平板集热器边框组框机(太阳能资讯：南方科技大学安置房高层太阳能热水项目案例简析)

Posted 2023-05-25

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平板集热器边框组框机(太阳能资讯：南方科技大学安置房高层太阳能热水项目案例简析)

摘要：本文简要介绍了南方科技大学安置房高层太阳能热水项目，该项目主要由太阳能热水系统提供热水，燃气作为辅助能源。项目施工中采用了高层太阳能热水系统组合技术、太阳能与屋面建筑花架结合技术、热水不锈钢管卡压件施工技术、高层外墙立管施工技术，有其独特性。关键词：高层太阳能系统组合技术太阳能与屋面建筑花架结合技术 1 工程概况南方科技大学安置房项目位于广东省深圳市南山区西丽镇塘朗社区，一期、二期总共由17栋17~32层高建筑组成。图1 实际安装效果图一期分为自住型和出租型住宅。一期自住型住宅共11栋，总建筑面积307680m2，其中安置村民自住型住宅114787.83m2，建筑层数17~18层（除3号楼17层外，其他楼栋均为18层），均为一梯两户单元式组合板式住宅。除10号楼为三个单元拼接外，其余均为两个单元拼接而成。一期出租型小户型住宅2栋高层，建筑层数：1号楼23层，2号楼24层。均为内廊式住宅，标准层户数较多，每层16户。二期共6栋，均为出租型小户型住宅。12号楼32层，13~17号楼五栋为31层，12~14号楼标准层每层20户，15~17号楼标准层每层14户，均为内廊式住宅。各栋户数、人数统计见表1。表1 各栋户数、人数统计楼号居住户数/户居住人数/人135279223688283641284~9、11各栋681281010220412600142613、14各栋580各栋138015、16、17各栋406各栋9861743409992依据以上特点，最终确定一期安装太阳能集热面积3272m2，热水管道及保温管42000m，二期安装太阳能集热面积3816m2，热水管道及保温管69000m。2 设计依据2.1气候参数深圳市地处南海之滨，珠三角沿海，属南副热带季风气候，长夏短冬，夏无酷暑，冬无严寒，阳光充足，气候宜人，雨量丰沛。图3为深圳市月太阳辐射总量，表2为深圳市太阳能总辐射量的季节变化。图2深圳市月太阳辐射总量表2 深圳市太阳能总辐射量的季节变化（单位：MJ/m2）年太阳总辐射量3～5月份6～8月份9～11月份12月～次年2月辐射量占全年％辐射量占全年％辐射量占全年％辐射量占全年％52251182.922.61561.329.91436.827.51043.720深圳太阳年辐射总量为5225MJ/m2, 年日照时数1975.0h，年日照百分率达47%，属太阳能资源较丰富地区。5～9月份太阳辐射总量占全年的48％，7月份日照总量最大，月总辐射量588.6 MJ/m2， 2月份日照总量最小，月总辐射量293.4 MJ/m2。全年太阳辐射分布比较均匀，冬季略小。2.2太阳能热水系统设计方案从以上深圳市降水、气温、风速、日照分析可知。深圳市年降雨日140d，大多出现在3～9月，其间各月多于10d，6月最多，达到18.8d，11、12月为5d。年暴雨日约9d，除1月外，其余各月均可能出现暴雨。但5～9月份降雨多为短时阵雨，全年有近310d可利用太阳能。综上可知，太阳能辐射量随季节变化各有不同。同时太阳能集热器吸收太阳能辐射以水平方位的辐射量最大，因此理论上应以楼面花架上安装太阳能集热器为主。3 系统设计及特点3.1 太阳能平板集热器3.1.1太阳能集热器特点1.承压型集热器板芯流道采用全紫铜，清洁卫生，承压性能好，用途广泛不受地理环境和安装条件的限制；铝带表面太阳能吸收涂层性能良好；2.采用铜铝复合镀镍铬太阳能吸收涂层，吸收率94%；其内部由优质铜管及铜铝复合构成，焊接工艺先进，具有抗霜冻、抗结冰、耐高温、耐腐蚀、无故障、使用寿命长等优点；3.集热器盖板采用布纹钢化玻璃盖板，透光率高，严寒天气下抗冰雹冲击，且保温及防冻效果好，有效避免原系统集热器出现大面积漏水及破损现象的发生。4.涂层耐热性较强：一般的集热器空晒185度的温度不影响其性质和质量;材料和涂层的耐侯性强、寿命较长：吸热铝带经阳极化处理有较强的耐腐性能，类似建筑用铝合金，可以满足一般使用要求，通常使用寿命超过25年；5.