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文檔簡介

1、中央熱水工程系統培訓1、設計報價前應向工程用戶了解的信息有哪些?1.1用途:生活熱水(沐浴、盥洗)供應;采暖;空氣調節(熱風、烘干等);用在什么地方、哪個方面(建筑類別:宿舍、住宅、公共建筑),具體的需求是干什么;1.2供熱方式特點:生活熱水: 供水方式:定時、分時段、24小時;用水方式(配套衛生器具或設備):水龍頭、花灑、浴缸、洗衣機等;水質:冷水溫度、要求水溫、冷水硬度、堿度等其它熱水:泳池、采暖、工業、農業、畜牧業相關應用泳池種類(訓練、跳水等)、面積、容量;采暖方式(地板、暖氣片等);具體需求:用水人數、用水量標準;采暖供暖標準;其它工藝等要求;原水供應情況(水質、水壓、水量);1.3

2、建筑結構特點:建筑結構:框架、現澆、專混、其它;屋面:平頂、斜屋面、其它;建筑類別:公共建筑、居住建筑、其它;圖紙:預安裝地點的建筑各層平面圖、標準層平面圖、天面平面圖,立面圖;給排水平面圖、系統圖等;1.4當地能源配套情況、原有系統配置或配套情況燃料(柴油、重油、燃氣)價格、天然氣配套到位情況(居住建筑)、煤、電等價格及供應情況;當地消費習慣等;2、設計前的熱水工程現場查勘項目內容2.1了解和測量熱水系統安裝點有關資料:屋面尺寸(包括天面水池,樓梯間等其他構筑物的平面和高度),承重的墻、承重梁的分布情況,消防管及其它管的分布和高度尺寸。2.2屋面或安裝點的負載能否滿足熱水系統的安裝條件,同時

3、用指南針測量屋面或安裝點的方位。2.3集熱器與前面遮陽物的距離:測量可能對集熱器產生陰影的建(構)筑物的高度。2.、水源:從天面水池接入時,要測量水池的最高水位和最低水位;從市政管網接入時,應了解在用水高峰季節和用水高峰時段的水壓情況。2.5電源:對熱水系統配有用電設備的,需了解電壓、輸電線路可供容量及接駁位置和控制箱的安裝位置,特別是加熱裝置為電熱管時,應了解用戶的供電容量和安裝點的供電線路是否滿足要求,如果用戶是自己發電,還應了解頻率、相電壓、線電壓情況。2.6熱泵系統及太陽能熱泵配套系統,主電源要包括所有水泵及其它動力設備用電負荷,明確電源交接位置,供電容量是否滿足需求,谷峰用電限制或優

4、惠等。通常我們只負責天面主電控箱以后的控制及配電線路,客戶需將主電源接至天面主電控箱指定位置。2.7燃油(氣)的供給:對已確認的使用燃油(氣)作加熱裝置或輔助加熱裝置的要了解燃油(氣)接駁位置和燃氣的種類、壓力能否滿足要求;對于已有地下儲油設施的,或只設地面油泵的;自活動油車將油從地面抽入天面熱水爐的日用油箱時,應與客戶協商好天面油箱、地面油泵的位置及大小(日用油箱與燃油熱水鍋爐應有7米以上的安全距離)。2.8冷熱水交接位置:要了解冷水從哪里接駁,哪些位置需要供熱水(開)水,與供水點的管網安裝有關的建筑物平面及立面尺寸要測量準確。2.9周邊環境、安全隱患:有無有害、有毒物質排放,有無易燃、易爆

5、危險品或類似材料物質堆放等,交通、運輸條件是否便利、食宿條件等(施工項目);3、中央熱水工程的基本配置計算方法;熱水設計定額GB50015-200331熱水用水定額根據衛生器具完善程度和地區條件,按下表確定 表5.1.1-1序號建筑物名稱單位最高日用水定額(L)使用時間(h)1住宅有自備熱水供應和沐浴設備有集中熱水供應和沐浴設備每人每人408060100242別墅每人每日70110243單身職工宿舍、學生宿舍、招待所、培訓中心、普通旅館設公用盥洗室設公用盥洗室、淋浴室設公用盥洗室、淋浴室、洗衣室設單獨衛生間、公用洗衣室每人每日每人每日每人每日每人每日2540406050806010024或定時

6、供應4賓館客房旅客員工每床位每日每人每日1201604050245醫院住院部設公用盥洗室設公用盥洗室、淋浴室 設單獨衛生間醫務人員門診部、診療所療養院、修養所住房部每床位每日每床位每日每床位每日每人每班每病人每次每床位每日601007013011020070130713100160248246養老院每床位每日5070247幼兒園、托兒所有住宿無住宿每兒童每日每兒童每日2040101524108 公共浴室淋浴淋浴、浴盆桑拿浴(淋浴、按摩池)每顧客每次每顧客每次每顧客每次4060608070100129理發室、美容院每顧客每次10151210洗衣房每千克干衣1530811餐飲廳營業餐廳快餐店、職工

7、及學生食堂酒吧、咖啡廳、茶座、卡拉OK房每顧客每次每顧客每次每顧客每次1520710381012111812辦公樓每人每班510813健身中心每人每次15251214體育場(館)運動員淋浴每人每次2535415會議廳每座位每次234注:1、熱水溫度按60計。2、表內所列用水定額均包括在規范3.1.9、3.1.10中。3、本表以60熱水水溫為計算溫度,衛生器具的使用水溫度見表5.1.1-2。3.2衛生器具的一次和小時熱水用水量按下表確定 表5.1.1-2序號衛生器具名稱一次用水量(L)小時用水量(L)使用溫度()1住宅、旅館、別墅、賓館帶有淋浴器的浴盆無有淋浴器的浴盆淋浴器洗臉盆、盥洗槽水嘴洗滌

