商业学校平板太阳能热水系统工程设计.docx
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商业学校平板太阳能热水系统工程设计
第一章主要设备选型2
第二章工程项目报价9
第三章技术方案10
第一节设计依据和设计标准10
第二节运行原理及说明13
第三节重要项校核计算及说明15
第四章国家级质量监督检验单位出据的检验报告20
第六章验收计划33
第七章企业部分相关资质35
1、企业营业执照35
2、中国驰名商标36
3、金太阳认证37
4、太阳能热利用工程设计、施工企业资质培训合格证书40
5、政府绿色采购清单入选企业41
6、太阳能行业热利用专业委员会的推荐42
7、连续年获得2009、2010年度全国售后服务十佳单位43
8、中国环境标志产品认证证书45
9、中国航天事业合作伙伴47
10、中国航天专用产品48
11、注册商标证49
12、职业健康安全管理体系认证证书50
13、质量管理体系认证证书51
14、环境管理体系认证证书52
第八章部分工程案例53
第一章主要设备选型
一、太阳能集热器
太阳能集热器主机参数表
集热器类型
尺寸规格
边框材质
盖板材质
板芯材质
支架
角度
备注
FPC1200a
1000*2000*80
铝合金型材
超白布纹钢化玻璃
铜铝复合
选配镀锌角钢支架
20°
平板型
1、集热部件:
（1）安全性高：
3.2mm厚布纹超白钢化玻璃，远离真空管易破损的烦恼。
平板内全金属流道，介质在金属流道内工作，耐压高，无泄露。
（2）完美与建筑结合：
平板集热器的安装更容易满足千变万化建筑风格，平板表面平整，容易与屋面和房屋立面结合
2、产品特点：
（1）100%采光率：
不存在真空管之间空隙的面积浪费、有效利用屋面空间；平板集热器实现同等安装面积下，吸收涂层面积更大，输出功率更高，效率比同等面积真空管高。
（2）钢化玻璃作为平板集热器盖板，太阳入射率高、反射率低；太阳能利用率可达95％左右；盖板不与吸热体直接接触。
（3）平板内采用全金属流道，吸热体在吸热后直接传递给工作介质，无热阻，传热效率高，启动速度更快、寿命更长。
（4）平板集热器方方正正，运输安装更方便。
二、控制系统：
PLC电气控制柜，该控制柜是我公司专门为太阳热水工程设计开发的热水中央控制系统。
该控制柜具有以下功能：
1、数码管水温水位显示：
集热器顶部温度处显示集热器顶部温度T1，集热器底部温度处显示集热器底部温度T2，水箱温度处显示水箱温度T3，按向下键一次集热器底部温度处显示用户管路温度T4，水箱温度处显示温度T5，时钟处显示实时时钟，定时时间处显示定时加热时间和定时上水时间，状态显示区显示各种外接负载的运行状态。
2、温差循环：
当集热器顶部温度与水箱温度之差T1-T3>7℃（可调）时，水泵P1打开，进行循环，当T1-T3<3℃（可调）时，水泵P1关闭，停止循环。
3、定温出水：
当水箱水量小于6格时，集热器顶部温度T1大于等于设定温度，水箱温度T3也大于等于该设定温度时，电磁阀E1打开，由自来水水压顶水出水；当集热器顶部温度T1小于设定温度5℃或水箱温度T3小于等于该设定温度5℃或水箱水量达到6格时，电磁阀E1关闭,停止出水。
4、定温上水：
当水箱温度T3大于电加热设定温度+5且水位小于6格时，电磁阀E2打开，定温补水；水箱温度T3小于等于电加热设定温度或水位达到6格时，电磁阀E2关闭,停止上水。
5、手动上水：
手动上水到设定的水位自动停止。
6、定时上水：
自动在设定的时间上水到设定的水位，并自动停止。
7、自动上水：
通过自动上水键启动循环上水功能，当水箱水位低于设定下限水位时自动打开电磁阀E2，上水到设定上限水位值时,关闭电磁阀E2停止上水。
8、手动加热：
