大型住宅小區(qū)利用太陽能集中供熱水工程.doc
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項目可行性研究報告 項目名稱：大型住宅小區(qū)太陽能熱水工程（該項目建筑面積達(dá)90萬m2） 領(lǐng) 域：新能源、環(huán)保與節(jié)能 申報單位： 起 草 人：高毛紅（山東桑樂太陽能有限公司,山東省能源研究） 申報時間：2005.7 。 3、研究方案、技術(shù)路線、組織方式與課題分解 該項目是一項多學(xué)科、多專業(yè)組合優(yōu)化工作。主要由集熱器陣列、蓄熱水箱、循環(huán)管路、變頻控制供水系統(tǒng)、泵閥選用、輔助加熱系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、PLC可編程控制系統(tǒng)、人機(jī)界面觸摸屏和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)等組成。系統(tǒng)的組成如圖1所示，下面重點(diǎn)對系統(tǒng)的工作原理和控制要點(diǎn)作介紹： 圖1 太陽熱水工程原理、供熱水及其控制系統(tǒng) 工作原理： U型真空管集熱器吸熱后使其聯(lián)管內(nèi)水溫升高，當(dāng)達(dá)到設(shè)定水溫時，電磁閥1打開，自來水將集熱器內(nèi)的熱水推進(jìn)蓄熱水箱，當(dāng)定溫點(diǎn)水溫降低后，電磁閥自動關(guān)閉，當(dāng)光照繼續(xù)加熱集熱器內(nèi)水溫達(dá)到設(shè)定溫度后，電磁閥1又自動打開，這樣反復(fù)加熱脈沖式送水，如果集熱器和水箱匹配，光照結(jié)束后，水箱內(nèi)充滿所要熱水。如果水箱提前充滿（有剩余熱水），系統(tǒng)自動進(jìn)入溫差循環(huán)狀態(tài)。定溫電變成高溫點(diǎn)，水箱內(nèi)是低溫點(diǎn)。通過循環(huán)泵與蓄熱水箱循環(huán)使蓄熱水箱溫度繼續(xù)升高。輔助熱源（預(yù)定天然氣鍋爐）在太陽能量不足時工作，作為太陽能的補(bǔ)充，同樣實(shí)行定溫直流方式，系統(tǒng)全自動運(yùn)行。有情況變化，電腦芯片的程序也隨之變化按已定程序工作適應(yīng)變化。變頻控制系統(tǒng)通過變頻器控制水泵給各終端供水，終端供水水壓恒定，而且使供水管路中存水與蓄熱水箱之間定溫循環(huán)，實(shí)現(xiàn)出水即熱。PLC可編程控制系統(tǒng)利用傳感系統(tǒng)采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，觸摸屏人機(jī)界面對系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，控制泵閥和電加熱等執(zhí)行器件的工作，使整個系統(tǒng)可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。PLC可把系統(tǒng)數(shù)據(jù)通過遠(yuǎn)程通信傳送給工業(yè)控制計算機(jī)，通過工業(yè)控制計算機(jī)可對系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。 ①、集熱器 系統(tǒng)采用U形管─真空管集熱器,集熱器單體采用模塊化制作，太陽能集熱器陣列采用集熱器模塊化組合。 U形管─真空管集熱器是在全玻璃真空管中插入彎成U形的金屬管，在U形管和玻璃真空管之間有與二者緊密接觸的金屬翅片，進(jìn)行熱量傳導(dǎo)。此集熱器為我公司研制的新型產(chǎn)品，除具全玻璃真空管集熱器的優(yōu)點(diǎn)外，集熱器可在承壓下運(yùn)行，更適合較復(fù)雜的運(yùn)行狀態(tài)，更適合安裝現(xiàn)場的變化要求，可更好的優(yōu)化系統(tǒng)，該集熱器已通過德國國家實(shí)驗室ISFH測試。 ②、變頻控制供水系統(tǒng) 變頻控制系統(tǒng)通過變頻器控制水泵給各終端供水，使終端供水水壓恒定，而且實(shí)現(xiàn)出水即熱。原理如下： 通過遠(yuǎn)傳壓力表傳遞壓力給變頻器，變頻器控制熱水循環(huán)泵使整個供水管路恒壓，解決了太陽能供水水壓不足的缺陷。 為實(shí)現(xiàn)供水出水即熱，避免管道冷水的影響，在供水管路放置溫度傳感器檢測供水管路溫度，當(dāng)溫度低于系統(tǒng)設(shè)定溫度時，打開電磁閥，這樣遠(yuǎn)程壓力表、變頻熱水循環(huán)泵和蓄熱水箱組成一個回路，變頻泵使管路冷水與蓄熱水箱熱水循環(huán)，直到管道溫度高于系統(tǒng)設(shè)定溫度時電磁閥關(guān)閉循環(huán)停止，這樣實(shí)現(xiàn)了整個系統(tǒng)供水的出水即熱。 圖2 變頻控制供水系統(tǒng) ③、傳感系統(tǒng) 控制系統(tǒng)設(shè)置了多個溫度傳感器、水位傳感器等對系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行檢測，為了對系統(tǒng)自身進(jìn)行自我測試和自我優(yōu)化，在系統(tǒng)集熱器周圍安裝了太陽輻射儀，太陽輻射儀可以對太陽能輻射能量進(jìn)行檢測，可以與系統(tǒng)的運(yùn)行情況形成對照表，測試整個系統(tǒng)的運(yùn)行效果和熱性能。 PLC可編程控制系統(tǒng)和觸摸屏人機(jī)界面 PLC可編程控制系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的大腦，控制整個系統(tǒng)的運(yùn)行。 （1）集熱器和蓄熱水箱通過循環(huán)泵換熱，通過太陽能輻射能量和溫差雙重控制循環(huán)泵，提高系統(tǒng)熱性能。 太陽能輻射能量通過太陽輻照儀檢測，當(dāng)單位太陽能輻射能量達(dá)到一定值時泵運(yùn)行，低于一定值時泵停止。 檢測集熱器高溫點(diǎn)溫度T1和循環(huán)泵入口處溫度T2，當(dāng)T1-T2≥△T1時泵運(yùn)行，當(dāng)T1-T2<△T2時泵停止。 （2）蓄熱水箱與電熱水箱的循環(huán)控制和電熱預(yù)約控制。系統(tǒng)根據(jù)使用要求設(shè)定好每天的用水時間、用水量等用水要求，PLC根據(jù)此要求對系統(tǒng)進(jìn)行模糊控制，當(dāng)太陽能量不能滿足使用要求時，可自動開啟輔助電加熱系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)充。系統(tǒng)檢測電加熱水箱的水溫T3，通過此溫度控制蓄熱水箱與電熱水箱的循環(huán)。 T3≥TP時電加熱關(guān)閉，泵運(yùn)行；T3下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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