8、盆(池)150125701003-300250140200301804040374030502集體宿舍、招待所、培訓中心淋浴器有淋浴小間無淋浴小間盥洗槽水嘴70100-35210300450508037403740303餐飲業洗滌盆(池)洗臉盆:工作人員用顧客用淋浴器-3-402506012040050303037404幼兒園、托兒所浴 盆:幼兒園托兒所淋浴器:幼兒園托兒所盥洗槽水嘴洗滌盆(池)10030301515-40012018090251803535353530505醫院、療養院、修養所洗手盆洗滌盆(池)浴盆-12515015253002503003550406公共浴室浴盆淋浴器:有淋

9、浴小間無淋浴小間洗臉盆125100150-525020030045054050804037403740357辦公樓 洗手盆-50100358理發室 美容院 洗臉盆-35359實驗室洗臉盆洗手盆-601525503010 劇場淋浴器演員用洗臉盆6052004008037403511體育場館 淋浴器303003512工業企業衛生間淋浴器:一般車間臟車間洗臉盆或盥洗槽水嘴:一般車間臟車間40603536054018048090120100150374040303513凈身器1015120180303.3冷水的計算溫度,應以當地最冷月平均水溫資料確定。當無水溫資料時,按下表采用 表5.1.4地區地面水

10、溫度()地下水溫度()黑龍江、吉林、內蒙古的全部,遼寧的大部分,河北、山西、陜西偏北部分,寧夏偏東部分4610北京、天津、山東全部,河北、山西、陜西的大部分,河北北部,甘肅、寧夏、遼寧的南部,青海偏東和江蘇偏北的一小部分41015上海、浙江全部,江西、安徽、江蘇的大部分,福建北部,湖南、湖北東部,河南南部51520廣東、臺灣全部,廣西大部分,福建、云南的南部101520重慶、貴州全部,四川、云南的大部分,湖南、湖北的西部,陜西和甘肅秦嶺以南地區,廣西偏北的一小部分715203.4直接供應熱水的熱水鍋爐、熱水機組或水加熱器出口的最高水溫和配水點的最低水溫可按下表采用。表5.1.5水質處理情況熱水

11、鍋爐、熱水機組或水加熱器出口的最高水溫()配水點的最低水溫()原水水質無需軟化處理,原水水質需水質處理且有水質處理7550原水水質需水質處理但未進行水質處理6050注:當熱水供應系統只供淋浴和盥洗用水,不供洗滌盆(池)洗滌用水時,配水點最低水溫可不低于40。針對太陽能熱水系統特點,太陽能系統設計供熱量通常按平均日供熱量計算,由于現有設計只反映最高日用水量,實際計算可按照使用人數,所采用用水量標準L/人日5565熱水量計算平均日供熱量;直接系統集熱器總面積計算:計算公式:Ac=QWCW(tend- ti)f/JTcd(1-L)式中:Ac直接系統集熱器總面積,; QW日均用水量,; CW水的定壓比

12、熱容,KJ/; tend貯水箱內水的設計溫度,; ti水的初始溫度,; JT 當地集熱器采光面上的年平均日太陽輻照量,KJ/; f 太陽能保證率,%;本計算選40%; cd集熱器的年平均集熱效率,宜為0.250.5, 本計算取0.5; L貯水箱和管路的熱損失率:本計算取0.2;QW =用水量標準(L/人日)用水人數(人)水的密度(/L)=60L/人日10000人0.986/L=591600Ac= QWCW(tend- ti)f/JTcd(1-L)= 591600 4.187 KJ/(55-20)40%11660 KJ/0.5(1-0.2)=7435.3417.16MJ/d1月2月3月4 月5

13、月6 月7 月8 月9 月10月11月12月平均最高氣溫(攝氏度)20.822.025.729.532.032.633.132.130.628.325.122.1平均氣溫(攝氏度)17.218.221.324.827.328.128.427.826.925.022.018.7平均最低氣溫(攝氏度)14.615.718.621.924.225.125.224.924.222.419.516.1降雨量 (毫米)21.634.251.3105.9182.8211.1210.0224.8250.9201.197.234.1降雨日數4.36.25.97.812.312.310.511.611.59.86

14、.14.2日平均日照 (小時)4.13.74.65.97.57.58.47.36.86.15.24.7傾斜表面月平均日太陽總輻照量MJ/d8.7749.17411.20313.6815.37715.42716.6914.84415.23912.55711.56310.792 按照海南太陽能資源情況,太陽能系統效率50%時,晴天每平方米太陽能集熱面積年產熱水對照表(表中太陽有效日照時間按8小時計算,產水量已考慮冷水溫度季節變化):( 表2 ) 時間產水1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月55熱水L/546466758082808176706661考慮本方案特點,可全日照時段最大

15、限度利用太陽能資源,太陽能利用時間較一般至少可延長2-3小時以上,利用率提高2030%以上,實際太陽能產水量按效率提高20%修正如下表55熱水L/64.876.879.2909698.49697.291.28479.273.24、 中央熱水工程的常用解決方案:參考PPT簡單介紹舊鍋爐熱水系統改造、太陽能+熱泵(定時、多時段、全天候供水系統原理;一、不同供水方式中央熱水系統優化設計1、熱水系統分類 不同行業因工作、生活習慣等不同,對熱水的需求也不同,所以,其供水方式有差別。對于不同供水方式,我們根據人們日常用水習慣將中央熱水系統分為三類:每日一次性定時定量熱水供水系統;每日分/多時段定量熱水供水

