工業用熱水升溫太陽能熱水系統設計方案——熱水器資料庫

　　一、工業用熱水升溫太陽能熱水系統工程概況

　　工業用熱水升溫太陽能熱水系統用水情況：下面就以浩通正在做的青島潔雅毛巾廠印花車間和漂染車間用熱水為例；每天用熱水500噸，溫度60～120℃不等;漂染車間共10多個水罐，每個容水量為3噸，每天24小時不定時換水約八次，共250噸;印花車間約10個容水量為4噸的罐，每天24小時不定時換水約六次，共250噸;二車間共每天用水500噸;每次用完水，將水排放掉，其中35%排放水的余熱90℃以上，其余排放水在60℃以上。

　　工業用熱水升溫太陽能熱水系統工程改造內容：以太陽能熱水系統提供60～70℃基礎水溫的水500噸，同時考慮車間每天500噸廢水的余熱回收。

　　二、工業用熱水升溫太陽能熱水系統方案設計指標：

　　1、工業用熱水升溫太陽能熱水系統以秋分所在月9月份為設計基準;

　　2、根據廠區屋頂狀況，本項目采用JPS-60TX21-33°型三高集熱站84組，JPS-30TX21-33°型三高集熱站577組，JPS-30TX21-00°型三高集熱站295組，總集熱面積為5595㎡，在集熱器傾斜面輻照量大不低于20390KJ/㎡的條件下，能提供(46℃～70℃)的熱水500噸，綜合回收廢水余熱，整個系統每天可以提供3203萬大卡，不足部分以原蒸汽系統補充。

　　三、工業用熱水升溫太陽能熱水系統原理圖

　　運行原理說明

　　1、工業用熱水升溫太陽能熱水系統簡介

　　青島喜盈門集團第四毛巾廠廠區內，共有20個可利用安裝太陽能熱水系統的屋面，本系統由15個集熱分系統組成，分系統的熱水匯集到供水水箱，供水水箱采用3個50m3的HDG水箱并聯使用，HDG置于地面的空曠處或設備間內。另外設置一個150m3的高溫廢水儲水池，一個150m3的低溫廢水儲水池，生產廢水先排放到廢水池內(須安裝溢流口)，經過沉淀、過濾，供余熱回收使用;車間高溫罐的用水由供水箱經高溫換熱系統進一步提升溫度后，輸送到用水點，然后根據工藝要求采用蒸汽調整到要求水溫，低溫廢水用來提升基礎水溫后輸送給各集熱水箱，由此，整個系統最大化的利用了熱能。

　　2、集熱溫差循環

　　當集熱器溫度高于集熱水箱溫度達到設定值，循環泵P1～P20啟動，當溫差達到停止設定值時，停止循環。

　　3、定水位補水

　　當供水水箱的水位低于3水位時,主管電動閥DDF16打開，自來水經過低溫換熱系統提升水溫后，送往各集熱水箱，此時，15個分系統補水電動閥DDF1～DDF15中10個集熱水箱溫度較高的打開，將集熱水箱中的熱水頂出，匯集到B水箱，當B水箱水位達到4水位，關閉電動閥停止補水。

　　4、低溫水換熱

　　當水箱補水時，系統檢測低溫廢水池的水位，若水位不低于1水位，則同時啟動P24將低溫廢水增壓通過換熱器換熱后排放掉;若低溫廢水池的水位低于1水位，則P24關閉，停止換熱。

　　5、高溫罐供水

　　當高溫用水罐用水時，手動打開進水閥門，同時按下按鈕，啟動高溫供水泵P21，將供水箱中的熱水經過高溫換熱系統進一步提升水溫后，送往各高溫用水罐。

　　6、高溫水換熱

　　當高溫罐用水按下補水按鈕時，系統檢測高溫廢水池的水位，若水位不低于1水位，則同時啟動P23進行高溫換熱;若高溫廢水池的水位低于1水位，P23關閉，停止換熱。經高溫換熱后的廢水排放到低溫廢水池，再次進行低溫換熱。

　　7、低溫罐供水

　　當低溫用水罐用水時，手動打開進水閥門，同時按下按鈕，啟動低溫供水泵P22，將供水箱中的熱水直接送到低溫用水罐，或經過高溫換熱系統進一步提升水溫后，送往各低溫用水罐，然后再用冷水或蒸汽將水調至所需溫度。

　　8、防凍循環

　　冬季當集熱管路中溫度低于5℃時，系統控制循環泵開啟進行循環，將水箱內熱水打進集熱管路;當管道溫度升高至10℃時，系統控制關閉循環泵，以防止循環管路凍堵(冬季使用)。

　　9、高溫斷續循環

　　當集熱器溫度高于95℃，且僅高于水箱溫度2～10℃范圍內時，泵每循環10分鐘，停20分鐘(防空曬炸管)。

　　10、用水供水

　　在HDG水箱的供水出水端設置變頻增壓系統，當生產車間打開用水閥門后，變頻系統調整水泵的運轉，對水池進行增壓補水。

　　11、廢水排放

　　生產完畢后，打開放水閥門將廢水排入廢水池。

　　四、工業用熱水升溫太陽能熱水系統直接采光面積計算

　　式中：

　　——直接系統太陽集熱器采光面積，㎡;

　　——日均供水量，500000kg;

　　——儲水箱內水的終止溫度(用水溫度)，70℃;

　　——水的定壓比熱容，4.18KJ/(㎏·℃);

　　——水的初始溫度，46℃;

　　——當地太陽能集熱器受熱面(50°)上9月份晴好天氣日總輻照量=20390KJ/㎡

　　——太陽能保證率，無量綱，取1;

　　——太陽集熱器全日集熱效率，取0.47;

　　——管路及儲水箱熱損失率，無量綱，此處取0.15。

　　經計算：集熱面積Ac=5595㎡

　　五、工業用熱水升溫太陽能熱水系統氣象資料

　　1、基礎水溫：15℃

　　2、全年太陽輻照情況

　　根據國家氣象中心2001年提供的全國各地日均及年總輻射數據(單位MJ/m2)，因為青島沒有氣象觀測站，我們選離青島最近的煙臺觀測站作為參考(區站號54764，東經121o15ˊ,北緯37o30ˊ)太陽輻照量情況如下：

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