新农居太阳能+地源热泵供暖制冷可行性方案.docx
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新农居太阳能+地源热泵供暖制冷可行性方案
新农居太阳能+地源热泵供暖制冷
可行性方案
一、项目概况
随着国家经济和社会发展第^一个五年计划纲要的提出，国家加大了对农村基础设施建设的力度，为了解决新农居的供暖及制冷及生活热水要求，特进行农居利用新能源进行供暖制冷的示范。
本工程为房山区新农村农居太阳能+热泵供暖制冷及生活热水示范项目，建筑面积150平方米，采用太阳能+热泵的形式供暖制冷及提供生活热水。
二、建设工程主要内容
太阳能热泵供暖制冷示范项目主要建设内容包括以下几个部分：
1、太阳能集热器采购安装；
2、地源热泵机组米购安装；
3、热泵室外换热系统安装；
4、系统所需水箱的制安；
通过以上几个部分的整体建设，最终实现新农居利用新能源实现供暖制冷并提供生活热水的。
洗浴热水全部由太阳能系统提供，太阳能集热器设置在屋顶。
当太阳能系统不能满足使用需求时，冬季由电加热作为辅助热源，春夏秋由热泵作为辅助能源来满足使用需求，以达到全天24小时供应生活热水的目的。
太阳能工程系统运行方案设计
一、设计思路及原则
北京XX实业公司秉承优先利用太阳能源、保证系统全天候供水的原则，多
年来对公司太阳能工程系统及控制思路进行了最优化的整体设计，达到了较高的人性化管理。
通过数百个大中型全天候太阳热水系统工程实践的检验，其合理性及先进性均得到了行业及用户的肯定。
二、设计理念及关键技术
在九阳全天候太阳热水系统设计过程中，始终贯穿着如下理念：
（1）保证全天候24小时供应热水；
（2）最低限度使用常规能源，运行费用达到最低；
（3）优先利用太阳能（环保）；
（4）全面利用太阳能（不浪费）；
（5）北方地区应保证设备和系统永远不冻；
（6）全自动运行、无人值守；
（7）少维护、寿命长、安全可靠；
（8）与建筑物易结合，整体效果协调、美观。
为了实现上述目标，经过多年探索，在系统设计安装中我们采用了如下关键
24
1
1
2
3
4
5
6
7
8
2.
2.1
A
q
A—直接系统集热器采光面积，m
Qw—日均用水量，kg
q—集热器在晴好天气日均产水量，L/m2
（1）
采用平板型太阳能集热器，集热面积按春夏秋晴好天气每平米日均产80
平米;
（2）
采用真空管型太阳能集热器，集热面积按春夏秋晴好天气每平米日均产
取80平米
2.2太阳能蓄能水箱的设计
对于太阳能热水系统，由于受自然条件的限制，太阳能集热系统不可能全天
24小时满足设计小时用水量（qrh）的要求。
由于用户用水时间为全天候型，考虑到太阳能集热器的功率及日照时间与用户用水量、用水时间存在的差异性，设计
水箱容量应为用户全天总的用水量，则本系统太阳能储水箱的设计有效容积为5立方米，另配一个1立方米预热水箱。
2.3辅助能源功率设计
由于太阳能热水系统的供应具有不确定性，因而辅助能源加热设备的功率需按系统最不利工况，即太阳能系统不工作时（阴雨天）确定。
根据北京XX实业公司《全天候太阳热水系统设计施工技术规范》，太阳能定温放水系统辅助加热功率计算公式为：
Q△t
860T
p
P—辅助能源功率，KW
Qw—日均用水量，kg
△t—储水箱内水的设计温度与水的初始温度的温差，C
T—设计全天用水量的加热时间，h,定温放水系统一般选用8小时
厂5000（45-10
P=
8607
P=24KW
故热水系统辅助能源功率为24KW因此本工程选择辅助电加热功率为24KV；
（1）辅助设备的运行方案：
本方案中，辅助设备为两种：
电加热及地源热泵。
在采暖季节，地源热泵满足浴室的供暖要求，电加热作为热水系统的辅助热源；在非采暖季，地源热泵作
为生活热水系统的辅助，电加热停止运行；此运行方式达到在节省了初期投资的同时，达到了节约运行费用的目的
（2）辅助设备的选择
电加热：
功率为24KVy采暖季运行，作为热水系统辅助；非采暖季不运行；
地源热泵：
浴室建筑采用多孔砖保温建材，按60WM热负荷考虑，供暖负荷
为9KW
本工程实际选可选取输出功率10KW勺热泵机组。
2.4产品的选型说明
本工程采用全天候太阳能定温-温差循环系统，选用太阳能集热器：
平板集
热器设计面积为64平米，真空管集热器设计面积为80平米，太阳能热水储水箱
选用有效容积为5立方米的碳钢水箱，同时配1台预热水箱1立方米，辅助能源
采用电加热或热泵机组，辅助电加热功率为24KW
1
2.5
5
60-70L/
3200
