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方案设计

方案设计

一 、工程概况

1、建设单位:***********************
2、项目名称:***********************
3、项目性质:生活用热、洗浴用热
4、工程概况及设计要求: 
(1)预算平均每天用水人数在100-120人左右,每人每天用水量为:60L;
(2)综上所述,每天总的热水需求量可计算得出:
         120人×60升/天=7200升/天;
(3)方案设计每天满足7吨(7000L/d)的热水供应量。
     主要供给宿舍楼每个洗浴间的生活用水,用水性质为脸盆洗漱及淋浴;
5、依据每天总用水量来配备太阳能集热器、水箱容量及相关配置
⑴太阳能选用非字形集热模块,规格为:φ58*1800*50,共计14组,700支玻璃真空管,安装面积为120平方米,东西方向为12米,南北方向为10米;
⑵水箱选用圆形不锈钢水箱,内板为304不锈钢,外板为201不锈钢,保温层厚度50mm;
⑶辅助热源选用电加热,设定功率为54KW;
6、现场情况描述
⑴太阳能安装在宿舍楼楼顶,屋顶为彩钢夹芯板,倾斜角度约为5-10°,为可上人屋面,但安装太阳能任需增加支架底座,放大落脚点承重面。
⑵考虑到屋顶承重问题,现将保温水箱放置在宿舍楼一楼地面上,并用槽钢托底作为基础。
⑶室内冷热水管道及回水管道,应由专业水电工施工完成,并将管道合理排布至水箱附近,以便对接。

⑷太阳能+电加热系统总用电功率为:56KW,空气能热泵系统总功率为20KW,两者均为三相五线电,甲方需将电源线接至控制柜。

二、太阳能设计数据
(2)上海地区位于东经120°51′-122°12′,北纬30°40′-31°53′;上海属北亚热带季风性气候,四季分明,日照充分,雨量充沛。上海气候温和湿润,春秋较短,冬夏较长。年平均气温18.4℃,日照时数为1960小时,相当于280天的晴天时间,年降水量为在1083.6-1357.1毫米之间;年总辐射量为4571.75MJ/㎡,全年无霜期228天;光照充足非常适合太阳能的利用;
(3)设计指标  根据屋顶实际情况并考虑系统最佳运行状况,系统安装14组“非”
字型横插管规格为MSL-Φ58×1800×50型三高紫金集热器,总集热面积为65m2,安装面积约为120 m2;集热器正常光照的条件下,太阳能热水系统每天能将7吨水从基础水温10℃升高到55℃,不足部分和阴雨天气以及冬季太阳辐照不好时利用空气能热泵设备进行辅助加热,达到设定温度自动停止,智能化控制,全自动运行;
依据每天使用太阳能热水容量为7吨,按照常规洗浴用水温度,需至少将常温水度数提高至55℃:
既 日平均热负荷:
Q =7吨×4.18 (55°- 10°) =1170MJ
1170MJ÷3.7 = 316KWh  
(折合电量 约计316KWh)
采光面积的确定:结合用户实际情况,从技术性能和经济成本两方面考虑,工程采用联箱集热器串并联形式,集热器的总面积可据用户的每日用水量和用水水温确定,按下式:

式中:Ac为直接系统集热器采光面积 ㎡    
QW为日用水量 kg+
    tend为储水箱内水的终止温度 ℃     
Cw水的比热容 KJ/(kg·℃)
    ti为水的初始温度 ℃              
ƒ为太阳能保证率 无因次
       JT为当地春分或秋分所在月集热器受热面上日均辐照量 KJ/㎡
       ηcd为集热器全日集热效率,国标经验值取0.45-0.6;
       ηL为管路及储水箱热损失率,无量纲;国标经验值取0.2-0.25;
计算得:
有效采光面积 Ac =63平方米,设备安装面积约为120平方米。
(4)集热器平均集热效率计算方法:
太阳能集热器产品的国家标准规定,太阳能集热器实测的效率方程可根据实测参数拟合为一次方程和二次方程,无论一次或二次方程均可用于设计计算。
标准中对合格产品相关参数(一次方程中ηo和U)应达到的要求做出了规定,
改规定值:平板集热器ηo≧0.72 U≦6.0W/(㎡.K);
无反射器真空管集热器ηo≧0.62 U≦2.5.0W/(㎡.K)
集热器瞬时效率二次方程:η=ηo-ɑ1Ti-ɑ2G(Ti)2
集热器瞬时效率一次方程:η=ηo-UTi
一个合格真空管集热器经测试得出的效率方程分别为:
一次方程η=0.742-2.480 Ti 
二次方程η=0.743-2.604 Ti-0.003 G(Ti)2
总太阳辐照度G应按下式计算:
            G=Hd/(3.6Sd)

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