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浙江煜腾新能源股份有限公司
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    平板太阳能与建筑一体化

  • 【日期】2015-08-24     【来源】煜腾新能源
  • 摘要:

     摘要

    本文简要介绍浙江煜腾新能源有限公司(以下简称“煜腾”)在江苏省无锡市长江国家花园二期实施的太阳能热水系统工程,通过对无锡市气候指数、太阳能热力系统设备选型配置的简要分析,为实现平板太阳能与建筑一体化完美相结合的安装应用提供了参考依据。

    前言

    长江国际花园二期,是2007年度无锡市民生地产重点项目,项目着力打造无锡城市名片,是锡城首屈一指的高品质国际化生活城。项目利用空调位置,百叶去掉一部分安装集热器,水箱安装与空调位置上面,优点建筑一体化,外立面漂亮,不占业主室内空间。项目位于无锡新区核心地段,地处新区与市区交通要道,总建筑面积60万平方米,融多层、小高层、高层、单身公寓、高级会所及商业配套于一体。多元户型,全面满足顾客的多样化需求;东南亚风情景观,演绎动人城市生活。首期推出18万平米精品住宅,绿化率42%,容积率2.2,总户数约1642户。长江国际花园二期太阳能热水系统于2010年全部完工,投入太阳能集热器218㎡,是平板太阳能与建筑一体化的一次规模化应用。


    一、工程建设方案设计及施工

    1.1项目概况

    1、项目名称:长江国际花园二期太阳能热水系统工程。

    2、项目地址:无锡市长江北路(太湖花园2期对面仁德医院南侧)。

    1.2设计规范

    1、国家、行业相关规定

    2、国家气象局发布的气象数据

    3、《太阳能热利用术语》 GB/T123936

    4、《平板型太阳集热器技术条件》 GB/T6424

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

    6、《太阳能热水系统施工技术规程》 DB11/T 461-2007

    7、《建筑给水排水设计规范》 GB50015-2003 2009年版

    8、《太阳能集热器性能室内试验方法》GB/T18974-2003

    9、《家用太阳能热水系统热性能试验方法》GB/T-18708-2002

    10、《家用太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范》NY/T651-2002

    11、《钢结构设计规范》GB50017-2003

    12、《建筑物防雷设计规范》GB50057-94.2000版

    13、《建筑结构荷载规范》GB50009-2001

    14、《工业自动化仪表工程施工及验收规范》GB50093-2002

    15、《设备及管道保温技术通则》GB4272-92

    1.3太阳能设备选型设计说明

    1.3.1太阳能集热器面积选型设计计算

    根据日用水量(kg/(人·d))、总人数、日总水量(t/d),可根据公式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)得出所需集热器面积。太阳能集热器热效率计算参数(计算方法见:民用建筑太阳能热水系统工程技术手册);储水箱内水的终止温度te和水的初始温度tl参考规范选取,分别为55℃和10℃。
    集热器进口温度ti的确定:
    ti=tl/3+te*2/3=40℃
    平均日太阳能辐射度:

    G=Jt/(Sy*3600)=12410*1000/(7.2*3600)=478.8W/㎡
    归一化温度:

    T=(ti-ta)/G=(40-15.6)/478.8=0.05W/(㎡·℃)

    则该工程中太阳能集热器全日集热效率为:

    Ηcd=0.84-4.21*T=0.83-4.21*0.05=0.63

    式中:

    te-热水温度,55℃;

    tl-冷水温度,10℃;

    ta-无锡市的年平均气温,15.6℃;

    JT-平均日太阳能辐射量,12410J;

    Sy-年平均热招小时数,7.2h;

    该项目选用煜腾平板太阳能集热器,每块集热器面积2㎡,集热器瞬时效率截距为0.84。

    1.3.2直接式系统太阳能集热面积计算:

    太阳能热水系统的规模:按照温差比较强制自动循环技术的太阳能集热器,并以GB/T18713-2002《太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范》国家标准为依据,确定设计太阳能热水系统的规模。

