目设计太阳能保证率为52.6%。共安装集热器面积182.84m²。

北京市纬度为39°48′,经度为116°28′,太阳能集热器安装方向为正南,安装倾角为40°,保证太阳能热水系统与建筑结合的协调统一及系统的使用效率。

4.2 供热水箱、缓冲水箱设计

太阳能热水系统设计为开式系统。水箱安装在建筑楼顶太阳能设备间内。

储热水箱容积的确定,根据计算公式:  

 

以一栋楼两个单元为例,设计安装太阳能集热器182.84m²,每单元配置集热器面积为91.42m²,则储热水箱容积为91.42m²*50L/m²=4571L。根据方形水箱组合形式及水箱有效容积满足设计使用要求,储热水箱设计为6m³方形水箱。

4.3 辅助能源设计

根据《北京市太阳能热水系统城镇建筑应用管理办法》的规定:第十一条 集中式太阳能热水系统的辅助热源应当选用城市热网、燃气或居民低谷电。当必须采用普通电能作为辅助热源时,宜采用分散辅助热源形式。

由于市面上的燃气热水器与太阳能热水系统不能完全匹配,在临界温度点用水终端水温忽冷忽热。为保证燃气热水器与太阳能系统的完美结合,在用户室内太阳能供水进燃气热水器前加设一套恒温控制供水装置(光燃魔方),以保证最大限度的优先利用太阳能,减少燃气用量,又能实现智能控制热水温度,不管太阳能热水供水温度如何变化,燃气热水器均能给用户提供温度稳定(上下波动在±1℃之内)的热水,保证用户热水使用的舒适性和安全性。太阳能热水系统经燃气热水器供至用户用水终端为45℃恒温出水。(可调范围:35℃-50℃)恒温出水。

 

图3 光燃魔方混水测试结果

系统按每户配置1台强排烟自动恒温数码显示燃气热水器,加热功率为20kW,额定热水产率10升/分钟。

4.4 供水方式

采用开式系统,为了保证供水压力平衡,设计为变频供水。户内通过燃气热水器恒温出水后供至用水末端。考虑每户使用太阳能热水平衡问题,热水收费方式采用分户热水计量方式(IC卡表),按供水温度分段计价收费,避免热水分配不均,便于后期物业维护管理。   

5

 

北京市新航城安置房项目分析评价

 

5.1 节能效益

北京市属于太阳能资源丰富区,水平面上年辐照量为5570.48 MJ/m²,较为适合应用太阳能。根据前述估算方法,本项目投入使用后每年总耗热量为116130GJ,太阳能集热系统全年有用得热量约63235 GJ,与常规生活热水方式相比,每年可节约3082.39吨标准煤。

5.2 环保效益

根据前述估算方法,本项目通过利用可再生能源,降低常规能源的消耗,本项目实施后每年可以减少二氧化碳排放7613.5吨,减少二氧化硫排放61.65吨,减少粉尘排放30.82吨。

5.3 经济性

热水采用IC卡计量收费装置,按阶梯水价收费,多用多付费的原则。采用该太阳能热水系统,户均费用较电热水器可降低50%以上,可有效降低居民热水费用,此外灵活的计量收费方式,可以提高收费公平性,同时鼓励用户节约用水,促进节能目标的实现。

6

 

结论

 

本次以北京市新航城安置房项目太阳能热水系统的设计为例,对高层住宅太阳能热水系统设计要点进行了说明。本项目太阳能热水系统采用集中集热、集中储热、分户燃气辅热(附加光燃魔方控制器)热水系统,满足居民生活热水需求。此外,热水采用卡式计量收费装置,按阶梯式水价收费,多用多付费。

作为高层住宅回迁工程的太阳能热水系统示范工程,本项目在集热、储热、供热、辅热、计量收费等方面的设计思路均进行了特殊考虑,为北京市高层建筑推广太阳能热水系统积累了宝贵经验,具有借鉴意义。

来源:东莞市湘江太阳能设备有限公司

在线客服

售前客服

My status 小二

售后客服

My status 掌柜

在线时间

周一至周五
9:00-17:00