太阳能空气源系统节煤量碳排放量等节能量计算和效益分析.doc

1、*环保能源有限公司太阳能热水洗浴工程设计方案设计单位：*科技有限公司联 系 人：*联系电话：设计日期：2018 年 06 月 20 日诚信、高效、创新、共赢-1-目 录一、国家节能形势及项目概况 .21、国家节能形势 .22、项目概况 .3二、技术方案 .41、地理位置及气象参数 .42、运行原理说明 .73、设计计算及说明 .94、主要设备介绍 .134.1、 ZK5818-50联集管式太阳集热器 .134.2、太阳能集热控制系统 .164.3、循环水泵 .16三、项目投资估算 .17四、经济效益分析 .191、年节能量计算 .192、寿命期内太阳能热水系统的总节省费用 .193、回收年限

2、.20五、系统环保效益分析 .211、 节煤量 .212、二氧化碳减排量 .213、二氧化硫及粉尘减排量 .21诚信、高效、创新、共赢-2-一、国家节能形势及 项目概况1、国家节能形势随着全球范围内的能源供应紧缺与环境的日益恶化，以太阳能、地热等为代表的可再生能源，越来越受到人们的关注。可再生能源主要包括水力发电、太阳能、生物能源、风能、地热能、海洋能等。提高能源效率和发展可再生能源已成为全球能源可持续发展的两个重要组成部分。从战略上说，世界最终将转入可再生能源的持续利用。因此，世界各国都十分重视，积 极推动可再生能源技 术的发展。中华人民共和国可再生能源法明确规定：国家鼓励单位和个人安装和使

3、用太阳能热水系统、太阳能供热采暖和制冷系统、太阳能光伏 发电系统等太阳能利用系统。国 务院建设行政主管部门会同国务院有关部门制定太阳能利用系统与建筑结合的技术经济政策和技术规范。房地产开发企业应当根据前款规定的技术规范，在建筑物的设计和施工中， 为太阳能利用提供必备条件。目前我市的能源结构状况与其发展目标及可持续发展战略还很不适应。例如，新能源及可再生能源利用少，能源消费环节浪费比较严重，煤的比例较大且利用技术水平较低；与发达国家相比也存在较大差距，仅相当于发达国家八十年代的水平；从产值能耗来看，目前万元国内生产总值和万元工业增加值的能耗都高于上海等城市及全国平均值，与国际先进水平相比差距更大

4、，因此能源利用水平尚有待提高，节能还有很大潜力，新能源及可再生能源发展的空间很大。中华人民共和国可再生能源法等相关政策法规为太阳能等可再生能源的发展指明了发展方向，本项目的申报 与实施，就是 对上述政策和 规划的贯彻落实。本建设项目采取太阳热水系统，其运行没有任何污染，没有燃烧，没有排烟， 对防止空气污染、保 护环境，实现自然生态平衡方面具有积极的促进作用，是理想的清 洁能源。本项目的实施，符合有关政策的 导向， 为清洁能源在该地区的推广使用提供了一种全新的应用领域，在倡导节能环保的社会主义建设中将起到积极的示范作用。诚信、高效、创新、共赢-3-2、项目概况工程名称：*国际*县环保能源发电项目

5、-宿舍楼及食堂工程地点：山东省临沂市*县建设单位：*环保能源有限公司本建筑单体占地面积 1173.82 平方米，总建筑面积 3709.94 平方米，计算容积率面积3709.94 平方米。建筑层数为地上 5 层，地下 / 层，建筑高度为 18.77 米，室内外高差 300mm。本项目拟安装 20 组 58/1800-50 支横插管型集热器，太阳能集热面积 151.78，可日产热水 10 吨，大大的节省了常 规能源的使用， 节能效果明显。本项目为 1 个系统，太阳能分别安装在综合楼斜屋面上。在阴雨天气，太阳能 热水供应不足时，采用电加热进行 辅助。考 虑到后期能源费 用，建 议采用空气源热泵作为辅