手动启动辅助加热，把储热水箱内的水加热到设定温度后停止加热。
9、定时加热：
可任意设定辅助加热定时启动时间（建议设定在下午3时至5时之间）。
当水箱温度T3在设定时间前达到设定温度时，辅助加热自动取消；而当水箱温度在设定时间前未达到设定温度-5时，辅助加热自动启动，直到水箱温度T3大于设定值时停止加热。
真正做到光电互补，既节电又保证全天候使用。
10、自动加热：
可用辅助加热反复循环加热，使水箱温度恒定在设定温度附近。
当水箱温度T3低于设定温度-5时，自动启动辅助加热，到水箱温度高于设定温度后停止。
11、定时间段管路循环：
在设定时间段内，如果管路温度T4低于设定值，水箱温度T3高于设定值+5℃，启动管路循环泵P2，当T4高于设定温度+3℃或T3低于设定温度+3℃，停止P2。
12、防冻循环功能：
当集热器顶部温度T1或集热器底部温度T2小于防冻设定温度时，水泵P1启动，进行循环防冻；当集热器顶部温度T1和集热器底部温度T2都大于设定温度+3℃，延时2分钟后防冻循环停止。
13、防冻电热带功能：
当温度T5小于防冻设定温度时，电加热带H2启动；当温度T5大于防冻设定温度+3时，电加热带H2停止。
14、用户管路防冻功能：
当温度T4小于防冻设定温度时，水泵P2启动进行防冻循环；当T4大于设定温度+3℃，延时2分钟后停止。
15、高温度保护：
当集热器顶部温度T1>95℃时，P1不启动（按泵循环按键可启动P1，5分钟后停）；当T1<90℃时，恢复启动P1。
16、低水位保护：
当水位为0格时，H1、P1、P2不启动。
17、停电保持：
停电时，控制器内置电池可以维持系统时钟继续运行，可以连续运行1年以上，系统运行参数可以永久保存。
18、故障报警：
将可能发生的故障显示在屏幕上，便于故障确认及维修。
19、宽电压工作：
可以承受较宽的电压波动，耐高压、耐低压幅度较大。
20、安全防护：
设有短路、过流、漏电、过温断电四种安全防护功能。
三、太阳能水箱
根据甲方要求用水量情况，系统配备组合式拼装水箱1个。
1、水箱参数：
名称
容量
内胆材质
外型尺寸
保温层厚度
电加热功率
保温水箱
10吨
SUS304不锈钢
2500mm*2000mm*2000mm
聚氨酯80mm
72KW
2、产品特点
组合式水箱内胆采用SUS304不锈钢，表面热镀锌，保温层为80mm厚聚氨酯保温块，外壳为3S板，保温性能良好并且外观美观。
四、水泵：
我们选用德国威乐公司生产的水泵系列，实现了低噪音，高性能的要求。
有以下特点：
（1）内部采用特殊防腐镀层，是不生锈的绿色产品；
（2）采用最新机械技术，实现最小振动和最低噪音功能；
（3）高质量的控制板，实现稳定的运转；
（4）采用了新型的工艺设计，使得组装容易，维修保养方便；
（5）采用了防止杂质卡住电机的结构设计。
五、管道、配件、保温
1、管件：
楼顶循环管道采用国标热镀锌管，国标热镀锌管满足集热系统的耐温、防腐要求，且施工效果规整美观；配件为国标热镀锌件，采用国标热镀锌配件，可消除配件夹层气孔及砂眼现象，杜绝了本体渗漏情况发生。
2、防冻带
在室外管道上面缠缚电热带，以防止冬季停电后的解冻。
自限式电加热带（简称电热带）是一种很复杂的高分子聚合物，它由多种材料和导电介质，经过各种特定的化学变化和物理处理之后制成的半导体线芯。
由两条导线组成一条保持连续平行的加热电路。
在加热过程中，这种高分子材料的内部半导体通道的数量（即电阻）发生了惊人的正温度系数的变化（PTC效应）。
我们对产品的测试要求：
耐高压性能：
能承受4kV—6kV浸水耐压试验，无击穿现象。
绝缘电阻：
每米成品电热带的绝缘电阻不低于20MΩ（DC2.5KV）。
低温弯曲性能：
在-20℃±1℃时，放置24小时，弯曲三次面无裂纹。
最高表面温度:
额定电压时，低温加热带表面温度不高于85℃。