    直接系统集热器面积由下式决定:

    1394506159714.png

    式中:Ac——直接式系统集热面积,m2;

    Qw——日平均用水量,L;

    C——水的定压比热容,kJ/(㎏·℃);

    ρr——水的密度,㎏/L;

    tend——贮热水箱内水的终止温度,℃;

    tL——水的初始温度,℃;

    JT——太阳能集热器采光表面年平均日或月平均日辐照量,kJ/ m2;

    f——太阳能保证率,%;

    ηL——管路及贮热水箱的热损失率,%;

    ηcd——集热器全日集热效率,% ;


        太阳能保证率f 的确定:


    取太阳能保证率f =0.5。


        确定管路及贮热水箱热损失率 ηL:


    ηL取0.20。


        集热器全日集热效率ηcd的确定:取0.63
        直接系统集热面积:


    取值:Qw=120 L;c=4.18 KJ/(㎏·℃);ρr=1 ㎏/L;tend=55℃;tL =10 ℃;f=0.5;JT=12410 KJ/m2;ηL=0.2;ηcd=0.63;

    代入公式:

    1394506174158.png

    则Ac=1.81m2;

    1.3.3间接式系统集热面积确定

    间接式系统与直接式系统相比,由于换热器内外存在传热温差,使得在获得相同温度热水的情况下,间接系统比直接系统的集热器运行温度高,造成集热器效率降低,因此间接系统的集热面积需要补偿。按照国标GB18713-2002计算。

    间接系统集热器面积由下式决定:

    1394506701979.png


        太阳能系统提供热量

    1394506723826.png


    式中:Qz——需要太阳能集热系统提供的热量,W;

    k——太阳辐照度时变化系数;

    取值:k=1.6

    则Qz=697 w;


        水加热器加热面积

    1394506746287.png


    式中:Ahx——水加热器加热面积,m2;

    Cr——热水供应系统的热损系数;

    ε——结垢影响系数;

    Uhx——换热器传热系数,w/(m2·℃);

    △tj——热媒与被加热水的计算温度差,℃;

    取值:Cr=1.15;ε=0.8;U hx= 300 w/(m2·℃);△tj=8℃;

    则Ahx=0.42m2


        间接系统集热面积

    1394506762914.png


    取:FRUL=5,采用铜盘管换热,Uhx=300 w/( m2·℃),换热面积0.42m2;

    则Ain= 1.94m2;

    1.3.4集热器最终数量及最终集热面积

    结合煜腾平板集热器相应技术参数,系统选择1块煜腾平板集热器,集热总面积为2m2。

    1394506785709.jpg

     

     1.3.5系统设计


    二、部分安装效果图

    1394506887924.jpg

    外立面安装效果图

    1394506926955.jpg

    外立面安装效果图

     

     三.结论

    太阳能热水器是人们最为熟悉的太阳能产品,我国已经成为世界上太阳能集热器最大的生产和使用国,占世界总量的2/3以上。随着城市的发展,高层建筑越来越多,普通太阳能热水器的安装受到很大限制,导致了太阳能热水器在城市市场的推广一度举步维艰。在此形势下,分体式太阳能与建筑一体化成为高层建筑的迫切需求。

    实际运作中,许多企业真正实现与高层建筑一体化的还不多见,往往是偷换概念,似是而非,离真正的太阳能与建筑一体化还很远。嘉兴煜腾新能源科技有限公司在公司成立之初便以“太阳能与建筑一体化”为宗旨,立志于推广太阳能与建筑的完美结合,坚持自主研发、自主设计、自主生产,在实践中为太阳能行业贡献绵薄之力。在无锡当地有关部门及民生房产的大力支持下,长江国际花园二期太阳能热水系统示范项目为无锡市其他高层建筑应用太阳能与建筑一体化提供了参考依据。

     

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