200
XJFlKi
7
70-80
600
19
制器设定此温度T1的上下限（出厂设定为上限45度，下限40度）；
（2）当集热器出口温度T1达到设定温度上限时，控制器命令太阳能上水泵启动，将水箱中的冷水送入集热器中进行换热，然后送入热水箱上部，随着换热的不断进行，集热器出口温度T1会随之下降；
（3）当集热器出口温降T1下降到设定温度下限时，控制器命令太阳能上水泵停
止，这时集热器及系统管路中的水会沿着设计安装的管路倾角倒流回水箱中，为
了避免倒流产生水击损坏水泵，我们在水泵出口的立管位置上安装了双向单流阀装置，使倒流回来的水通过双向单流阀的旁路倒流回水箱中，避免了水泵的水击
现象，并达到北方地区排空防冻的目的；
（4）由于天气晴好或用户用水量比较小的情况下，太阳能可把整个热水箱中的
水加热到35度以上，当热水箱参考温度到达35度时，控制器会自动转换为温差循环系统，从而逐步提高整个水箱水温，达到充分利用利用太阳能的目的；
（5）在预热热水箱下部设有电加热系统，当热水箱中的水温低于用户用水温度要求时，控制器会自动命令电加热（热泵）系统启动，将热水箱中的水加热到用户用水要求的温度即停止，从而保证用户用水温度，电加热（热泵）系统出厂设定启动温度的上限为45度，下限为42度，即低于42度启动，高于45度停止，此温度区间可根据用户要求设定；
（6）系统供水采用变频供水机组，同时在回水末端设置回水电磁阀，在保证系
统24小时供水品质的同时，达到最节约运行费用的目的。
（7）本系统要求补水箱及水泵等设备放置在不冻的房间内。
3、全天候太阳能热水系统特点
（1）九阳全天候太阳能热水系统，经科委鉴定，系统日平均热效率大于50%
为国内领先；
（2）太阳能与常规能源的巧妙结合，保证用户全天24小时的生活热水供应;
（3）系统采用机械排空防冻技术，保证设备和系统在任何情况下都不会冻损，
冬季正常使用；
（4）本系统还采用了我公司独创的双向单流阀专利产品，使系统回水分流，防止水泵发生水击损坏，从而延长了水泵的使用寿命；
（5）系统长期在低温快速流动状态下运行，从而防止了系统管路、阀门、仪表尤其是集热器板芯的结垢问题，达到系统热性能长期稳定；
（6）全部系统采用智能化电脑控制，最全面、最优先使用太阳能，最少使用常规能源，可达到无人值守的效果；
（7）系统可承压运行，并且集热器与储水箱分开布置，更容易满足建筑设计及安装的需要。
01
64
782
50048
02
10/
7
854
5978
03
64
7.7
492.8
04
5
1
15975
15975
05
1
1
5540
5540
06
1
6560
6560
07
CH2-30
1
2258
2258
08
24KW
1
3280
3280
09
CH2-20
1
2081
2081
10
DN25
1
226
226
11
DN32
1
338
338
12
5
1
1190
1190
13
64
116
7424
14
64
100
6400
15
PW-404EA
2
2660
5320
LG
16
DN20
1
131
131
17
113241.8
（二）真空管太阳能热水系统方案报价单位（元）
序号
名称
规格（单位）
数量
货物单价
合计
备注
01
全玻璃真空管
①47*1200
800
25
20000
02
真空管联箱
50支/个
16
830
13280
03
真空管支架
10m2/套
8
830
6640
04
尾架
10m/套
8
586
4688
05
进水铜管
①12
16
46
736
06
热水储水箱
5立方
1
15975
15975
碳钢
07
预热水箱
1立方
1
5540
5540
碳钢
08
系统控制柜
模拟屏
1
6560
6560
09
太阳能循环水泵
CH2-30
1
2258
2258
格兰富
10
电加热
24KW
1
3280
3280
11
辅助能源循环水泵
CH2-20
1
2081
2081
格兰富
12
双向单流阀
DN25
1
226
226
13
补水电磁阀
DN32
1
338
338
14
硅丽晶
5kg
1
1190
1190
15
管道及附件
m2
64
116
7424
16
安装人工费
m2
64
100
6400
17
自动增压泵
PW-404EA
2
2660
5320
LG
18
回水电磁阀
DN20
1
131
131
19
小计
102067
太阳能浴室土建工程基本方案及报价
一、浴室建筑的结构形式
