新余市中创公司综合楼平板工程（案例）
来源：中国太阳能产业联盟网
江西风驰新能源有限公司
一、项目概况
1．工程概括
中创矿业公司位于新余市九龙镇，由办公楼和综合楼组成，本次方案针对中创矿业有限公司的综合楼为单位进行设计、制造、安装、调试及售后服务等，系统以太阳能作为综合楼24小时供应生活热水的主要热源，另以空气源热泵机组为辅助加热，当太阳能不足时，以空气源热泵热水机组作辅助加热。
2．项目基本情况
2.1综合楼有公寓23间、公共浴室2间、盥洗区4间、厨房1间。
2.2每天不定时供应45℃～55℃热水8000L。
3．设计参数
3.1设计热水温度50℃，冷水年平均计算水温15℃；
3.2全年日平均太阳能辐照度为11947KJ/m2；
3.3太阳能日平均热效率30%。8吨水所需的集热面积A为：A=4.18KJ/kg·℃×8000kg×(50-15)℃÷11947KJ/m÷0.3≈84m
4．系统原理图
4.1补冷水系统的控制整个太阳能-热泵系统所配备的供热水箱的总储水量完全可以满足该栋楼每天的热水需求，考虑到不同季节每日热水用水量变化的实际情况，系统的补冷水由配置的补冷水装置自动定时定量的补给，并且在供应热水的过程中按照用水量的大小限量补充部分冷水（在实际用水量超过系统总储水量的情况下），由于水补充到太阳能水箱的底部，该处安装有温度传感器，控制器及时探测到温度的变化并及时发出信号启动热泵机组及时进行加热，确保热水供应的稳定可靠性。
4.2太阳能循环系统的控制
太阳能系统采用小温差循环，即通过设在集热器阵列末端出口与太阳能水箱下部两个测温点之间的温差控制循环泵的工作与否：当温差较大时（△T=3℃～6℃），温差控制器发出指令，循环泵工作，水在集热器内循环加热；当温差较小时（△T=1℃～2℃），循环泵停止工作，如此反复。在日照正常情况下，储热水箱内的水温到晚上使用时可达到设定的使用温度，此时无须进行辅助电加热，供热水时热水直接由储热水箱供出。
4.3供热水及定温回水系统的控制
热水采用全天候供应热水的方式设计，热水供应采用加压供水(压力控制)，同时热水系统配备了一套回水装置，在供水过程中，回水温度控制器自动检测管网末端的温度，如果水温低于设定的回水温度下限值（一般为45℃，可调），供水加压泵及回水电磁阀同时启动将水箱内的热水压到热水管网中，同时将管网中已经降温的水压回到保温水箱中重新进行加热，直至管网末端的水温达到设定的回水温度的上限值为止（一般为50℃，可调），保证每个用热水点的温度恒定，同时减少不必要的浪费。
二、设计依据及参数
1．《太阳能集热器》（GB/T-17581-1998）
2．《平板性太阳能集热器技术条件》（GB/T6424-2007）
3．《太阳能热水系统性能评定标准》（GB/T20095-2006）
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．《建筑给水排水规范设计》（GB50015-2003）
6．《太阳能集热器性能室内实验方法》（GB/T18794-2003）
7．《太阳能热水器吸热体，连接管及其配件所用弹性材料的评价方法》（GB/T15513-95）
8．《太阳能热水系统施工安装标准》（部标征求意见二稿）
9．《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》（GB50242-2002）
10．《建筑内部装修设计防火规范》（GB50222-95）
11．《建筑装饰工程质量验收规范》（GB50210-2001）
12．《建筑工程施工质量验收评定统一标准》（GB50300-2001）
13．《建筑安装工程质量检验评定标准》(TJ305-75)
14．《建筑电气施工质量验收规范》（GB50303-2002）
15．《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-97）
16．《设备及管道保温技术原则》（GB4272-92）
17．《自动化仪表安装工程质量检验评定标准》（GBJ131-90）
18．《制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规范》（GB/50274-98）
19．《容积式和离心式（热泵）机组性能试验方法》（GB/T10870-2001）
20．《容积式和离心式（热泵）机组安全要求》（JB8654-1997）
21．《设备及管道保温技术通则》（GB4272-92）
22．《电气装置安装工程低压工程施工及验收规范》（GB50254）
三、太阳能-空气热泵热水系统设计的优特点
1．环保节能方面