16、系統;24小時全天候熱水供水系統。如果按照每種中央熱水系統所采用的熱源來分,系統又可分為工業余熱利用、廢熱利用、地熱利用、太陽能、空氣源熱泵、燃煤/油/氣鍋爐等中央熱水系統,在此,我們只按照熱源選用本公司相關熱水設備產品系列及組合時進行分類,歸納起來有六類:太陽能+熱泵太陽能+熱水爐太陽能+電輔助熱泵+電輔助單獨熱泵單獨熱水爐。2、熱水系統熱源選擇節約能源是我國的基本國策,因此,在設計中選擇熱源時應對工程基地附近進行調查研究,全面考慮熱源選擇。太陽能是取之不盡、用之不竭的能源,有條件的應優先選用太陽能作熱源,但以太陽能為熱源的集中熱水供應系統,由于受日照時間和風雪雨露等氣候影響,不能全天候工作

17、,在要求熱水供應不間斷的場所,應另行增設一套加熱裝置,用以輔助太陽能集水器的供應工況。使太陽能集熱器在不能供熱或供熱不足時能予以補充。空氣源熱泵熱水機組也是利用太陽能的一種裝置,系統效率受氣候(氣溫)影響較大,用水可靠性要求高的場所,須增設輔助加熱裝置,或須與其它熱源設備配套使用,方可達到較佳的經濟及技術效果。鍋爐供熱作為傳統的熱源設備被廣泛使用,但小系統鍋爐供熱存在浪費能源和污染環境的問題,利用熱力網或區域性鍋爐供熱雖可節約能源和減少環境污染,但受我國國情限制,僅在個別有條件的城市地區被采用,所以,高效燃油、氣熱水機組在許多工程中仍被廣泛應用。利用電能作為集中熱水供應的熱源,近年來也被采用,

18、用于電力供應富裕和利用夜間低蜂用電分時計費用電蓄熱的地方,但電的熱功當量較低,其成本一般遠高于其它水加熱設備,一般用戶很難承受得起。我國的發電量按照人均計算只有美國的1/20,所以,用電能制備熱水在目前大范圍應用尚不現實。熱源選擇原則,優先采用太陽能或無條件時,經技術經濟比較后確定采用電能、燃氣或蒸汽為熱源。3、不同供水方式中央熱水系統特點及節能控制 3.1定時定量供水中央熱水系統特點及節能控制所謂定時供水是按每天在規定時段供應熱水的系統,該系統多為工廠和學校等類似集體宿舍熱水供應系統,按照人們正常工作及生活習慣,此類系統也可以說是每日晚間定時供水系統,也有叫做定時定量供水系統。由于人們使用熱

19、水習慣與氣候情況有直接關系,并不是一年四季維持在一個常量標準,而設計計算時所依據的用水量標準只能作為選擇熱源設備(如鍋爐、熱泵機組制熱量或型號、太陽集熱面積或系統規模等)時的參考。定時供應熱水特點屬集體宿舍類用水,生活習慣、工作習慣規律性強,用水集中,但人均用水量標準不高;用水高峰持續時間較短,小時用水量變化大供水點設置位置及管理控制方式不同對實際用水量影響大,容易在冬季用水高峰時出現斷水或供水不足現象;保證定時供水可靠性及節能控制措施結合熱水供應終端衛生設備配套情況,合理選用人均用水量標準,通過必要水力計算選配供水管網管徑;按日用水總量結合用水保證率和熱源制備能力及特點,合理選擇熱源設備、配

20、置儲熱水箱/恒溫水箱;對于獨立熱源系統,當配水量標準較低或供水時間較短(不足3小時)時,儲熱水箱配置應通過最大小時用水量校核,且水箱調節容量及熱源設備小時產水量之和不小于日用水量;同時儲熱水箱1/2有效容量與熱源設備小時產水量之和不小于最大小時用水量;對于組合熱源系統,宜設置專門的恒溫供水水箱,水箱調節容積大小應通過最大小時用水量校核,高峰用水持續時間宜以23小時計算。通常可按水箱1/2容積+輔助熱源小時產水量80%不小于最大小時用水量的原則來選配恒溫水箱及輔助熱源設備型號,主加熱熱源一般按日用總水量確定所需加熱設備數量或能力;對于供水可性靠性要求較高時,為避免供水結束后,供水水箱儲存熱水量過

21、多浪費能源,可在供水期間通過對水箱實行有效的水位控制,達到節能的目的;獨立熱源系統,冷水補充宜由熱源設備補入,熱源設備制熱時可實行定溫控制與循環加熱組合方式,這樣可避免供水期間水箱補入冷水引起供水溫度波動降低供水質量;組合熱源系統,恒溫水箱補水視預熱熱源或主加熱熱源所制備熱水水溫(預熱水箱水溫),由預熱水箱采用直流補水及輔助熱源定溫輔助方式補水,恒溫水箱通過有效的水位控制達到可靠供水、節能目的。3.2分時段供水中央熱水系統特點及節能控制多時段供水指每日分時段供應熱水的場合,該系統多為倒班制工廠和檔次較高學校及普通醫院等供水標準較高的場合,這類系統不僅要滿足多時段供水的最大供水時段用水,還須保證