最高维持温度：
低温电热带≤75℃。
最高承受温度：
105℃。
经过高温烤箱105℃±2℃时放置24小时以上，放置前后最高维持温度降低不超过8℃。
标称功率：
在额定工作电压及系统温度为10℃时，每米电热带的标称功率为30±5W,20±5W。
热稳定性：
在额定工作电压及室温时，PTC芯带通断1000次（通断算一次）后标称功率不低于试验前标称功率的70%。
3、聚乙烯保温：
用于室外管路的保温。
聚乙烯保温管是一种化学交联独立气泡聚乙烯高发泡体，它采用先进的发泡技术，把聚烯烃经过化学架桥和高倍率发泡（二次发泡）得到的，具有相当微细的完全独立气泡结构，它用于热水器上下水管路的外层保温。
聚乙烯保温管具有如下特性：
a、PEF具有耐低温性，在-170℃条件下，物性不变化，空气对流小，故热传导系数小（0.028Kcal/m2·h·℃）。
b、难燃性：
PEF经过特殊处理，具有难燃性。
c、施工方便：
PEF泡孔微细，本体柔软，可以任意剪切、贴合，施工过程对人体和环
境无危害。
目前公司有单层、双层两种规格。
本工程采用双层规格。
六、空气源热泵
高效节能，投入产出比高利用空气中免费的热能制取热水，能效比最高可达440%，能耗不到电锅炉的1/4，燃气、燃油锅炉的1/2，运行费用较低，一次投资长期受益，具有良好的社会效益和经济效益。
全天候运行，海量热水供应机组可在-7℃~43℃的环境中运行，不论夜晚、阴雨天，一年365天都能持续不断地提供海量热水，全面满足客户的环保热水需求。
绿色环保，安全无忧采用清洁能源，无废气污染，排出的冷气有利于减少“温室效应”，低碳又环保；介质换热，水、电完全分离，从根本上杜绝漏电事故；无需燃料，不会有火灾、爆炸、中毒等危险。
智能控制，方便管理采用智能化操作系统，具有自主控温、水位调节等多种模式，操作简易，无需专人看管；具有防冻和自动化霜功能，有效地解决了蒸发器易结霜、融霜不干净等相关问题，制热效果更佳。
模块设计，方便扩容机组模块化设计，集成度高，方便扩展，可自由组合，随意升级，此外还可以与太阳能热水系统互补，实现节能效果最大化。
第二章工程项目报价
项目名称
品牌
规格型号
数量
单价（元）
金额（元）
备注
太阳能集热器
四季
FPC1200a
70组
1500.00
105000.00
主机
控制柜
PLC可编程控制柜
1台
5800.00
5800.00
智能控制
保温水箱
MGSX10.0T-80-组合式
1台
19000.00
19000.00
集热保温
空气能
四季10匹
KFXRS-038/IIM
2台
21000.00
42000.00
辅助能源
循环泵
德国威乐
（进口）
PH-403E
1台
2800.00
2800.00
集热器-板换循环
PH-251E
3台
1800.00
5400.00
补液泵
PH-1500Q
1台
4200.00
4200.00
板换-水箱循环
BOOSTERMHI803
1台
9000.00
9000.00
变频增压
膨胀罐
500L
1台
5800.00
5800.00
压力注液
防冻液
800L
7000.00
7000.00
循环介质
注液箱
1000L
1台
6000.00
6000.00
补充介质
板式换热器
10㎡
7000.00
7000.00
介质热量传导
电磁阀
三力信
ZS-50
2个
800.00
1600.00
冷水上水
原装配件
薄壁不锈钢管路、电热带、各类阀门、管件、配件固定、开孔、基础水处理等
70套
300.00
21000.00
四季原装
安装费及其它
工人工资，装卸费，午餐费，交通费、施工
指导费、临设、管理费、机械损耗费等
1500.00
—
吊装费
集热器、支架、管路等
—
运输费
太阳能设备、管材配套管件等
—
电力配件