在本工程中，太阳能浴室建筑物采用节能型建材一一多孔空心砖，墙体外保温，使建筑物节能达到较高标准。
屋面部分采用现浇顶。
集体浴室内部建议采用普通装修。
地面采用防滑磁砖，墙壁采用普通磁砖，顶部用PVC板吊顶。
二、浴室的设计说明
1、淋浴器安装数量
按目前对新农村太阳能集体浴室的调查情况，村民用水点相对比较集中，考因此，淋浴器的数量考虑按每四个用水人数设置喷头1个，本工程实际安装淋浴器的数量取为20个。
2、集体浴室的建筑面积估算
集体浴室的建筑面积，包括淋浴间、更衣室、门厅兼接待厅、操作设备间几个部分的建筑面积。
本工程设计太阳能浴室132平米；具体布局及各部分面积分布设计详见浴室平面示意图。
（同时附150平米规模浴室布置示意图）
浴室的整体设计（建筑、结构、暖通、给排水、电气等专业设计）建议由具
132
01
132
1350
178200
150
01
150
1350
202500
太阳能浴室暖通部分基本方案及报价
一、设计说明：
1、本工程中，太阳能集中浴室的供暖热源设计采用土壤源热泵。
土壤源热泵就是以大地作为冷热源对建筑进行空调的技术。
这种系统把传统
的空调器的冷凝器或蒸发器直接埋入地下，使其与大地进行热交换，或者通过中间介质作为热载体，并使中间介质在封闭环路中通过大地循环流动，从而实现与大地进行热交换的目的。
冬季通过热泵将大地中的低位热能提高品位对建筑供暖。
本工程设计热泵机组输出功率lOKvy采暖季对建筑物进行供暖；非采暖季可作为太阳能热水系统的辅助热源。
2、供热末端根据浴室特别是淋浴间湿度较大的实际条件，选择采用地板辐射供
暖方式。
、热泵系统估价单位（元）
序号
名称
数量
132平米建筑面积
150平米建筑面积
备注
01
热泵机组
1台
11400
11400
02
打孔费
20000
20000
03
水泵
2台
3200
3200
04
末端
1项
7800
9900
05
安装费工料费
5000
6500
06
47400
51000
POS
POS
POSPOS
1
2
3
4
5
、控水系统价格表
序号
设备名称
单位
单价
数量
合计
备注
01
发行机
台
1500
1
1500
02
控水机
套
650
20
13000
03
系统软件
套
3000
1
3000
04
射频卡
张
0
0
0
自购
05
调温阀
套
260
20
5200
06
计算机设备
1
0
自购
07
安装工料费
5800
08
合计
28500
3.
40KW
结论及说明
、投资预算总计
按上述各部分的不同设计规模，可组合为以下四种方案:
方案一：
132平米建筑面积，配套64平米平板型太阳能热水系统:
序号
项目名称
规模
价格（元）
备注
01
太阳能浴室建设
132平米
178200
02
平板太阳热水系统
64平米
113241.8
03
热泵机组
132平米
47400
04
智能控水系统
28500
20个淋浴器
05
总计
367341.8
方案二：
132平米建筑面积，配套80平米真空管型太阳能热水系统:
序号
项目名称
规模
价格（元）
备注
01
太阳能浴室建设
132平米
178200
02
真空管太阳热水系统
80平米
102067
03
热泵机组
132平米
47400
04
智能控水系统
28500
20个淋浴器
05
总计
356167
方案三：
150平米建筑面积，配套64平米平板型太阳能热水系统:
序号
项目名称
规模
价格（元）
备注
01
太阳能浴室建设
150平米
202500
02
平板太阳热水系统
64平米
113241.8
03
热泵机组
150平米
51000
04
智能控水系统
28500
20个淋浴器
05
总计
395241.8
方案四：
150平米建筑面积，配套80平米真空管型太阳能热水系统:
序号
项目名称
规模
价格（元）
备注
01
太阳能浴室建设
150平米
202500
02
真空管太阳热水系统
80平米
102067
03
热泵机组
150平米
51000
04
智能控水系统
28500
20个淋浴器
05
总计
384067
二、各方案分析说明
上述四个方案中，方案一及方案二其建筑面积为132平米，按设计图纸进行
布置，其完全可满足浴室的使用要求，且其投资相对于方案三、方案四150平米的建筑费用较为节省；同时，方案一与方案二分别采用了不同的集热器类型，且费用相差不大，因此建议选择方案一及方案二分别进行建设。
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