22、各時段可靠熱水供應,并最大限度的降低日常運行能耗。此種方式優化設計,可采用類似前一種(定時供水)方式的作法,以滿足最大班次用水時段的供水來優化設計,具體方案及做法應區別對待。分時段供應熱水特點類似集體宿舍、普通醫院、旅館用水,生活習慣、工作習慣規律性較強,用水較集中,人均用水量標準較高;各時段用水人數較難準確界定,每時段用水高峰持續時間較短且小時用水量變化較大,供水點設置位置及管理控制方式不同對實際用水量影響很大,容易出現設計供水量與實際用水偏離嚴重或設計能力不能滿足用水需求現象;保證分時段供水可靠性及節能控制措施結合熱水供應終端衛生設備配套情況,合理選用人均用水量標準,通過必要水力計算選配供

23、水管網管徑;按最大用水時段用水量結合用水保證率和熱源制備能力及特點,合理選擇熱源設備、配置儲熱水箱/恒溫水箱;對于獨立熱源系統,當配水量標準較低或各時段供水時間較短(不足3小時)時,儲熱水箱配置應通過最大小時用水量校核,且水箱調節容量及熱源設備小時產水量之和不小于最大時段用水量;同時儲熱水箱1/2有效容量與熱源設備小時產水量之和不小于最大時段用水時的最大小時用水量;對于組合熱源系統,宜設置專門的恒溫供水水箱,水箱調節容積大小應通過最大小時用水量校核,最大時段高峰用水持續時間宜以23小時計算。通常可按水箱1/2容積+輔助熱源小時產水量80%不小于最大小時用水量的原則來選配恒溫水箱及輔助熱源設備型

24、號,主加熱熱源一般按日用總水量確定所需加熱設備數量或能力;對于供水可性靠性要求較高時,為避免供水結束后,供水水箱儲存熱水量過多浪費能源,可針對不同供水時段在供水期間通過對恒溫水箱實行有效的水位控制,達到有效控供水量及節能的目的;獨立熱源系統,冷水補充宜由熱源設備補入,熱源設備制熱時可實行定溫控制與循環加熱組合方式,這樣可避免供水期間水箱補入冷水引起供水溫度波動降低供水質量;分時段組合熱源熱水系統主加熱熱源設備宜采用兩級或多級串并聯、(水箱)逐級升溫、定時、定溫、定量補充冷水并匹配輔助加熱的優化組合型中央熱水系統設計方案,宜根據用水高峰期的最大小時用水量確定供熱水儲熱水箱容積并選擇與之相匹配的輔

25、助加熱設備,并利用主熱源系統水箱中的部分水箱作為輔助加熱水箱(恒溫供熱水水箱)。熱水由恒溫水箱供出,正常情況下冷水從主熱源初級水箱以頂水方式定時、定量補充,從主熱源初級至后一級水箱的連通管需按照頂水方式補水和落水方式取水進行設計。直接通過設在初級或輔助系統的前一級主熱源水箱與恒溫水箱連通管上的直流補水泵以定溫、定量控制方式向恒溫水箱補充熱水;主熱源系統水箱產水溫度達不到供水溫度要求時,則通過設在初級或輔助系統的前一級主熱源水箱與輔助加熱設備連通管上的定溫補水泵,以定溫直流方式進行輔助加熱后,定量向恒溫水箱補充熱水。這樣不僅可以達到最大限度地利用主熱源,減少輔助加熱能耗,并可在用水量變化時,系統

26、實現低運行費用下安全可靠供應熱水、節能目的。3. 全天候24小時熱水系統特點及節能控制全天候24小時供應熱水系統是類似賓館、酒店、醫院等24小時營業的場所,這類系統,因為規模、用水習慣及用水均勻性差異較大,但對熱水供應質量及可靠性要求較高。較前兩類熱水系統而言,該類系統設計前,應確定好用水量標準,確定高峰期用水持續時間及熱負荷至關重要,恰到好處的方案不僅能保證正常安全可靠的供應熱水,并能有效控制日常運行費用,保持較低的運行成本。24小時全天候供應熱水特點類似賓館、酒店、醫院、旅館等24小時用水的場所,生活習慣、工作習慣隨機性大,用水不均勻性大,對熱水供應質量及可靠性要求高且用水量標準也高;用水

27、量標準因建筑配套標準、檔次、行業差異懸殊很大,實際取用時須結合國標參考同類行業實際合理選擇,衛生設備同時使用率須結合客戶供水保證率、行業特點界定;小時用水量變化及用水高峰持續時間隨機性強,且與系統規模成反比,即系統規模愈大則用水相對愈均勻。系統供水管網設計是否合理對供水質量和可靠性影響很大;保證24小時供水可靠性及節能控制措施結合行業特點與建筑配套標準、檔次以及熱水供應終端衛生設備配套情況,合理界定人均用水量標準,進行必要的管網優化設計(包括高層建筑適當的供水分區、選材及附屬設備配套,并與建筑、裝飾、給排水等設計協調一致、結合良好),通過嚴格水力計算選配供、回水管網管徑;按最大用水時段用水量結

28、合用水保證率和熱源制備能力及特點,合理選擇熱源設備、配置儲熱水箱/恒溫水箱;對于獨立熱源系統,當配水量標準較難界定時,儲熱水箱配置應通過最大小時用水量校核,且水箱調節容量及熱源設備小時產水量之和不小于日用總水量70%80%;同時儲熱水箱1/21/3有效容量與熱源設備小時產水量之和不小于最大小時用水量;加熱設備宜設計成至少兩臺以上,至少一臺故障情況下仍不會影響系統正常供水。對于組合熱源系統,須設置專門的恒溫供水水箱,水箱調節容積大小應通過最大小時用水量校核,高峰用水持續時間宜以23小時計算。通常可按水箱1/21/3有效容積+輔助熱源小時產水量80%不小于最大小時用水量的原則來選配恒溫水箱及輔助熱