设备选型：本设计所选用的加热设备-太阳能集热设备及空气源热泵机组均为国际流行的环保节能设备：其中太阳能热利用设备更加成为各国争相研究发展的可再生能源利用设备，其环保节能效果得到各个方面的认可，其价值完全得到各方面的肯定；空气源热泵机组以其高效、节能、环保、安全成为国际流行和重点研究的热能设备。本方案选用的空气热泵机组选用美国进口“谷轮”压缩机、优质高效的换热设备，并经过精心优化的系统设计，保证整个热泵机组长期处于高效稳定低噪音运行，不会出现由于噪音、冷媒泄露等产生的二次环境污染。系统设计运行：整个系统以太阳能为主要加热设备：在日照良好的情况下，太阳能水箱内的水经过太阳能系统循环加热后完全可以达到使用的温度，集热水箱内的水补充到供热水箱后无须额外的辅助加热即可直接使用；在日照不足的情况下，集热循环水箱内的水首先经过太阳能系统的初步预热，补充到供热水箱后只需热泵机组进行适当的辅助加热即可达到热水使用要求。通过以上的系统设计，保证系统优先利用免费的太阳能资源，可以大大减少由于使用常规能源所带来的日常运行费用，真正达到节能的目的。
2．系统的安全方面
整个系统的设计完全按照国家有关防火、防震等安全性规范要求设计，并留有充足的消防和检修通道；热泵机组完全符合规范要求的防护和安全要求；各种设备基础均采用锚固方法与建筑结构可靠牢连接，与建筑成为一体，符合抗震和防台风要求；控制系统具有防漏电和可靠接地，系统天面设备、管道均按规范配置相应防雷电装置并与各自天面防雷系统成为一体。管道穿墙、楼板及横跨楼房沉降缝均按要求加设套管并做防水处理，设置防止沉降配件；太阳 能循环管道、供（回）水管道按照要求的坡向、坡度制作安装；集热器、水箱、 热泵机组和管道支架基础，均锚固在楼房的承重结构上，预埋件锚固按照规范 要求进行防腐处理，并做好相关防水处理；水箱、热泵机组、泵类、阀类等设 备在现场安装完毕均做水压试验及气密性试验和质检工作；各种管道分阶段进 行水压试验，系统完工后，各分项调试合格后再进行总调试，确保系统的安全 可靠。
3．工艺技术方面
3.1 太阳能支架采用优质角钢制作成组合支架。所有支架在生产车间成型 后再进行表面热镀锌防腐处理；现场安装时，支架之间采用 M8×20 螺丝连接， 不破坏镀锌层，保证防腐效果；同时太阳能支架均铆固在楼板结构层上保证系 统的抗台风和震裂的能力。
3.2 电磁阀的进口均设置 Y 型水过滤器保证进入其内的水不含杂质，保证 设备可靠安全运行；热泵及水泵进出口均安装柔性接头，并且在热泵机组及水 泵与楼面基础之间设置橡胶减震设备，避免设备与楼板之间产生共振，保证系 统运行的安全可靠。
3.3 由于水箱重量较重，安装时结合楼房的承载对放置水箱的地方进行加 强：本设计在放置水箱的承重梁柱上采用钢结构加强基础。
3.4 太阳能集热器、热泵机组均在车间进行气密性和水压试验，系统现场 安装完毕后整体同样进行气密性和水压试验，确保整个系统的运行可靠性。
3.5 系统所采用的材料均为难燃或阻燃性材料，设备、管路安装还按照要 求预留足够的消防通道，提高系统的防火安全能力。
3.6 系统所有电气设备及控制箱均按照防雷、防漏电、防短路等要求设计 安装：系统设计安装有避雷针（网）并与楼房的避雷网等电位连接，电气设备 安装防漏电、短路、缺相以及超压、过流等保护装置，提高系统使用的安全可 靠性。
4．系统配套设计的完整性方面
整个系统设计采用无人化自动控制，并具有人工手动控制功能，并具有相 关安全保护和良好接地；电控元器件均采用进口或国产著名品牌，如断相与相 序保护器、交流接触器的品牌为西门子，时控器、温控器、水位控制器等均采 用国产名牌产品；我公司凭借多年从事各种类型中央热水系统工程设计、生产、 施工安装及运行管理等方面的丰富经验，经过专业设计人员反复论证和优化设
计，针对太阳能集热设备、热泵机组的特点，所提供的设计方案技术工艺先进，
更具节能性和实用性；整个系统可根据用水量变化设定或调整机组工作时间、
水位、水温等参数，并对供水量变化的适用性很强，即使用水量超出设计供水
量时，仍能保证正常的热水供应，保证整个系统设计运行的完整可靠。
四、主要设备选型设计
4．贮热水箱储水箱内胆采用日本进口SUS304/2B不锈钢板制作，不锈钢板的焊接采用先进的自动氩弧焊焊接工艺，缝焊表面经防腐处理，确保储水箱的制作质量和强度，保证储水箱长期使用无渗漏；储水箱保温采用聚氨脂整体发泡保温，保温层厚度δ=50mm；储水箱外包采用201#不锈钢板制作保证储水箱保温层的保护，同时储水箱的外观也美观，储水箱使用寿命超过15年。水箱在专业生产车间制作完成，所有水箱均配备进水口、出水口、溢流口、排污口、水位管或温度、水位传感器接管等附件。
5．水泵选用及性能说明
根据系统的运行工况要求，结合设计安装大量各种类型太阳能、热泵系统的丰富经验以及对各种品牌水泵性能情况及使用效果之跟踪情况，我公司选用国家定点水泵生产厂家—上海河山泵业有限公司生产的水泵和威乐山京）水泵系统有限公司产的威乐水泵。
