雙能合并：全數(shù)據(jù)詳解某800人宿舍空氣能+太陽能熱水系統(tǒng)安裝工程
深圳某公司宿舍住有員工800人。該系統(tǒng)以太陽能作為宿舍24小時供應(yīng)生活熱水的主要熱源，以空氣能熱泵機(jī)組為輔助加熱。經(jīng)兩年運(yùn)行表明：熱水系統(tǒng)T程采用太陽能+熱泵熱水系統(tǒng)具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益．是環(huán)保節(jié)能的最佳選擇。
一、太陽能熱水系統(tǒng)項(xiàng)目說明
深圳某公司宿舍太陽能+空氣能熱泵供熱水系統(tǒng)是一棟7層建筑，建筑面積為11,368m2，總建筑高度22.3m，住有員工800人。該系統(tǒng)以太陽能作為宿舍24小時供應(yīng)生活熱水的主要熱源，以空氣能熱泵機(jī)組為輔助加熱，當(dāng)太陽能不足時，以空氣能熱泵熱水機(jī)組作輔助加熱。
一）項(xiàng)目基本情況如下
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項(xiàng)目共供800人使用熱水,人均日用熱水量（淋浴）60L,共需熱水48,000L。
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太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)：每天不定時供應(yīng)45℃～55℃熱水48,000L。
二）設(shè)計參數(shù)
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熱水用水標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)《建筑給排水設(shè)計規(guī)范》GB50015－2003的熱水用水定額，按60L/人·d計算。
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供水溫度
設(shè)計熱水溫度50℃，冷水年平均計算水溫22℃。
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水源及水質(zhì)
水源由城市自來水管網(wǎng)供給，水質(zhì)符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。
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全年日平均太陽輻照度為13.74MJ/m2
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太陽能日平均熱效率55%
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全年平均進(jìn)水溫度22℃
每噸水所需的集熱面積A為：
A =4.18 kJ/kg·℃ × 1000 kg ×（50-22）℃÷13740 kJ/ m2÷ 0.55≈15m2
三）設(shè)備選型
根據(jù)計算情況，選用144組全玻璃真空集熱管太陽能集熱器。該型集熱器的主要參數(shù)如下：每組真空管數(shù)量為50支，真空管規(guī)格為φ47×1500mm。每組集熱面積為5m2，占地面積約為6m2，即每噸水3組。所需集熱器數(shù)量：48×3=144（組）。
四）系統(tǒng)設(shè)計
1、系統(tǒng)運(yùn)行原理（全自動運(yùn)行）
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系統(tǒng)的進(jìn)冷水控制
定時、定水位進(jìn)水：太陽能中央熱水系統(tǒng)進(jìn)冷水采用時間和上、下限液位（雙液位）裝置控制進(jìn)水，即每天早上7:30分前系統(tǒng)必須進(jìn)冷水，水箱液位到達(dá)上限時，系統(tǒng)停止進(jìn)水，在使用熱水過程中，水箱液位低至下限時，系統(tǒng)自動補(bǔ)水，補(bǔ)水至液位上限時，系統(tǒng)停止進(jìn)水。
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溫差強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)控制
本套太陽能系統(tǒng)集熱循環(huán)方式為溫差式強(qiáng)制循環(huán)（與傳統(tǒng)的自然循環(huán)方式對比；熱效率可提高15%），溫差強(qiáng)制循環(huán)加熱系統(tǒng)由微電腦控制，采用可編程定溫差進(jìn)行交換加熱，其工作原理為：在溫差器上編程設(shè)定工作溫差（+5℃），即當(dāng)集熱器的水溫高出保溫水箱水溫5℃時，集熱循環(huán)泵啟動運(yùn)行，把水箱底部的低溫水輸送到集熱器加熱，而集熱器的高溫水被泵回水箱里，在交換過程中溫差回復(fù)到2℃時，循環(huán)泵停止工作。
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系統(tǒng)的出熱水控制
太陽能中央熱水系統(tǒng)的熱水在集中加熱水箱中經(jīng)輔助加熱設(shè)備檢測水溫后采用全天開放。為保證各用水點(diǎn)熱水質(zhì)量，系統(tǒng)熱水管網(wǎng)配置了自動回水裝置。
2、輔助加熱系統(tǒng)的設(shè)計
為保證陰雨天氣時太陽能生產(chǎn)的水溫達(dá)不到要求時能正常供應(yīng)熱水，太陽能中央熱水系統(tǒng)采用空氣能熱泵熱水機(jī)作輔助加熱器，輔助加熱由微電腦控制，具有可編程定時、定溫全自動運(yùn)行功能,具有缺水保護(hù)和超溫保護(hù)功能，具有故障自檢功能
工作原理：在設(shè)定時間如15：00保溫水箱的水溫未達(dá)到設(shè)定下限值45℃時，系統(tǒng)啟動熱泵加熱，在運(yùn)行過程中，保溫水箱水溫升高到上限溫度值55℃時，系統(tǒng)的熱泵停止運(yùn)行；在運(yùn)行過程中，在供熱水時間內(nèi)，輔助加熱熱泵處于待命狀態(tài)，以保證供水溫度的穩(wěn)定性。
