介紹風(fēng)電場(chǎng)采暖熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

0前言 　　供暖能耗約占建筑能耗60%以上，因此減少燃煤鍋爐造成的大氣污染，降低供暖系統(tǒng)能耗，大力推廣可再生能源在內(nèi)的清潔能源，成為建筑節(jié)能工作和提高全社會(huì)能源使用效率的一個(gè)重要方面。但太陽(yáng)能受季節(jié)和環(huán)境影響較大，太陽(yáng)能利用要與其他能源相互補(bǔ)充使用。太陽(yáng)能與空氣源熱泵相結(jié)合，當(dāng)太陽(yáng)能無(wú)法滿足冬季采暖時(shí)由空氣源熱泵輔助，以保證采暖及熱水需求。 　　1項(xiàng)目概況 　　阿克塞哈薩克族自治縣隸屬于甘肅酒泉，地處甘肅、青海、新疆三省交匯處，是甘肅省惟一一個(gè)以哈薩克族為主體的少數(shù)民族自治縣。當(dāng)金山風(fēng)電場(chǎng)為甘肅省首座高原示范性風(fēng)電場(chǎng)，辦公樓建筑面積700m2，海拔3141m，距縣城阿克塞60km，距敦煌150km。項(xiàng)目2010年建成投入使用。辦公樓集辦公、住宿、食堂為一體，常年值守人員為8人-10人。 　　阿克塞縣處于柴達(dá)木盆地荒漠與河西走廊荒漠包圍之中，氣候冷、熱、干、濕差異明顯。年均氣溫約3.9℃，1月份氣溫最冷，平均氣溫-9℃—-20℃，7月份氣溫氣溫，平均氣溫11—16℃。年均降雨量在18.8mm—176mm，而年蒸發(fā)量1800mm—2500mm，屬B類嚴(yán)寒地區(qū)。全年日照3373.1h，非常適合太陽(yáng)能供熱采暖工程建設(shè)條件。 　　2系統(tǒng)設(shè)計(jì) 圖1集熱器 　　甲方要求通過(guò)太陽(yáng)能采暖改造辦公樓電輻射板采暖，并通過(guò)太陽(yáng)能提供全年生活熱水。不得破壞室內(nèi)地面瓷磚，室內(nèi)采暖空調(diào)選用風(fēng)機(jī)盤(pán)管。太陽(yáng)能輔助熱源選用超低溫空氣源熱泵，由于地處高原地區(qū)，天氣較冷，熱負(fù)荷大，冷負(fù)荷較小，建筑設(shè)計(jì)熱負(fù)荷為34.96kW，冷負(fù)荷為27.60kW。屋面集熱器如圖1所示。 　　1. 采暖太陽(yáng)能集熱器與水箱溫差循環(huán)，加熱太陽(yáng)能儲(chǔ)熱水箱，當(dāng)水箱溫度達(dá)不到設(shè)定溫度時(shí)定時(shí)啟動(dòng)空氣源熱泵輔助。采暖由回水溫度控制循環(huán)泵啟停，采暖末端風(fēng)機(jī)盤(pán)管安裝溫度控制器，根據(jù)室內(nèi)溫度需求自行調(diào)節(jié)。系統(tǒng)既能保證供熱穩(wěn)定，又具有相對(duì)空氣源熱泵和太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)較高制熱效率。 　　2. 熱水水箱內(nèi)置單盤(pán)管水箱，盤(pán)管與太陽(yáng)能集熱器溫差循環(huán)，當(dāng)水溫?zé)o法達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，啟動(dòng)電加熱輔助到設(shè)定溫度。 　　3. 太陽(yáng)能集熱器安裝于辦公樓屋面。水箱、泵、換熱器、空氣源熱泵等設(shè)備安裝在一層設(shè)備間。 　　4. 系統(tǒng)防凍設(shè)計(jì)，一層設(shè)備間配置3塊電暖氣，使設(shè)備間溫度保持在10°以上，使設(shè)備間自來(lái)水、熱水循環(huán)管、泄水排污達(dá)到防凍目的。室外太陽(yáng)能集熱循環(huán)均為防凍介質(zhì)，采暖介質(zhì)循環(huán)與水箱換熱用板式換熱器，熱水太陽(yáng)能集熱介質(zhì)與500L水箱單盤(pán)管循環(huán)換熱。 　　5. 采暖系統(tǒng)夏季過(guò)熱保護(hù)：當(dāng)采暖期結(jié)束，采暖用集熱器內(nèi)介質(zhì)排回設(shè)備間補(bǔ)液箱中，并用遮陽(yáng)布遮擋采暖集熱器，太陽(yáng)能換熱系統(tǒng)停止使用。 　　6. 夏季制冷，太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)停止運(yùn)行，空氣源熱泵調(diào)到夏季制冷模式，循環(huán)泵開(kāi)始循環(huán)，水箱內(nèi)冷水循環(huán)至室內(nèi)，通過(guò)風(fēng)機(jī)盤(pán)管達(dá)到室內(nèi)制冷目的，水系統(tǒng)為兩管制，冬季采暖夏季制冷。 　　7. 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)為PLC智能控制儀，控制儀采用目前最新的水溫、水位探測(cè)技術(shù)和微電腦控制系統(tǒng)，全自動(dòng)運(yùn)行，有效提高集熱效率，具有智能化程度高，功能齊全，使用方便，壽命長(zhǎng)，性能可靠等特點(diǎn)。 　　1）自動(dòng)加水：自動(dòng)上水，定時(shí)上水，定溫上水。 　　2）水循環(huán)自動(dòng)控制：自動(dòng)控制集熱系統(tǒng)的水循環(huán)，保證水箱里的水保持一定溫度。 　　3）控制空氣源熱泵輔助加熱、循環(huán)泵、進(jìn)水閥、采暖循環(huán)、制冷循環(huán)。 　　4）定時(shí)開(kāi)啟空氣源熱泵或電加熱把水箱里的水加熱到設(shè)定溫度。 　　5）用水循環(huán),打開(kāi)水龍頭即出熱水。 　　6）24h采暖及供水。 　　7）定時(shí)不加水。 　　8）報(bào)警輸出：缺水、空曬、漏水。 　　3設(shè)計(jì)參數(shù) 　　3.1設(shè)計(jì)依據(jù) 依據(jù)國(guó)家制定的相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)太陽(yáng)能與空氣源熱泵相結(jié)合采暖和熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、施工、驗(yàn)收等進(jìn)行設(shè)計(jì)。例如：《太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝及工程驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》、《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》、《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》等等。 　　3.2 設(shè)計(jì)參數(shù) 　　1. 冷水設(shè)計(jì)溫度：4℃； 　　2. 設(shè)計(jì)采暖、洗浴熱水溫度：55℃； 　　3. 室內(nèi)冬季采暖設(shè)計(jì)溫度：20℃； 　　4. 室內(nèi)夏季制冷設(shè)計(jì)溫度：25℃； 　　5. 采暖儲(chǔ)熱水箱1臺(tái)6t，生活熱水箱為單盤(pán)管2臺(tái)500L； 　　6. 集熱器安裝傾角45°，方位角正南； 　　7. 緯度傾角輻照量：16.131MJ/（m2·d）。 　　氣象參數(shù)如表1所示。 　　4設(shè)計(jì)計(jì)算 　　4.1采暖設(shè)計(jì)指標(biāo)（如表2所示） 　　4.2采暖熱負(fù)荷計(jì)算 （蘭州隴星沃爾凱采暖設(shè)備制造集團(tuán)有限公司謝海斌）