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【经典案例】多能供暖系统靖江滨江花园酒店应用案例
太阳能产业资讯网 2018-03-28 17:50:46 分享至: 阅读:364 评论:0
[摘要]本文以靖江市滨江花园酒店多能源供暖解决方案为例(包含天然气设备系统、空气源热泵系统、太阳能系统),就该项目的概况、当地气候条件与环境、设计参数与设备选型等进行了介绍,并且详细分析了系统的设计原理及独特性,为多能源热水系统解决方案在全世界范围内的推广提供了设计依据,对于加强国际间的合作往来有着重大的意义。

摘要:本文以靖江市滨江花园酒店多能源供暖解决方案为例(包含天然气设备系统、空气源热泵系统、太阳能系统),就该项目的概况、当地气候条件与环境、设计参数与设备选型等进行了介绍,并且详细分析了系统的设计原理及独特性,为多能源热水系统解决方案在全世界范围内的推广提供了设计依据,对于加强国际间的合作往来有着重大的意义。

关键词:观能 多能源 节能减排 商用燃气热水设备 承压式太阳能系统

1项目概况及要求

本项目位于江苏省靖江市。系统为观能商用燃气热水系统、太阳能系统与空气源热泵的组合系统替换原先的传统锅炉,为酒店恒温泳池服务。

靖江市,简称“靖”,位于中国华东,江苏省长江下游北岸,襟江近海,东、西、南三面临江,南至东南与江阴、张家港隔江相望,东与如皋相邻,西北与泰兴相连,是江苏新兴的港口工业城市,拥有优质长江岸线54公里,水陆交通便利。靖江的地理位置“扼江海门户,捍卫全吴”,因此叫做“靖江”,“靖”是安定太平的意思,“江”是因为它濒临长江,指靖江是一座江边城邑。


靖江市滨江花园酒店南临长江,配有餐饮、客房、健身房、SPA等优质服务。本案例解析主要介绍酒店的恒温泳池的热源改造工程:温水游泳池体积约360立方米,另有男女淋浴共11个花洒,还有35个娱乐场所的客房,每个房间都有一个淋浴花洒。

改造前使用的是2台0.7KW的大型燃气锅炉,该设备是一用一备,备用设备无形地增加了整体设备的购置成本,另外,为了保证使用安全,酒店专门配备了3名司炉工换班看守。

原燃气锅炉使用不到5年,能耗较大,而且已经不能快速满足恒温泳池的供水需求,因此酒店方在设备改造的时候,业主方要求使用模块化的燃气供热设备,但运营方却强烈要求同时使用太阳能、空气能、模块化燃气设备。   

因此改造后使用观能商用热水系统与太阳能热水系统、空气源热泵系统,用于替换原先的泳池加热锅炉。由5台观能商用燃气热水设备+440平米集热器+1台空气源热泵组成的串联系统。观能商用燃气热水系统摆放在地面一层的泳池设备房内,自带搪瓷储热水箱。440平米的集热器摆放在主楼屋顶上,太阳能系统、空气源热泵、观能商用燃气热水系统串联,太阳能系统无需另外的水箱。冷水源为市政给水。本系统综合考虑系统的工作特性等实际因素,采用间接换热的形式加热水,利用太阳能设备吸收太阳热量,将该热量传递给观能商用设备水箱中的水,即一次水加热,该温度设计为60℃;一次水作为热源,经过观能商用燃气设备,再通过板式换热器将热量传递给泳池中的水,该温度设计为25-28℃;,当太阳能不足时采用空气源热泵进行辅助加热,观能商用热水系统在检测到入水热水温度低于设定温度时,系统启动加热,确保热水出水温度保持在60度左右。

2当地气候条件与环境

靖江位于下扬子三角洲苏北平原地带,构造上属四级构造单元的下扬子台褶带的次一级构造单元──江阴、常熟穹断褶束的一部分。境内有一独立丘陵──孤山,余皆为长江三角洲冲积平原。 地势平坦,以横港为界, 南低北高,多在黄海高程2.5~4.5米。靖江地处亚热带湿润气候区,由于受季风环流势力的影响,具有明显的海洋性、季风性和过渡性气候特点,夏季炎热多雨,冬季冷寒少雨,春秋冷暖、干湿多变,具有低湿连阴雨,台风暴雨、干旱、大风、寒潮、冰雹等灾害性天气。年平均气温在15.4℃,年日照时间长达1980小时,年平均降水量1119.5毫米,年平均降水日数123天,年平均无霜期240多天。

3 设计依据

1.《建筑给水排水设计规范》 GB50015-2003

2.《太阳能热利用术语》GB/T12936-1991

3.《真空管太阳集热器》GB/T17581-1998

4.《太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范》GB/T18713-2002

5.《建筑结构荷载规范》GB50009-2001

6.《钢结构设计规范》GB50017-2003

7.《低压配电设计规范》GB50054-1995

8.《家用和类似用途电器的安全通用要求》GB4706.1-1998

9.《设备及管道保温技术通则》GB4272-92

10.《建筑物防雷设计规范》GB50057-94

11.《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》GB50364-2005

4 设计参数和设备选型

4.1观能商用热水系统设计选型:

4.1.1、淋浴花洒热负荷计算:



4.1.3、游泳池池水恒温热负荷计算:

游泳池池水因水面蒸发,水面传导,池底和池壁传导而不断损失热量,因人们在游泳池内活动,会损失一部分池水,必须不断补充,而补充水需加热,需要补充一部分热量;以上这一些损失的热量,都需要不断补充,才能维持池水保持恒定的温度。

当游泳池池水水温为28℃,室内工况日平均环境温度为25℃时,查相关设计资料知,每平方米的池水散热量为0.476kw/m2·h游泳池的面积约为360÷1.2水深=300平方米。则:

Qg=300m2×0.476kW/m2·h =143kW/h

说明:游泳池的恒温加热与花洒的使用有可能是同时启动的,因此这部分的最小功率为:

143kW+280kW=423kW  

 设计结果分析:1、酒店需要的热量分别为:①温水游泳池初次加热;②恒温补充加热;③游泳后的花洒淋浴;④娱乐客房的生活用水;上述4个热源需求中①与②③④基本错开运行,因此只需要一套热源设备。选择这二者中热负荷较高的一个即可。

① 温水游泳池初次加热——267kW

② 恒温补充加热+③游泳后的花洒淋浴+④娱乐客房的生活用水——423kW

结论:共选用423kW一套热源设备。

根据观能商用热水设备的特点,423kW的热源,可选用5套GCWS-DP2-40N-440室内型的燃气商用热水系统作为热源设备即可。单套热源设备的功率为80kW,合计为400kW。

4.2太阳能+空气源热泵系统设计选型


根据现场实际情况,共安装LPC2000×1000型集热器220组,总集热面积为440

m2

主要设备配置表:


5 系统设计原理


系统原理说明

给排水图列:


使用说明:

在上图中,蓝色虚线部分,是太阳能机组和热泵机组串联连接组成的节能系统;

黄色虚线部分是由节能燃气设备组成的辅助加热系统,其余的是原锅炉设备系统;

太阳能机组、热泵机组、燃气设备机组三个机组串联组成一个节能系统,与原来的锅炉系统是并联连接,锅炉系统可以作为辅助备用,也可以同时运行。

使用原锅炉为生活热水加热,同时使用节能系统为游泳池加热(目前管理方要求的状态)

需要:① 节能设备端:打开蝶阀3、蝶阀5、2个蝶阀2、关闭蝶阀4、蝶阀6、蝶阀8、蝶阀1。

② 锅炉端:打开2个蝶阀7、2个蝶阀9。

停用原锅炉,仅使用节能系统的话,需要关闭锅炉进出水的两个蝶阀7,打开蝶阀3、蝶阀4和2个蝶阀9,打开蝶阀6、关闭蝶阀5、蝶阀8,关闭蝶阀1、打开2个蝶阀2。

仅使用原锅炉,停用现节能系统的话,需要打开两个蝶阀7,打开蝶阀4、2个蝶阀9、打开蝶阀6、关闭蝶阀5、蝶阀8。

太阳能机组、热泵机组、燃气设备机组串联运行时,关闭蝶阀1,打开两个蝶阀2,关闭蝶阀5。

如果要停用太阳能和热泵机组,则打开蝶阀1,关闭2个蝶阀2。

如果要停用热泵机组的话,只需打开蝶阀10即可。

6 项目亮点

靖江市滨江花园酒店恒温泳池热水项目选用了太阳能+空气源热泵为主、观能商用热水系统为辅的一套加热系统。系统设计最大化的考虑了节能减排、响应政府号召。充分利用太阳能与空气源热泵节能、高效的特性,利用观能商用热水设备自带储热水箱的特点,组成了一套颇具特色的泳池加热系统。

7 系统效益分析

7.1 经济效益分析

1.太阳能系统的年节能量:


经济效益分析


备注:使用了440平方米的太阳能集热器。每年可以节约能量648059MJ,这些能量如果由燃油锅炉提供,则需要202511元;由燃气锅炉提供,则需要104966元;由电锅炉提供,则需要232636元。

项目实物图片:


结束语:一般来讲,恒温泳池热水项目使用太阳能+燃气,空气源热泵+燃气,或者其他“清洁能源+稳定的辅助能源”就足以满足需求,但在靖江滨江花园酒店恒温泳池热水项目中我们却同时使用了太阳能和空气能两种清洁能源,一方面是应甲方的强烈要求,另外一方面也足以说明一个问题:多能源集成技术的无限可能。

来源:《中国太阳能工程》 作者:观能多能源(江苏)有限公司周伟建、周殿喃

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