29、源設備型號,主加熱熱源一般按日用總水量確定所需加熱設備數量或能力;對可靠性要求高的場合,輔助熱源加熱設備宜設計成至少兩臺以上,至少一臺故障情況下仍不會影響系統正常供水。視系統供水可性靠性要求高低,為避免加熱設備頻繁啟動及供水低峰時水箱儲存熱水量過多浪費能源,可隨供水峰值波動在供水期間通過對恒溫水箱實行有效的水位控制,達到有效控供水量及節能的目的;獨立熱源系統,冷水補充宜由熱源設備補入,熱源設備制熱時可實行定溫控制與循環加熱組合方式,這樣可避免供水期間水箱補入冷水引起供水溫度波動降低供水質量;組合熱源熱水系統主加熱熱源設備宜采用兩級或多級串并聯、(水箱)逐級升溫、定時、定溫、定量補充冷水并匹配輔

30、助加熱的優化組合型中央熱水系統設計方案,宜根據用水高峰持續時間及最大小時用水量確定供熱水儲熱水箱容積并選擇與之相匹配的輔助熱源加熱設備,并設置獨立的輔助加熱水箱(恒溫供熱水水箱)。熱水由恒溫水箱供出,正常情況下冷水從主熱源初級水箱以頂水方式定時、定量補充,從主熱源初級至后一級水箱的連通管需按照頂水方式補水和落水方式取水進行設計。直接通過設在初級或輔助系統的前一級主熱源水箱與恒溫水箱連通管上的直流補水泵以定溫、定量控制方式向恒溫水箱補充熱水;主熱源系統水箱產水溫度達不到供水溫度要求時,則通過設在初級或輔助系統的前一級主熱源水箱與輔助加熱設備連通管上的定溫補水泵,以定溫直流方式進行輔助加熱后,定量

31、向恒溫水箱補充熱水。這樣不僅可以達到最大限度地利用主熱源,減少輔助加熱能耗,實現低運行費用下安全可靠供應熱水、節能目的。作為此類中央熱水系統設計,優化方案的基本前提是須實現主熱源大多情況下能正常供應熱水,而無須啟動或盡可能少的啟動輔助熱源加熱裝置,在冬季或用水量超過設計標準時適當的借助輔助熱源設備來保證全天候的熱水供應。二、不同熱源設備組合方式中央熱水系統優化模式1、太陽能+熱泵組合方式中央熱水系統優化模式1.1熱泵主加熱-太陽能不足量產水為輔配套中央熱水系統設計:太陽能不足量產水是指太陽能系統配水量較常用系統大,如每平方米集熱面積配水量100-120L/以上,這樣即使日照正常情況下,太陽能系

32、統產水溫度仍難以滿足正常供水溫度要求,此時與熱泵配套時,太陽能僅作為輔助加熱或預熱,而以熱泵系統作為正常供水的最終主加熱設備。利用太陽能與熱泵配套使用時,為了實現最大限度節能和提高兩系統的工作效能,兩系統應相對獨立工作,有效、合理優化組合,盡可能使其在有效時段內充分利用太陽能及空氣中的熱能。1-A、熱泵+太陽能不足量集中定時供水方式太陽能集熱面積設置不足時,系統尚不能在日照有效情況下,產生或制備足夠量及一定溫度要求的熱水,如果在供水設定時間前短短2-4小時內將水輸送至熱泵系統的供水水箱,正常配置的熱泵難以在短時間內將水全部加熱至設定供水溫度(尤其在日照不足情況下,指與鍋爐或蒸汽等輔助加熱相比較

33、而言,主要區別),否則就須將熱泵功率配置到足夠大,但這樣勢必造成系統成本過高,用戶不可能接受。而合理的措施是應盡可能延長熱泵在日照有效時段內的工作時間,以保證正常配置的熱泵主加熱設備能在陰雨天時,在供水前,制備足夠量的熱水備用。 此種情況下進行太陽能系統設計時,可將按每平方米集熱面積2040L/(視系統太陽能配水量而定100-120L/,低配水時取下限,高配水取上限)配水量配置太陽能水箱(稱為過渡水箱或預熱水箱),按2小時左右一個預熱周期,在供水前1-2小時左右,分數次間隔利用太陽能預熱水將熱泵主加熱的供水水箱補滿。熱泵系統則根據每次太陽能系統預熱后補入供水水箱的水溫情況進行加熱;一般第一次預

34、熱補水開始時間可選擇在10點左右,而最后一次補水時間選擇在供水前2小時左右。如供水時間為下午17:00,則首次補水時間選10:00,末次補水時間選15:00,即熱泵在供水前可進行的加熱時間為7小時,但考慮熱泵系統加熱綬慢熱損較大,一般應留出1小時左右的保溫加熱時間,所以,熱泵的實際加熱時間為6小時。由于定時供水系統一般供水高峰持續時間約2-3小時,而在末次補水后,太陽能預熱系統還可進行預熱,所以日照正常情況下,在開始供水一小時內還可再利用預熱水箱補一次水,這時熱泵也可再進行1小時左右的加熱工作。對于供水開始時間遲于17:00點或18:00以后的系統,熱泵有效工作時間可以按6-8小時計算,具體選

35、型時可按8小時確定,然后結合配水量標準高低,再作調整,如果配水量標準高(儲水量相對富裕時),可按加熱時間較長選型,反之如果配水量不足,即儲水量欠缺時,則應以較短時間加熱來選擇熱泵型號。另外,對于供水持續時間較長,或系統較大時,也可按較長時間選擇熱泵型號,但不宜超過8小時。熱泵系統水箱容積確定:通常情況下熱泵系統水箱應按日用水量80-100%選擇,用水量標準高取下限,低取上限,供水時間長(超過5小時時可選下限,低于3小時可取上限)。示例:如某工廠用水人數1000人,人均用水量25Kg 桶提集中龍頭供水,熱水系統擬采用太陽能-熱泵加熱方式。客戶考慮初期投資不宜過大,選擇太陽能不足量配水,熱泵主加熱