信号线、防水线、穿线管、护套线等
1000.00
—
小计
244100.00
税费
3%
7323.00
合计
251423.00
—
人民币（大写）：
贰拾玖万贰仟叁佰壹拾肆元整（RMB：
251423.00元）
注：
1、以上概算仅为楼顶集热部分，不涉及室内供排水，不包含避雷设施；
2、上表中智控系统包括主机、传感器、部分屏蔽线等；
循环泵可依实际情况进行调整；
3、甲方须将冷水补水、热水供水管道预留至指定位置。
第三章技术方案
第一节设计依据和设计标准
一、设计依据
工程所在地：
。
工程现场情况：
系统安装在建筑屋顶，集热器与水箱放置在同一平面。
用水情况：
依据现场情况及甲方需求，用水量设定为10吨，水箱终止温度为45℃。
辅助能源：
电加热。
二、设计指标：
以全年平均辐照量作为设计标准，系统拟安装70组FPC1200a型集热器，总集热面积为140.00m2。
在集热器倾斜面20°辐照量不低于13290KJ/㎡（太阳能保证率为49%）的条件下，太阳能热水系统每天能将10吨水温升35℃（从基础水温10℃升高到45℃），不足部分、阴雨天气以及冬季太阳辐照不好时采用辅助能源。
三、当地气象资料
基础水温：
10℃
根据国家建筑标准设计图集—太阳能集中热水系统选用与安装（图集号06SS128）的设计气象参数。
选取西安（北纬34°18'东经108°56'）作为参考城市，西安多年气象
西安地区（北纬34°18'东经108°56'）倾斜面上的辐照量补偿比参照兰州如下：
选择兰州的倾斜表面年平均太阳辐照量13.29MJ/㎡,20°倾斜面太阳辐照补偿系数为100%，则在20°倾斜面太阳辐照量为13.29MJ/㎡×1=13.29MJ/㎡。
选择银川的倾斜表面年平均太阳辐照量18.91MJ/㎡,20°倾斜面太阳辐照补偿系数为100%，则在20°倾斜面太阳辐照量为18.91MJ/㎡×1=18.91MJ/㎡。
四、太阳热水系统水质要求：
由于各地的水质情况不同，对于水质较差的地区，使用太阳热水系统时，将严重影响使用效果，因此，四季太阳能公司要求客户在使用太阳热水系统时，其给水水质必须达到下列指标（参考《生活饮用水卫生水标准》），方可保证使用效果。
项目
指标
项目
指标
总硬度（mg/L）
≤250
溶解氧（mg/L）
≤10
悬浮物（mg/L）
≤5
含油量（mg/L）
≤5
PH值（25°C）
≥7
含铁量（mg/L）
≤0.3
若用户的水质达不到上述的要求时，应采取适当的措施，使水质满足要求。
注：
1、总硬度：
表示水中钙盐、镁盐的总含量。
硬度分碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度两种，前者表示水中溶解的重碳酸钙Ca（HCO3）2和重碳酸镁Mg（HCO3）2的含量，当加热到沸腾时，这些盐分以泥渣状态沉淀出来，所以又称为暂时硬度；后者表示水中溶解的氯化钙CaCl2、氯化镁MgCl2、硫酸钙CaSO4、硫酸镁MgSO4及其它钙镁盐的含量，这类盐分沸煮时不易沉淀，又称为永久硬度。
这两种硬度总和称为总硬度，硬度单位用mg/L。
2、悬浮物：
悬浮物包括砂子、石子、铁屑等无机化合物和动植物有机体的微小碎片纤维或腐烂产物。
3、PH值：
用来表示水的酸碱性，PH＝7时，水为中性；PH<7时，水为酸性；PH>7时，水为碱性。
4、含氧量：
表示水中氧的含量，用mg/L表示。
5、氧气腐蚀：
氧是强烈的阴极去极化剂，能吸收阴极电子形成氢氧离子OH－，因而使腐蚀过程加剧。
6、含油量：
表示水中油的含量，用mg/L表示。
7、含铁量：
表水水总铁离子的含量，用mg/L表示。
8、氧化铁垢：
当水中含铁量过高时，会产生氧化铁垢，主要成分为铁的氧化物，这种水垢通常外表面为咖啡色，内层为灰色而垢下则有少量的白色盐类。