6、助能源，空气源热泵的耗电费用 约为电加热费用的三分之一。诚信、高效、创新、共赢-4-二、技术方案1、地理位置及气象参数1.1、*县地理位置： 北纬 11797，东经 3526。1.2、基础水温：15；冷水计算温度:计算热水系统的耗 热量时，必须决定冷水的计算温度，冷水的计算温度以当地最冷月平均水温资料确定，水温资料时参照下表：分区 地区 地面水温度地下水温度第一分区黑龙江、吉林、内蒙古的全部，辽宁的大部分，河北、山西、陕西偏北部分，宁夏偏东部分 4610第二分区北京、兰州、山东全部，河北、山西、陕西的大部分，河南北部，甘肃、宁夏、辽宁的南部，青海偏东和江苏偏北的一小部分 41015第三分区上海

7、、浙江全部，江西、安徽、江苏的大部分，福建北部，湖南、湖北东部，河南南部 51520第四分区 广东、台湾全部，广西大部分，福建、云南的南部 1015 20第五分区贵州全部，四川、云南的大部分，湖南、湖北的西部，陕西和甘肃秦岭以南的地区，广西偏北的一小部分 715201.3、太阳能辐照量依据国家建筑标准设计图集 06SS128 太阳能集中 热水系统选用与安装中附录一:主要城市各月设计用气象参数中选用。*县当地无气象观测站，以济南的气象资料为参考，作为设计依据。诚信、高效、创新、共赢-5-1.4、集热面及补偿比本项目为斜屋面，屋面倾角为 26角，根据上表查询补偿比为 100%。根据 1.3 和 1

8、.4 表中数据，应选取的年日均辐照量为 15.771MJ/100%=15.771MJ/=15771Kj/。1.5、设计依据1、GB/T18713-2002 太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范2、GB50015-2003 建筑给水排水设计规范3、GB50207-2002 屋面工程质量验收规范4、GB50242-2002 建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范5、GB50303-2002 建筑电气安装工程施工质量验收规范6、GB50364-2005 民用建筑太阳能热水系统应用技术规范7、DGT 32/T08-2005 住宅建筑太阳热水系统一体划设计、安装与验收规程8、GB/T20095-2

9、006 太阳能热水系统性能评定规范9、GB/T 12936-1991 太阳能热利用术语10、GB/T17581-2007 真空管太阳集热器11、GB/T 17049 -2005 全玻璃真空太阳集热管12、03S401 管道和设备保温、防 结露及伴热带12、06SS128 太阳能集中热水器系统选用与安装13、GBJ10-89 钢筋砼设计规范14、GB50009-2001 建筑结构荷载规范15、GB50015-2003 建筑给排水设计规范诚信、高效、创新、共赢-6-16、GB50303-2002 建筑电气工程施工质量验收规范17、L05SJ004 太阳能热水器安装与建筑构造18、GB50345-2

10、004 屋面工程技术规范1.6、太阳热水系统水质要求由于各地的水质情况不同，对于水质较差的地区，使用太阳热水系统时，将 严重影响使用效果，因此，客户在使用太阳热水系统时，其给 水水质必须达到下列指标（参考生活饮用水卫生水标准），方可保 证使用效果。项目 指标 项目 指标总 硬度（ mg/L） 250 溶解氧（mg/L） 10悬 浮物（ mg/L） 5 含油量（mg/L） 5PH 值（25 C） 7 含铁量（mg/L） 0.3若用户的水质达不到上述的要求时，应采取适当的措施，使水质满足要求。注：1、总硬度：表示水中钙盐、 镁盐的总含量。硬度分碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度两种，前者表示水中溶解的重碳酸

11、钙 Ca（HCO3）2 和重碳酸镁 Mg（HCO3）2 的含量，当加热到沸腾时，这些盐分以泥渣状态沉淀出来，所以又称为暂时硬度；后者表示水中溶解的氯化钙 CaCl2、氯化镁 MgCl2、硫酸 镁 MgSO4 及其它钙镁盐的含量，这类盐分沸煮时不易沉淀，又称为永久硬度。这两种硬度总和称为总硬度，硬度 单位用 mg/L。2、悬浮物：悬浮物包括砂子、石子、 铁屑等无机化合物和 动植物有机体的微小碎片纤维或腐烂产物。3、PH 值：用来表示水的酸碱性，PH7 时，水 为中性；PH7 时，水为碱性。4、含氧量：表示水中氧的含量，用 mg/L 表示。5、氧气腐蚀：氧是强烈的阴极去极化剂，能吸收阴极电子形成氢