36、方案,選型及配置如下;供水時間18:0022:00,日用水總量1000人25kg/人,日=25000kg/日太陽能面積200過渡水箱6噸首選補水時間10:00 間隔:10:0011:30 13:0014:3011:3013:00 14:3016:00熱泵工作時間10:0017:00供水箱2個12.5噸。考慮供水時間較長,水量相對夠用,按2臺熱泵選用,熱泵工作時間取8小時(供水時間前加熱時間為8小時)熱泵型號:25000L/508=62.5匹選用2臺30p熱泵,按串聯方式連接,兩臺熱泵同時對2個水箱加熱,熱泵循環泵自第一個水箱取水加熱后水進入第二個水箱,熱水由第二個水箱供出。1-B、熱泵+太陽能

37、不足量分時段供水分時段供水指每日在兩個以上不同時間段,需熱水供應的場合,多為倒班制工作的行業,如醫院工廠等。無論何種行業,總體來講,一般按人的生活習慣,最大時段均為臨近晚間的時間段,即使24小時供水的場合,其供水高峰也集中在晚間。從設計角度講要滿足熱水供應,就必須滿足最不利情況也就是最大時段的供水。再者分時段供水,可能部分晚間用水的人也會在其它時段使用,熱水即其熱水用水量變化較大,就熱泵系統水箱設置,其容量應不小于最大時段供水需求并留有余地(可按最大時段設計水量1.11.2倍選擇其容量),而太陽能系統的預熱水箱宜分成兩級串聯加熱方式,補水采用頂水補水方式,每級太陽能水箱按實際太陽能面積以406

38、0kg/配置水箱,冷水由第一級補入,第一級冷水補入時將一級水箱熱水頂入二級水箱,從二級水箱按2小時左右一個預熱周期,在供水前1-2小時左右,分數次間隔利用太陽能預熱水將熱泵主加熱的供水水箱補滿。太陽能配水量仍按不足量配水100-120L/配水,低配水時取下限,高配水取上限;但兩級太陽能預/加熱水箱容積不得小于其它時段用水量總合,即系統熱泵供水水箱容積與太陽能水箱容積合計不得小于設計日用熱水總量。對預熱水箱向供水水箱補水控制,在供水水箱設兩路水位控制探頭,其中一路為非滿水控制,正常控制水位上限為供水箱一半或相當于最大時段外其它時段用水量水位線,另一路則為最大時段水位控制線,在各供水時段開始供水前

39、保持其水位在正常控制線以上,水溫達到正常設定溫度。在各時段供水結束后,前均由二級太陽能預熱水箱向供水水箱補水,補水前,供水水箱水位處于上一時段供水最低保護水位狀態。最大時段供水時,太陽能系統不予補水,除非供水箱水位低于控制水位下限時作適量補充,熱泵系統根據供水箱水溫情況,隨時進行加熱。最大時段供水結束后,由太陽能水箱將供水水箱水位補充至非最大時段控制水位,熱泵按設定時間及供水箱水溫進行定溫加熱。對此系統而言,熱泵及供水箱宜設置2臺以上,太陽能水箱視系統大小也可設2個以上,對于多個太陽能系統水箱的系統,冷水宜由最前一個補入(補水受太陽能水箱水位及水溫控制),熱泵供水箱由末級太陽能水箱取水,太陽能

40、系統采用強制循環。對于超過三個時間段供水且間隔較均勻時,供水箱補水控制水位可采用統一水位控制,但供水箱及太陽能水箱總容積不宜小于日用水總量90-100%,每個時段供水高峰,持續時間宜以2小時計算,并且應當有余地,余量控制范圍10%左右,熱泵選型按46小時左右將供水水箱水溫升40選配。C、全天候24小時熱泵太陽能不足量系統全天候24小時供水系統設計關鍵是滿足用水高峰期熱水供應。系統熱泵供水水箱大小宜按日總用水量70-90%配置,太陽能不足時,其太陽能水箱宜按實際太陽能面積以30-50kg/配水。且太陽能宜做成兩級串聯加熱的定溫放水與溫差循環結合方式(初級定溫放水與低溫差強制循環結合,二級低溫差強

41、制循環方式工作),冷水由初級補入,熱泵水箱由末級補水。從太陽能集熱器合理布局及優化設計等技術經濟角度考慮;結合太陽能熱泵熱水系統特點,為了實現最大限度利用太陽能減少輔助加熱能耗的目的,對太陽能按天面實際可利用有效空間依日照時間內均能采集光熱進行優化設計。太陽能按照定溫及溫差循環相結合方式工作;由太陽能水箱定溫、定量為后續熱泵輔助加熱水箱及恒溫供水水箱補水。熱泵以24小時工作方式工作,由于24小時供水,太陽能補充水水溫不能保證,如果按照分時段補水方式直接由太陽能水箱補入供水水箱,再由熱泵加熱,會導致供水水箱水溫波動較大,影響供水質量;熱泵宜分成兩級加熱,初級做定溫加熱(溫度控制范圍4550),二

