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【干货】太阳能热水工程在食品加工领域应用技术案例
太阳能产业资讯网 2018-06-12 12:27:46 分享至:
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[摘要]项目名称:山东凤祥实业有限公司太阳能热水工程,主要用于食品加工。系统共配置1190组JPH-50QHW18/58-00/02型集热器,总集热面积8663.2㎡,系统总配置¢58×1800mm型全玻璃真空集热管59500支。

1、工程概况

项目名称:山东凤祥实业有限公司太阳能热水工程,主要用于食品加工。系统共配置1190组JPH-50QHW18/58-00/02型集热器,总集热面积8663.2㎡,系统总配置¢58×1800mm型全玻璃真空集热管59500支。

1.1、系统安装位置:

太阳能集热器均安装在车间楼顶,储热水箱安装在地面;

1.2、设计吨位:

冷藏一厂177吨,冷藏二厂180吨,合计357吨;

1.3、太阳能集热器配置:

冷藏一厂177吨,系统安装590组全玻璃真空管型集热器,φ50-1800型真空管29500支;冷藏二厂180吨,系统安装600组全玻璃真空管型集热器,φ50-1800型真空管30000支;

1.4、辅助能源:

当太阳能系统无法满足用水需求时,启动原有锅炉系统加热。

2、设计指标:本方案以全年日均辐照量为设计基准。

3、当地气象资料:

3.1、工程所在地:山东省聊城市阳谷县;

3.2、当地基础水温:15℃;

计算热水系统的耗热量时,必须决定冷水的计算温度。确定系统最大耗热量负荷时冷水的计算温度以当地最冷月平均水温资料确定;本项目冷水来自深井经过软化处理进入集热器,相对地表水温度稍高,地表水的供水温度变化与大气温度变化基本一致,因此非采暖季冷水计算温度按照平均气温取值,采暖期温度参照GB50015-2009(P96)表5.4.1的冷水计算温度进行取值。


3.3、本项目位于阳谷,我国是太阳能资源十分丰富的国家,三分之二的国土年日照量在2200小时以上,年辐射总量大约每年3340~8360MJ/㎡,相当于110~250Kg标准煤/㎡。根据我国气象部门测量年辐射总量的大小,一般将我国大陆部分划为四个太阳能辐射资源带,即一类地区(≥6700 MJ/㎡),二类地区(5400~6700 MJ/㎡),三类地区(4200~5400 MJ/㎡),四类地区(4200 MJ/㎡)。项目所在地属于第二类资源带内。

3.4、太阳辐照量: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,因阳谷没有气象观测站,我们选取济南作为参考城市,济南市年辐照量资料如下:

a.年平均气温:年平均气温:14℃;

b.全年日照时数:2597h;

c.全年辐照量:5755.618MJ(㎡·a) ;

d.年日均辐照量:15.77MJ(㎡·d) ;

3.5、太阳能热水系统水质要求:由于各地的水质情况不同,对于水质较差的地区,使用太阳能热水系统时,将严重影响使用效果,因此,根据本工程用水的特殊性,一定要达到本工程所需用水水质的指标。

根据用户要求,结合实际用水情况,确定采用潍坊强胜新能源有限公司的JPH-50QHW18/58-00/02型集热器、BHKC智控系统(包括传感器)、储热水箱等主要设备,来完成贵方需求的各项功能。

4、运行原理


太阳能系统运行原理图

5、太阳能热水系统运行说明:

5.1、自动补水:a.定水位补水:当水箱B水位L2低于设定水位,DDF1打开,将水箱A中的热水顶入水箱B,当水箱B水温T5≥设置温度或达到设定水位时,DDF阀1关闭;b.温控补水:当供水水箱温度T5大于超温设置温度50度时停止DDF1,若水箱水位达不到设定高水位则启动DDF2直接补冷水进供水水箱;通过DCF1和DCF2的联动控制实现T5温度的相对恒定;

5.2、集热温差循环: 当集热器温度T1与水箱中的水温T4温差≥5℃时,集热循环泵P1启动,将集热器中热水打进水箱中,当两者温差≤2℃时,循环泵P1停止;

5.3、水箱间循环:水箱间循环:当集热水箱水位L1≥1且当供水水箱水位L2≥1,若水箱温度T4-T5≥10℃,且水箱B水温低于设置温度时,循环泵P2启动,温差≤5℃或供水水箱温度T5达到设定温度时,循环泵P2关闭;