晴天日产水量达90kg/m2~100kg/m2。3.1.2太阳能集热器主要技术参数（见表3）表3 太阳能集热器主要技术参数项目技术参数规格尺寸/mm2000×1000采光面积/m22集热器板芯高效铜铝复合镀镍铬集热板芯边框古铜色铝合金边框集热器保温玻璃棉保温集热器盖板优质强化玻璃集热器底衬板热镀锌底板连接件板间采用软性铜连接件，接管采用铜连接件，专用铜封头3.2设计方案3.2.1构架层太阳能集热器安装平面图（见图3）图3 构架层太阳能集热器平面图3.2.2构架层太阳能支架平面图（见图4）图4 构架层太阳能支架平面图3.2.3太阳能及燃气辅助系统设计（见图5）图5 太阳能及燃气辅助系统设计太阳能热水系统及燃气辅助控制原理：1.太阳能循环泵温差控制: 当T2-T1＞7℃，强制循环泵启动；当T2-T1＜2℃强制循环泵停止；保温贮热水箱温度当超过60℃时，强制循环泵停止。2.加压回水泵控制：受流量及水箱温度控制，当水箱温度T3≥40℃，加压回水泵启动；当水箱温度T3＜40℃时，加压回水泵不启动；同时受水位保护：当水位低于最低保护水位时，加压供水泵不运行。3.回水电磁阀的控制；当T3≥40℃且T3-T4=5℃（可调）时，回水电磁阀开启；当T3＜40℃或T3-T4=2℃（可调）时，回水电磁阀关闭；4.补冷水电磁阀控制：受时间及保温贮热水箱内水位控制，在08:00～18:00(可调)时间段内当水位低于S2时，冷水电磁阀开启，当水位达到S3时，冷水电磁阀关闭；其余时间段内不补进冷水。5.户内热水器具备恒温、水压（或水流）启动功能。6.太阳能热水系统生产的热水贮存在保温水箱内，辅助加热利用各住户的恒温燃气热水器，恒温燃气热水器自动检测进入燃气热水器的水温与设定温度的差额，自动调节燃气比例阀的大小，从而最大程度的优先利用太阳能热水，恒温温度可以任意设定。7.系统具备自动控制及手动切换功能；8.系统采用可编程微电脑控制。3.3屋面太阳能集热系统管道、外墙热水管道设计屋面太阳能集热系统管道、外墙热水管道均采用采用卡压式不锈钢管。楼高33层，管材管件自然公称最大压力即达到1MPa。在不锈钢卡压式管安装中，既按照GB/T 19228.1、GB/T 19228.2、GB/19228.3的规范要求严格施工，又为高层施工作了一个好示范，积累了经验。3.4 太阳能热水系统特点1.用水终端24h供水温度55℃~60℃，稳定可靠。2.因以整栋楼为单位，能有效节约能源，综合系统造价低廉。3.开式供热水系统，安装变频供水装置，保证供热水压力稳定性，可以保持供水管网压力稳定。4.燃气作辅助能源，减少每户预留电热水器的配电量，从而降低小区电力变配电设备和线路投资。5.每户可设置热水表，便于计量及物业管理。6.深圳属夏热冬暖地区，本项目案大规模推广运用太阳能热水系统，为此类地区推广积累了经验。全年大多数晴天时间里平板太阳能集热器采热，只有少量阴天时间由燃气辅助。这种太阳能系统+分户燃气辅助系统搭配，实现最好的投资效果，达到最大节能效益。采用高品质高效率平板集热器及优化系统设计后太阳能与辅助加热设备贡献热水量的百分比为：太阳能产水量比例达67%，而燃气在阴雨天辅助加热的比例达24%。4 经济效益分析表4为太阳能配燃气与其他系统能耗费用对比对比项目电锅炉空气源热泵常压燃气热水机组太阳能配电加热太阳能配燃气能效比/%9541088490648能耗单价0.8元/(kW·h)0.8元/(kW·h)16.4元/Nm30.8元/(kW·h)16.4元/Nm3单日能耗费/(元/t)3911.829.8阴雨天39阴雨天29.8能耗天数/d3653653659090年运行费用/元1423543071087735212690年均每吨水运行费用/(元/t)3911.829.811.949.12设备寿命/a510~158~102020年设备维护费/元约5000约2000约2000约1500约1500安全性较安全安全安全安全安全一次性投资低较低较低较高较高5 总结此项目建成后，平板太阳能集热面积达到6800m2，每天可满足1万人热水需求，同时具有可观的环保效益和经济效益，每年可节省标煤3300t，减排二氧化碳8250t，其可观的环保效益助推了国家节能减排政策的实行，对政府安置房工程具有极大的适用性，也为其他高层热水系统安装方式提供了参考。更多资讯请关注太阳能产业资讯官微获取。