42、級保溫加熱(溫度控制范圍5055),由初級熱泵水箱(過渡水箱)以定時、定溫、定量方式向二級供水水箱補水,太陽能水箱根據初級熱泵過渡水箱水位情況,按設定要求為其定量補水。熱泵選型時按8-10小時累計工作時間計算,水箱配置與熱泵配備配套,每級熱泵選型應不少于2臺并聯工作,以互為備用,利于維修維護,計算及配置方式與分時段方式類似。太陽能+熱泵輔助24小時供水系統設計,為保證陰雨或日照不足情況下足量的熱水供應,整個優化設計,綜合了太陽能集熱器及熱泵工作特點,具有良好的性價比;同時減少輔助加熱電能消耗,熱泵輔助系統分兩級加熱。系統可全日照時間內有效工作,在夏季和春秋季晴天情況下仍可滿足基本熱水供應需求;

43、所配備的輔助加熱系統不僅可根據用水量大小隨時供給熱水,即使在冬季陰雨天最不利情況下,單獨熱泵系統也完全能滿足正常日熱水供應。兩級單獨的太陽能系統,初級系統皆采用定溫放水與溫差強制循環相結合方式工作,包括一套定溫放水、補水裝置及一套溫差強制循環裝置;按實際太陽能面積以30-50kg/配水量配備太陽能儲熱水箱。為確保熱水供應溫度的恒定及陰雨天或日照不足情況下仍能滿足熱水供應,為太陽能系統后序配備1個過渡水箱和與太陽能系統相匹配的空氣熱泵熱水機組為其進行輔助加熱,過渡水箱大小按照供水水箱15%20%確定,并按照所配備熱泵機組標準產水量的1.52.0倍選擇輔助熱泵機組大小及數量。恒溫水箱(按日總用水量

44、70-90%配置),并配備與輔助系統相當的熱泵機組進行循環保溫加熱。太陽能熱水系統補冷水采用電磁閥或補冷水泵依定溫、定量方式自動從天面水池抽水并通過太陽能集熱器陣列的下循環補充到初級太陽能系統中,冷水的補充受太陽能集熱器陣列上循環出水口水溫或太陽能儲熱水箱水位控制;恒溫水箱補水由直流泵從過渡水箱以定時、定溫、定量抽取;熱水則由東、西兩套太陽能系統的恒溫水箱全天候24小時供出,須設置自動定溫回水裝置,回水回至系統的恒溫水箱。太陽能系統控制太陽能系統根據儲熱水箱水位情況,自動依定溫直流或溫差循環方式工作:當太陽能水箱水位處于非滿水位(保護水位-滿水位之間)時,太陽能集熱器中的水依悶曬方式被加熱,當

45、太陽能集熱器陣列出口的水溫達到設定溫度的上限(如4045),補冷水電磁閥打開及補冷水泵啟動,自動從天面水池抽冷水并通過太陽能陣列下循環管補入,同時將集熱器內達到設定溫度的熱水頂出流入儲熱水箱儲存,直至集熱器陣列出水口水溫低于設定溫度的下限(如3540)時,補冷水電磁閥關閉及補冷水泵也停止工作,而補入集熱器陣列內的冷水繼續以悶曬方式升溫,直至達到設定溫度上限后又重復以上工作程序,如此反復。當儲熱水箱水位達到滿水位后,系統自動轉入溫差循環方式工作。溫差循環時,通過太陽能儲熱水箱下部水溫與集熱器陣列未端出口水溫溫差由微電腦溫差控制器控制溫差循環泵工作。當溫差較大時(T35),溫差循環泵啟動,儲熱水箱

46、水在集熱器與儲熱水箱之間循環;當溫差較小(T12)時,溫差循環泵停止工作。如此反復按照以上兩種方式工作,在日照正常情況下,太陽能儲熱水箱水溫可達到設定的熱水使用溫度。在此期間如果恒溫水箱水位處于非滿水位,為了使太陽能系統在有效采光期內多產熱水,則設在太陽能儲熱水箱與過渡水箱之間的電磁閥打開,太陽能水箱熱水經連通管補入過渡水箱,設在過渡水箱與恒溫水箱之間的直流泵受恒溫水箱滿水位控制啟動工作向恒溫水箱補水,至恒溫水箱滿水位后直流泵停止工作。在陰雨天或日照較弱情況下,由于太陽能系統的產水量較少,再加上向過渡水箱補水,太陽能儲熱水箱中的水位可能低于保護水位,此時系統補水受太陽能儲熱水箱保護水位控制自動

47、由補冷水電磁閥和補冷水泵向儲熱水箱補水,直至達到太陽能儲熱水箱的保護水位為止。以確保儲熱水箱始終儲存適量的水。空氣熱泵輔助加熱控制輔助空氣熱泵機組受過渡水箱或恒溫供水水箱水溫、水位控制。如果過渡水箱或恒溫供水水箱內的水的水溫達不到設定使用溫度,輔助空氣熱泵機組就通過設在過渡水箱或恒溫水箱底部的測溫探頭所顯示的水溫來進行輔助加熱,則空氣熱泵機組和空氣熱泵機組循環泵開啟工作,過渡水箱或恒溫水箱的水在空氣熱泵機組之間循環加熱,直至達到設定的使用溫度時循環停止,空氣熱泵機組和空氣熱泵機組循環泵也停止工作。如此反復,以確保過渡水箱中的水達到一定的溫度和確保恒溫水箱中的水溫恒定。恒溫水箱的補水控制為了確保

