工业用热水升温太阳能热水系统设计方案——热水器资料库

　　一、工业用热水升温太阳能热水系统工程概况

　　工业用热水升温太阳能热水系统用水情况：下面就以浩通正在做的青岛洁雅毛巾厂印花车间和漂染车间用热水为例；每天用热水500吨，温度60～120℃不等;漂染车间共10多个水罐，每个容水量为3吨，每天24小时不定时换水约八次，共250吨;印花车间约10个容水量为4吨的罐，每天24小时不定时换水约六次，共250吨;二车间共每天用水500吨;每次用完水，将水排放掉，其中35%排放水的余热90℃以上，其余排放水在60℃以上。

　　工业用热水升温太阳能热水系统工程改造内容：以太阳能热水系统提供60～70℃基础水温的水500吨，同时考虑车间每天500吨废水的余热回收。

　　二、工业用热水升温太阳能热水系统方案设计指标：

　　1、工业用热水升温太阳能热水系统以秋分所在月9月份为设计基准;

　　2、根据厂区屋顶状况，本项目采用JPS-60TX21-33°型三高集热站84组，JPS-30TX21-33°型三高集热站577组，JPS-30TX21-00°型三高集热站295组，总集热面积为5595㎡，在集热器倾斜面辐照量大不低于20390KJ/㎡的条件下，能提供(46℃～70℃)的热水500吨，综合回收废水余热，整个系统每天可以提供3203万大卡，不足部分以原蒸汽系统补充。

　　三、工业用热水升温太阳能热水系统原理图

　　运行原理说明

　　1、工业用热水升温太阳能热水系统简介

　　青岛喜盈门集团第四毛巾厂厂区内，共有20个可利用安装太阳能热水系统的屋面，本系统由15个集热分系统组成，分系统的热水汇集到供水水箱，供水水箱采用3个50m3的HDG水箱并联使用，HDG置于地面的空旷处或设备间内。另外设置一个150m3的高温废水储水池，一个150m3的低温废水储水池，生产废水先排放到废水池内(须安装溢流口)，经过沉淀、过滤，供余热回收使用;车间高温罐的用水由供水箱经高温换热系统进一步提升温度后，输送到用水点，然后根据工艺要求采用蒸汽调整到要求水温，低温废水用来提升基础水温后输送给各集热水箱，由此，整个系统最大化的利用了热能。

　　2、集热温差循环

　　当集热器温度高于集热水箱温度达到设定值，循环泵P1～P20启动，当温差达到停止设定值时，停止循环。

　　3、定水位补水

　　当供水水箱的水位低于3水位时,主管电动阀DDF16打开，自来水经过低温换热系统提升水温后，送往各集热水箱，此时，15个分系统补水电动阀DDF1～DDF15中10个集热水箱温度较高的打开，将集热水箱中的热水顶出，汇集到B水箱，当B水箱水位达到4水位，关闭电动阀停止补水。

　　4、低温水换热

　　当水箱补水时，系统检测低温废水池的水位，若水位不低于1水位，则同时启动P24将低温废水增压通过换热器换热后排放掉;若低温废水池的水位低于1水位，则P24关闭，停止换热。

　　5、高温罐供水

　　当高温用水罐用水时，手动打开进水阀门，同时按下按钮，启动高温供水泵P21，将供水箱中的热水经过高温换热系统进一步提升水温后，送往各高温用水罐。

　　6、高温水换热

　　当高温罐用水按下补水按钮时，系统检测高温废水池的水位，若水位不低于1水位，则同时启动P23进行高温换热;若高温废水池的水位低于1水位，P23关闭，停止换热。经高温换热后的废水排放到低温废水池，再次进行低温换热。

　　7、低温罐供水

　　当低温用水罐用水时，手动打开进水阀门，同时按下按钮，启动低温供水泵P22，将供水箱中的热水直接送到低温用水罐，或经过高温换热系统进一步提升水温后，送往各低温用水罐，然后再用冷水或蒸汽将水调至所需温度。

　　8、防冻循环

　　冬季当集热管路中温度低于5℃时，系统控制循环泵开启进行循环，将水箱内热水打进集热管路;当管道温度升高至10℃时，系统控制关闭循环泵，以防止循环管路冻堵(冬季使用)。

　　9、高温断续循环

　　当集热器温度高于95℃，且仅高于水箱温度2～10℃范围内时，泵每循环10分钟，停20分钟(防空晒炸管)。

　　10、用水供水

　　在HDG水箱的供水出水端设置变频增压系统，当生产车间打开用水阀门后，变频系统调整水泵的运转，对水池进行增压补水。

　　11、废水排放

　　生产完毕后，打开放水阀门将废水排入废水池。

　　四、工业用热水升温太阳能热水系统直接采光面积计算

　　式中：

　　——直接系统太阳集热器采光面积，㎡;

　　——日均供水量，500000kg;

　　——储水箱内水的终止温度(用水温度)，70℃;

　　——水的定压比热容，4.18KJ/(㎏·℃);

　　——水的初始温度，46℃;

　　——当地太阳能集热器受热面(50°)上9月份晴好天气日总辐照量=20390KJ/㎡

　　——太阳能保证率，无量纲，取1;

　　——太阳集热器全日集热效率，取0.47;

　　——管路及储水箱热损失率，无量纲，此处取0.15。

　　经计算：集热面积Ac=5595㎡

　　五、工业用热水升温太阳能热水系统气象资料

　　1、基础水温：15℃

　　2、全年太阳辐照情况

　　根据国家气象中心2001年提供的全国各地日均及年总辐射数据(单位MJ/m2)，因为青岛没有气象观测站，我们选离青岛最近的烟台观测站作为参考(区站号54764，东经121o15ˊ,北纬37o30ˊ)太阳辐照量情况如下：

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