9、垢下腐蚀：
当金属表面有水垢时，在水垢下面发生的腐蚀称为垢下腐蚀。
当热水系统水中游离的NaOH多会发生碱性垢下腐蚀；当水中含有较多的CaCl2和MgCl2时，会生成盐酸，产生酸性垢下腐蚀。
五、应用国家标准及规范：
●中华人民共和国《可再生能源法》
●中华人民共和国《节约能源法》
●中华人民共和国建设部《民用建筑节能管理规定》
●财政部、建设部文件建科【2006】213号《财政部、建设部关于推进可再生能源在建筑中的实施意见》
●财政部、建设部文件财建【2006】459号《财政部、建设部关于印发〈可再生能源建筑应用示范项目评审办法〉的通知》
●财政部、建设部文件财建【2006】460号《财政部关于印发〈可再生能源建筑应用专项资金管理暂行办法〉的通知》
●财政部、建设部办公厅财办建
●建设部科技司建科节函【2006】101号《关于进一步做好“可再生能源在建筑应用示范项目可行性研究报告”的通知》
●《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》（GB50364-2005）
●《住宅建筑规范》（GB50368-2005）
●《住宅性能评定技术标准》（GB/T50362-2005）
●《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）
●《平板太阳能集热器》（GB/T17518-2007）
●《太阳能热水系统性能评定规范》（GB/T20095-2006）
●《太阳能热水系统设计、安装及工程验收规范》（GB/T18713-2002）
●《居住建筑节能设计标准》（DB13（J）63-2007）
第二节运行原理及说明
我们结合贵方实际用水情况，确定采用四季公司FPC1200a型集热器、工程控制柜（包括传感器）等主要设备，来完成贵方需求的各项功能要求。
系统运行原理图:
图为原理示意图,不表示实际连接方式
运行原理说明
一、工程概况：
太阳能热水系统的设计产热量为4000L/d，水温45度。
设计采用“四季”原装4吨水箱各一个，FPC1200a型集热器24组，PLC控制柜一个；
二、太阳能热水系统控制：
1、说明：
集热循环泵P1，温度T,水位L，电磁阀DCF;电磁阀前安装过滤器，并安装旁路。
2、控制要求：
集热器温度传感器T1、T2、T5（见图MS-05图例说明）；集热水箱温度传感器T3；集热循环泵P1；集热水箱补水电磁阀DCF1；
（1）集热温差循环：
当集热器温度T1与集热水箱中的水温T3温差≥7℃（可调）时，集热循环泵P1启动，将集热器中热水打进集热水箱中，当两者温差≤3℃（可调）时，循环泵P1停止；
（2）集热管路防冻循环：
当集热器温度T1或T2小于5℃（可调）时，水泵P1启动，进行循环防冻；当集热器温度T1和T2都大于8℃时，延时2分钟后防冻循环停止。
以防止循环管路冻堵（冬季使用）；
（3）高温保护功能：
当集热器温度T1>95℃时，P1不启动（按泵循环按键可启动P1，5分钟后停）；当T1<90℃时，恢复启动P1;
（4）自动上水：
a、定时补水：
在设定时间，当集热水箱的水位低于6水位（水位可设置），打开DCF1补水至水箱水位达到6水位（水位可设置），停止补水；
b、自动上水：
通过自动上水键启动循环上水功能，当水箱水位低于2水位时（可调）自动打开电磁阀DCF1，上水到4水位（可调）时,关闭电磁阀DCF1停止上水；
c、定温上水：
当水箱温度T3＞55℃（设定温度+5℃）且水位＜6格时，电磁阀DCF1打开，当水箱温度T3≤50℃（可调）或水位达到6格时，电磁阀DCF1关闭,停止上水。
（5）手动上水：
手动上水到设定的水位自动停止上水；
（6）防冻电热带功能：
当温度T5＜5℃时，电加热带启动；当温度T5＞8℃（防冻设定温度+3℃）时，电加热带停止。