5.4、防冻循环:冬季当集热管路T2中温度低于5℃时,集热循环泵P1开启进行循环,将水箱内热水打进集热器;当集热器管道温度T2升高至10℃时,系统控制关闭循环泵,以防止循环管路冻堵(冬季使用);

5.5、高温断续循环:当集热器温度高于95℃,且仅高于水箱温度2℃~10℃范围内时,集热循环泵P1每循环20分钟,停10分钟(防空晒炸管);

5.6、定时定温管道循环:当室内管道温度T6低于设定温度,且水箱B温度T5高于管道设定温度5℃,此时电磁阀3打开,管道中的冷水打入水箱,水箱中的热水进入管道,当管道温度T6达到设定温度时,电磁阀3关闭,管道循环停止;

5.7、远程监控系统:太阳能系统与省检测平台连接;

5.8、停电保持:停电时,控制器内置电池可以维持系统时钟继续运行,可以连续运行1年以上,系统运行参数可以永久保存;

5.9、宽电压工作:可以承受较宽的电压波动,耐高压、耐低压幅度较大;

5.10、安全防护:设有短路、过流、漏电、过温断电四种安全防护功能。

6、集热系统直接采光面积



7、集热系统安装说明

7.1、两台相邻集热器间距100mm;集热器基础适当加高避免遮挡;

7.2、固定说明:集热器安装固定需制作基础,集热器基础制作需根据现场情况定,安装集热器后,需能抗10级风载荷;

7.3、避雷说明:太阳能系统安装必须有防雷措施,根据建筑的避雷情况及设备安装布置确定。《中华人民共和国气象法》和中国气象局第3号令《防雷减灾管理办法》明确要求:防雷产品及防雷设计方案必须具有相应资质和资格的防雷机构设计、监管。专门的防雷装置,可以有效的防护太阳能免遭雷击,从而保护用户的财产、人身安全不受损害。

热水系统防雷应注意以下几点:

7.3.1确认安装热水系统的建筑物的防雷系统是否合格,只有在建筑物的防雷系统合格的情况下,才可以给热水系统进行安装防雷装置。

7.3.2避雷针高度及安装位置应按照其要保护的范围来确定(由专业人员计算)。

7.3.3集热器、组合式水箱等金属部件必须与建筑避雷系统有可靠的金属连接,并且每台(每组)有两处与建筑物顶部的避雷带进行可靠焊接;避雷针与避雷带进行可靠焊接。

7.3.4防腐处理:所有焊接点处涂防锈漆两遍,再涂银粉漆一遍,提高避雷针的防腐效果。

7.3.5防雷措施设计与安装应在专业人员的指导下进行,并到当地防雷部门办理备案。

根据用户需热水量及安装面积,我们选取强胜公司生产的JPH-50QHW18/58-00/02型集热器,结合相关的管道、配件、辅助能源及控制系统,组成太阳能锅炉系统。

8、太阳能集热系统

8.1、所选用型号的集热器技术参数如下:


8.2、集热器产品特点:

8.2.1、外壳采用锌彩板,表面喷塑,外形美观,防腐耐用;

8.2.2、平铺串联结构可以使较小空间得到较大的集热面积,充分利用空间;

8.2.3、保温层采用聚氨脂高压(熟化处理)整体发泡而成;

8.2.4、内胆采用进SUS304不锈钢板,经过等离子氩气保护自动焊焊接成型,质量更稳定;

8.2.5、效率高:太阳能集热器可实现全天候吸热(早晨或下午太阳高度角较低时),相对普通带角度系统得热量更高;

8.2.6、安装可靠:集热器水平安装在楼顶可降低风阻,减少因大风天气造成的隐患;

8.2.7、热量散失少:系统管路部分减少,可有效降低因循环管道造成的热量散失;

8.2.8、外形美观:系统平铺在楼顶上,与建筑楼顶平面完美融合,不影响建筑整体外立面效果。


9、太阳能系统的年节能量计算公式:

10、太阳能热水系统的简单年节能费用:

由上表得:静态回收期:

相对燃气锅炉静态回收期:1.5年;

相对电锅炉静态回收期:0.6年;

相对燃煤锅炉静态回收期:2.9年;

注:静态回收期预算=(太阳能投资费用-补贴资金)/简单年节能费用;

简单年节能费用=太阳能集热器采光面上的年节能量×能源热价。

能源热价=(燃料价格/燃料热值)/锅炉设备效率

(注:文中内容略有删减)

来源:《中国太阳能工程》  作者:潍坊强胜新能源有限公司 訾希要


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