48、晚上在用水高峰期到來前(按照正常的用水習慣,18:3022:30為用水高峰期)恒溫水箱水位處于正常控制水位滿水位,在早上9:00以后,由設于過渡水箱與恒溫水箱之間的直流泵每隔11.5個小時向恒溫水箱補水1次,當過渡水箱向恒溫水箱補水水位處于控制水位下線時,直流泵關閉,同時設在太陽能儲熱水箱與過渡水箱之間的電磁閥打開向過渡水箱放水,直至過渡水箱達到控制水位滿水位,電磁閥關閉;此時如果過渡水箱的水溫達不到設定的用水溫度,系統熱泵機組自動對其進行輔助加熱,到設定溫度時輔助加熱停止;同時如果恒溫水箱的水溫由于過渡水箱的水的補充而低于設定的用水溫度,則系統保溫熱泵機組繼續自動對其進行輔助加熱,到設定溫度

49、時輔助加熱停止,這樣就確保了恒溫水箱中的水溫恒定。在用水低峰期(22:309:00)內,恒溫水箱水位處于正常控制水位范圍內,過渡水箱無需向恒溫水箱補水;如果恒溫水箱水位低于正常控制水位下限時,系統按照設定時段及控制水位自動定量向恒溫水箱補水,此時如果恒溫水箱的水的水溫由于過渡水箱的水的補充而低于設定的熱水使用溫度,則系統自動同時進行輔助加熱,以確保恒溫水箱中的水溫恒定,如此反復。供熱水及回水控制系統采用24小時全天侯供應熱水,系統所配備保溫水箱儲水量完全能滿足貴方每天用水需求。為了避免超量用水造成浪費,保證用水點熱水即開即用,減少低溫水的浪費及能耗,系統配回水系統一套,當設置在管網末端的溫度探

50、頭低于設定溫度(如T40)時,回水泵啟動,直至設置在管網末端的溫度探頭高于設定溫度(如T50)時,回水停止。用戶可根據自己實際調整各控制參數。另外,系統對空氣熱泵機組、水箱及水泵等還設有相應缺水、超溫、缺相、防漏電等安全保護裝置及防雷電措施,完全按設定要求全自動工作,運行安全可靠,無須專人管理。2、熱泵主加熱-太陽能足量產水為輔配套中央熱水系統設計:太陽能足量配水與熱泵配套,足量配水是指太陽能系統產水量70-80kg/左右,且系統產水量與用戶日用水量相當的場合。2-A、熱泵+太陽能足量集中定時供水方式對于足量系統而言,組成與控制和不足量系統相似。定時供水時熱泵加熱水箱大小與不足量系統水箱選型一

51、致,視供水時間長短及系統大小可選為日用水量80-100%。系統小,用水量標準偏低,供水高峰持續時間短而集中時,取上限,即水箱配大些,反之,系統較大用水量標準較高,供水高峰持續時間較長,且系統較大時,水箱可選小一些,取下限值。太陽能水箱配水量可按30-50kg配水設置(為了便于太陽能產生的熱水儲備),太陽能補水可分3-4次補給供水水箱,太陽能系統做成2-3級加熱,水箱串聯,太陽能水箱補水,采用定量補入方式。熱泵按8-10小時工作選型,小系統低配水量標準取下限,大系統高標準配水取上限,每匹熱泵小時間產水量50L(40溫升)計算。2-B、熱泵+太陽能不足量分時段供水多時段供水系統足量太陽能熱泵系統太

52、陽能配水量及設置方式同定時供水,熱泵水箱設置按最大時段用水量100-120%設置,方法同定時供水系統,熱泵水箱補水方法同不足量系統。太陽能配水量仍按不足量配水70-80L/配水,供水箱及太陽能水箱總容積不宜小于日用水總量100-110%,其它控制同不足量系統。2-C、全天候24小時熱泵太陽能足量系統24小時全天候供水,太陽能足量配水一熱泵組合,方法與不足量系統相同,太陽能系統按50-70kg/配水量配備水箱,冷水補水視水箱情水位情況定量補入,宜采用逐級加熱,熱泵選型同不足量系統。3、太陽能+鍋爐中央熱水系統優化模式3-A、太陽能+鍋爐集中定時供水方式太陽能熱水系統采用兩級太陽能熱水系統串并聯、

53、(水箱)逐級升溫、定時、定溫、定量補充冷水和匹配輔助加熱的優化組合型太陽能中央熱水系統設計方案,根據用水高峰期的最大小時用水量確定供熱水儲熱水箱容積并選擇與之相匹配的輔助加熱設備,并利用太陽能水箱中的部分水箱作為輔助加熱水箱(恒溫供熱水水箱)。冷水從初級太陽能水箱以頂水方式定時、定量補充,從初級至后一級太陽能水箱的連通管按照頂水方式補水和落水方式取水進行設計。日照正常情況下直接通過設在初級太陽能水箱與恒溫水箱連通管上的直流補水泵以定溫、定量控制方式向恒溫水箱補充熱水;日照不足或陰雨天太陽能熱水系統產水溫度達不到供水溫度要求時,則通過設在初級太陽能水箱與輔助加熱設備連通管上的二次加熱泵,以定溫直流方式進行輔助加熱后,定量向恒溫水箱補充熱水。這樣不僅可以達到最大限度地利用太陽能,減少輔助加熱能耗,并可在用水量變化時,系統實現低運行費用下安全可靠供應熱水。原理見附圖A-平板太陽能定時供應熱水系統連接示意圖所示。控制方法定時供水系統1、供水時間前2小時,監測恒溫水箱水溫。T設定溫度不加熱。T設定溫度則循環加熱至設定溫度止。2、供水開始后2小時內,按恒溫水箱是否處于正常水位(正常水位控制線設在滿水位線下300mm),低于正常水位補水,高于則不補水,補水方式有兩種。 太陽能水箱水溫T設定供水溫度,采用定溫放水泵直接補入

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