（7）水箱电加热控制：
a、定时加热：
在设定时间段内（建议设定在用水时间点前3个小时）。
当水箱温度T3≥50℃（可调）时，辅助电加热不启动；当水箱温度T3＜45℃（设定温度-5℃）时，辅助电加热自动启动，至水箱温度T3＞50℃时，电加热停止。
b、自动加热（24h恒温模式）：
全天24h内，当水箱温度T3＜45℃（设定温度-5℃）时，辅助电加热自动启动，至水箱温度T3＞50℃时，电加热停止。
（8）定时定温管道循环（功能预留，如需此功能，后期增加）：
（9）低水位保护：
当水位为0格时，H1、P1不启动。
（10）停电保持：
停电时，控制器内置电池可以维持系统时钟继续运行，可以连续运行1年以上，系统运行参数可以永久保存。
（11）故障报警：
将可能发生的故障显示在屏幕上，便于故障确认及维修。
（12）宽电压工作：
可以承受较宽的电压波动，耐高压、耐低压幅度较大。
（13）安全防护：
设有短路、过流、漏电、过温断电四种安全防护功能。
3、热水供水：
供水增压；
第三节重要项校核计算及说明
一、集热站直接采光面积
（式——1）
式中：
——直接系统集热器采光面积，㎡；
——日均用水量，10000kg；
——储水箱内水的终止温度（用水温度），45℃；
——水的定压比热容，4.18KJ/（㎏·℃）；
——水的初始温度，10℃；
——当地集热器受热面上年日均总辐照量
＝13290KJ/㎡；
——太阳能保证率，无量纲，此处取0.49；
——集热器全日集热效率，国标经验值取0.40～0.55，根据我们公司实验数据取0.47；
——管路及储水箱热损失率，无量纲，此处取0.20。
以全年平均辐照量作为设计标准，系统拟安装70组FPC1200a型集热器，总集热面积为140.00m2。
在集热器倾斜面20°辐照量不低于13290KJ/㎡（太阳能保证率为49%）的条件下，太阳能热水系统每天能将10吨水温升35℃（从基础水温10℃升高到45℃），不足部分、阴雨天气以及冬季太阳辐照不好时采用辅助能源。
二、循环泵的型号
1、设计流量
对于太阳热水系统，集热循环管路为闭合回路，则管道计算流量为循环流量，按下列公式计算：
式中：
q—循环流量，L/h;
QS—集热循环流量,由于太阳辐照量的不确定性，联集管热水系统的集热循环流量无法准确计算，一般采用每平方米集热器的流量为0.01～0.02L/s，
即36-72L/（h·㎡）。
A—太阳能集热器的总集热面积。
根据各地太阳辐照量的不同以及四季多年的工程设计经验，集热循环流量通常按下表选取。
集热循环流量取值表表1.1.1
地区
集热循环流量QsL/（h·㎡）
青海、西藏
70~80
内蒙、新疆
60
其他地区
50
2、集热循环所需水压
集热循环泵的扬程计算公式为：
H=H1+H2+H3
式中，H——建筑内给水系统所需水压，kPa；
H1——水泵吸水管起点至最不利配水点（集热循环系统中如若某一配水点的水压被满足则系统中其他任何用水点的压力也均能被满足，则该点称为系统中的最不利配水点。
）位置高度所要求的静水压，kPa；
H2——水泵吸水管起点至最不利配水点的给水管路既计算管路的沿程与局部水头
损失之和，kPa；
H3——最不利配水点所需要的流出水头kPa.。
其中H3根据经验可取2-3m。
3、管径计算:
式中：
——设计流量，
——管道计算内径，
——流速，
上式中流速的确定，根据我国《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003，第99页中表5.5.8中规定，通过技术经济分析，并考虑室内环境产生噪声允许范围来选用，见表1.3.1。
热水管道的速度表1.3.1
公称直径㎜
15～20
25～40
≥50
水流速度m/s
≤
升级会员 