12、氧离子 OH ，因而使腐蚀过程加剧。6、含油量：表示水中油的含量，用 mg/L 表示。7、含铁量：表水水总铁离子的含量，用 mg/L 表示。8、氧化铁垢：当水中含铁量过高时，会 产生氧化铁垢，主要成分为铁的氧化物，这水垢通常外表面为咖啡色，内层为 灰色而垢下则有少量的白色盐类。诚信、高效、创新、共赢-7-2、运行原理说明系统原理图：图为系统原理示意图，不表示实际连接方式。运行原理说明系统运行原理说明： （1）集热温差循环：当集热器温度 T1 与集热水箱中的水温 T2 温差8（默认值，可调）时，集热循环泵 P1 启动，将集热器中热水打进集热水箱中，当两者温差2（默认值，可调）时，循环泵 P1 停

13、止；通过不断循环将集热水箱内水温提高。（2）集热管路防冻循环：冬季当集热管路 T3 中温度低于 5（默认值，可调），集热循环泵 P1 开启进行循环，当集热器管路内水温升高至 10（默认值，可调）时，循环泵 P1 停止。（3）低水位补水：为保证水箱内有足够热水供应，当水箱的水位2 水位（默认值，可调），补水电磁阀 DCF1 启动对水箱补水，当水箱水满停止补水；（4）热水供水：采用热水变频增压泵，当用水时，热水增压泵 P2 启动进行增压，并根据淋浴喷头打开的多少自动调节转速，保持热水管道压力恒定。（5）管道循环、即开即热：当管道回水温度低于设定温度（如 40 度），回水电磁阀 DCF2 打开，热水

14、增压泵 P2 启动，达到使用温度，电磁阀 DCF2 关闭，增压泵 P2 停止，实现打开即出热水。诚信、高效、创新、共赢-8-（6）防结垢措施：热水在高温时容易形成水垢，在冷水补水端加装硅磷晶水处理器，阻止系统结垢。（7）辅助加热：当水箱温度低于设定温度 5（默认值 45，可调）时，水箱内的电加热启动进行加热，当温度达到设定使用温度，电加热停止。考虑到后期辅助电加热运行电费情况，建议采用空气源热泵作为辅助，控制如下：当水箱温度低于设定温度 5（默认值 45，可调）时，空气源循环泵 P3 启动进行循环，同时热泵机组进行辅助加热；当达到设定恒定温度停止加热。P3 停止循环。诚信、高效、创新、共赢-9

15、-3、设计计算及说明3.1、集热系统集热面积计算公式：)1(LcdTienwcJftCQA式中：直接系 统集热器采光面积，；cA日均用水量，10000kg；wQ储水箱内水的平均终止温度（用水温度）， 50；endt水的定 压比热容，4.18KJ/（）；wC 水的初始温度，15；it当地集热器采光面上的年平均日太阳辐照量，15771KJ/ ；tJ太阳能保证率，根据系 统使用期内的太阳辐照、楼顶可供安装面积等因素综合考虑f后确定，70；集热器全日集热效率，在此工况下 为 0.52；cd管路及储水箱热损失率，无量 纲，此 处取 0.15。 L经计算，日产 10 吨热水所需太阳能集热面积为 146.91。系统安装 ZK58/1800-50 联 集管式太阳集热器 20 组（每组集热器含 50 支581800mm真空管、面积为 7.589），集热面积 151.78，可满 足 146.91的集热面积要求。系统在晴好天气可产生 50的热水 10 吨，阴雨天气热水不足部分由电加热提供。3.2、温差循环泵的型号的选定1）、集热循环设计流量根据我公司集热器性能及系统设计工况计算，在循环温差为 10时，每平米集热器的循环流量为 0.017 L/(s)。对于太阳热水系统，集热循环管路为闭合回路， 则管道计算流量为循环流量，按下列公式计算： sQAq式中：q循环流量，L/h;