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经典案例|寒冷地区农村太阳能采暖及热水系统分析

摘要本系统主要对高冷农村地区多层建筑(含4层及以下)太阳能空气采暖及生活热水进行设计。 关键词太阳能空气集热系统、串并联式真空管集热器、储热换热水箱、末端风盘式供暖、辅助电加热、智能控制
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一、项目概况项目名称:张家口涿鹿县大河南镇扶贫生态农业多功能区采暖及热水供应项目项目地址:张家口市涿鹿县大河南镇建筑面积:1188㎡ 二、设计资料1、项目基本情况本项目办公区、宿舍、餐厅等区域冬季24小时提供采暖,一年四季24小时供应生活热水,采用太阳能空气采暖+电辅助加热方式。2、供暖面积:1188㎡,采暖设计温度18℃~22℃。3、地理位置及气象参数:张家口地区属于太阳能资源丰富的二类区域,张家口涿鹿县(地理坐标:北纬40°39′,东经115°31′),属温带大陆性季风气候,冬季寒冷,全年平均气温为10.4℃,年平均风速为2.3m/s,年平均总辐照量:5600MJ/㎡,年平均日照时数:2900h。 三、主要设备技术参数1、集热器规格参数真空管采用高硼硅3.3玻璃,有效抗击高温,真空度不低于5×10-3Pa,对阳光有很高的吸收率(a≥94%),真空管内置串联系统。集热联箱内胆采用SUS304-2B食品级不锈钢材料,厚度不小于0.41mm,联箱保温层材料为聚氨酯,在恒温下,机械发泡一次成型,厚度≥50mm,外壳材料为≥0.5mm的镀铝锌板喷塑。2、储热换热水箱技术参数采用立式平底平顶保温水箱,内胆304#外壳201#不锈钢板材,保温层为聚氨酯发泡,热损耗小,保温效果好。3、辅助电加热技术参数风道使用电加热管功率为60kW,水箱内电加热管功率为18kW(为2支9kW不锈钢加热管)。 四、系统设计方案太阳能空气采暖系统,集热器、储热换热水箱屋面安装,串并联式真空管集热器+储热换热水箱+电辅助加热装置,末端采用风盘式供暖,安装智能控制系统。1、集热器集热器在建筑屋面南北多排串并联式排列安装,系统中采用38组集热器(每组集热器φ58-1800-50)。2、储热换热水箱太阳能储热换热水箱设计容量与集热器集热配比合理(以实际用水量为参数),本系统水箱容量为4吨(尺寸:φ1690mm*2350mm),储热换热水箱储能保证全天24小时取暖需求,不足部分由低谷电力提供电辅助。3、管道系统为空气采暖,管道设计按照风道规格参数计算,主管道风道尺寸为500*300mm,支管道风道尺寸为300mm*120mm;主风机采用离心风机,功率为2kW~3kW;末端为风盘,(电动风口尺寸:300mm*120mm)4、智能控制系统系统自控柜全智能自动控制,优先使用太阳能日有用得热量。太阳能不足时启动电辅助加热系统,保持供热水箱出口温度恒定。系统数字模糊控制:定时定温,防冻和过热保护,自动补水,室温自动控制,电磁阀、控制阀、传感器、排气阀、安全阀、风机等控制元件开机自检。 五、项目系统设计图
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六、项目效益分析1、太阳能空气采暖+电辅助春、夏、秋产生4吨热水系统运行费用及产生的热能:(按200天计算)太阳能系统运行费用:1.5kW×8小时×0.55元×200天=1320元将1吨冷水从15℃加热到45℃所需要的热量计算公式:Q=1000公斤×(45℃~15℃)×1千卡/公斤/℃=30000千卡。使用电加热水,电能耗费用明细:每度电产生的最大热量是Q=860千卡/度;1吨水的耗电量:30000千卡÷860千卡/度=34.9度;4吨水的耗电量:34.9度×4=139.6度200天所需费用:139.6度×0.55元/度×200天=15356元。综上所述,春、夏、秋使用太阳能供生活用热水,节约电能25520度,节约费用14036元。冬季采暖系统运行费用:该地区每年采暖期165天,按照15天雨雪阴天,(电价按居民用电,峰谷电价为0.55元和0.3元)计算:风机运行费用:(按每天12小时计算)3kW×12小时×165天×0.55元=3267元低谷电辅加热每天5小时运行费用:60kW×5小时×0.3×150天=13500元雨雪阴天天气情况下全天运行电辅助加热,每天运行费用(按照0:00 ~12:00):太阳能空气供暖:(60kW×5小时×0.55 +60kW×8小时×0.3)×15天=4635元生活用水:18kW×5小时×0.3×15天=405元一个采暖季耗费电量63990kW·h整个采暖期运行费用:3267+13500+4635+405=21807元2、储热式电锅炉系统采暖运行费用约10万元,耗费电量257400kW·h。3、社会效益分析:(同储热式电锅炉系统对比)每年减少燃煤65吨,减排二氧化碳162吨,减少粉尘44吨。每年节约电能193410kW·h。 七、项目设计特点“太阳能空气采暖+电热辅助”系统解决的问题:1、煤改电(气):空气源热泵运行费用高;燃气供应区域局限性;2、国家发明专利非承压串联式真空管集热器,有效(93%以上)将摄取的能量释放利用;3、克服高寒地区室外防冻问题,以及户外水系统漏水时对建筑屋面保温和防水层巨大的破坏;4、系统末端采用空气供暖,不用再改造原有暖气片供暖系统需要的重新铺设地暖系统费用,直接联接原有系统即可;5、投资少,系统运行费用低、稳定,售后维护简单;6、增强型系统,可在系统中增加相变储热材料,更加均衡释放能量,充分对接低谷电力,节约运行费用。 沙龙365登入
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  1. flowerbook 2017-11-10 15:57:41
    很专业的资料,谢谢分享 沙龙365登入
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  2. lantianyi 2017-11-13 10:17:46
    是风系统,不是水系统?没太看明白呢 沙龙365登入
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  3. duanjjxj 2017-11-13 12:06:53
    谢谢分享!!! 沙龙365登入
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  4. 丛林突击 2017-11-13 21:15:03
    谢谢楼主分享。 沙龙365登入
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  5. jws6805 2017-11-13 21:21:27
    很专业的资料,谢谢分享 沙龙365登入
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  6. 斯人12121 2017-11-14 07:58:37
    谢谢楼主分享!好资料! 沙龙365登入
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  7. luochongchong 2017-11-14 08:18:23
    谢谢楼主分享。 沙龙365登入
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  8. tyykyzy 2017-11-14 09:11:55
    谢谢楼主的资料 沙龙365登入
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  9. 陈小宝最帅 2017-11-14 09:21:14
    很实用啊,感谢楼主分享。 沙龙365登入
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  10. 冰糖银耳羹 2017-11-14 11:20:51
    很专业、很详实的资料,谢谢楼主分享 沙龙365登入
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