3、供熱水系統(tǒng)
集熱器、水箱、熱泵機(jī)組等所有設(shè)備在樓面上，每間宿舍一套獨(dú)立的淋浴具。系統(tǒng)的冷水進(jìn)水管及供熱水管道均設(shè)置在管道井內(nèi)。所有的室內(nèi)熱水系統(tǒng)及其保溫均由設(shè)計院設(shè)計。每間宿舍一套獨(dú)立的洗浴系統(tǒng)，控制簡單，管理、維護(hù)方便。
五）保溫技術(shù)
1、保溫材料的選用：系統(tǒng)的回水管、供熱水管以及太陽能真空管集熱器的上下循環(huán)管均采用橡塑保溫材料保溫，所有的管道保溫厚度為40mm，水箱內(nèi)膽采用食品級SUS304不銹鋼板，外殼采用SUS202B不銹鋼板，內(nèi)膽與外殼之間采用環(huán)戊烷HCF141B聚氨酯整體發(fā)泡，發(fā)泡保溫層厚度為60mm。
2、保溫的方式：管材采用SUS304不銹鋼，駁接處采用氬弧焊接，采用橡塑保溫材料保溫，厚度為40mm，扎防曬扎帶后外層采用0.4mm鋁板扣接保護(hù)。
六）性能論述
目前國內(nèi)使用的太陽能集熱器主導(dǎo)產(chǎn)品為真空管集熱器，技術(shù)參數(shù)為：
七）系統(tǒng)配置主件
表1 主體工程
八）太陽能熱水系統(tǒng)照片
二、空氣能熱泵熱水系統(tǒng)項(xiàng)目說明
一）項(xiàng)目基本情況如下
按照廣東歷年氣象資料統(tǒng)計，平均每年有290天為太陽能采光良好天氣，即有75天需要輔助加熱。
1、熱水總供應(yīng)需求量：48噸55℃熱水
2、取用數(shù)值指標(biāo)
1）室外環(huán)境溫度：夏季32℃，過度季24℃，冬季12℃，全年平均氣溫：22℃，冬季最低氣溫7℃；
2）冷水溫度：夏季28℃，過度季18℃，冬季12℃，全年平均水溫：22℃，冬季最低水溫10℃，全天候供熱水，24小時有熱水供應(yīng)。
3、機(jī)組選型
1）日用熱負(fù)荷：
根據(jù)公式：Q熱= c×m×△T
注明：（按進(jìn)水溫度15℃，出水溫度55℃計算）Q熱:熱負(fù)荷（kcal），c:水的比熱（1kcal/㎏·℃）；m:日用水總量（㎏）；△T:水溫差，水溫度-進(jìn)水溫度（℃）
系統(tǒng)日用熱負(fù)荷：Q熱=1×48,000×（55℃-15℃）=1,920,000kcal，以上耗熱負(fù)荷按滿足冬天最低補(bǔ)水溫度15℃所耗熱量計算。
根據(jù)系統(tǒng)需求日用熱負(fù)荷和單臺產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)。工程熱水系統(tǒng)需配制熱泵主機(jī)如下：
換算單位：1kcal=1.163×103kJ
系統(tǒng)：（1,920,000×1.163×1 0-3）/（11kw×3.6×9小時） ≈ARG-12S 6臺；
系統(tǒng)為保證正常安全地供應(yīng)熱水，計劃主機(jī)按每天工作9小時計算，系統(tǒng)保證24時供熱水，需采用六臺主機(jī)（參數(shù)見表2）。
二）空氣能熱泵熱水機(jī)技術(shù)性能參數(shù)
表2 空氣能熱泵熱水機(jī)主要技術(shù)性能參數(shù)
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型號
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額定制熱水量
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額定功率
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額定電流
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最大功率
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最大電流
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額定水溫
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最高水溫
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注：本技術(shù)參數(shù)是在名義工況:室外干球溫度20℃，進(jìn)水溫度為15℃，出水溫度為55℃下測得。
產(chǎn)品特點(diǎn)：
1、工程安裝簡便，運(yùn)行及維護(hù)成本低廉。
2、一體式設(shè)計，機(jī)組運(yùn)行更穩(wěn)定。
3、具有斷電自動記憶功能，來電后自動啟動機(jī)組運(yùn)行，無需專人開關(guān)機(jī)。
4、在環(huán)境溫度較低時，微電腦自動啟動化霜功能。
5、循環(huán)式空氣能熱水器的機(jī)組與水箱通過管道和水泵循環(huán)，讓水在系統(tǒng)中循環(huán)加熱，并儲存在保溫水箱里，不同需求時使用，如工廠宿舍、酒店、賓館、桑拿、沐足、學(xué)校浴室等場所。
工作原理:
1、空氣能熱泵熱水器通電，低水位斷開時，補(bǔ)水電磁閥工作。冷水經(jīng)過主機(jī)想蓄熱水箱溫度低于設(shè)定補(bǔ)水溫度3度，補(bǔ)水電磁閥關(guān)閉。循 環(huán)水泵啟動，主機(jī)啟動循環(huán)加熱。
2、低水位接通，蓄熱水箱溫度高于設(shè)定補(bǔ)水溫度3度時補(bǔ)水電磁閥打開工作，蓄水箱溫度不到水箱設(shè)定溫度值時空氣能熱泵熱水機(jī)繼續(xù)工 作。
3、當(dāng)蓄熱水箱中的水位低于水位時，空氣能熱泵熱水機(jī)停止工作，補(bǔ)水電磁閥打開向蓄熱水箱中補(bǔ)水。
4、當(dāng)蓄熱水箱中的水到設(shè)定高水位時，水箱溫度到了設(shè)定的溫度值時，空氣能熱泵熱水機(jī)停止工作。
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