大型住宅小区利用太阳能集中供热水工程

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1、项目可行性研究报告项目名称：大型住宅小区太阳能热水工程（该项目建筑面积达90万m2）领域：新能源、环保与节能申报单位：起草人：高毛红（山东桑乐太阳能有限公司,山东省能源研究）申报时间：2005.7-10-。3、研究方案、技术路线、组织方式与课题分解该项目是一项多学科、多专业组合优化工作。主要由集热器阵列、蓄热水箱、循环管路、变频控制供水系统、泵阀选用、辅助加热系统、传感系统、PLC可编程控制系统、人机界面触摸屏和远程监控系统等组成。系统的组成如图1所示，下面重点对系统的工作原理和控制要点作介绍：图1太阳热水工程原理、供热水及其控制系

2、统工作原理：U型真空管集热器吸热后使其联管内水温升高，当达到设定水温时，电磁阀1打开，自来水-10-将集热器内的热水推进蓄热水箱，当定温点水温降低后，电磁阀自动关闭，当光照继续加热集热器内水温达到设定温度后，电磁阀1又自动打开，这样反复加热脉冲式送水，如果集热器和水箱匹配，光照结束后，水箱内充满所要热水。如果水箱提前充满（有剩余热水），系统自动进入温差循环状态。定温电变成高温点，水箱内是低温点。通过循环泵与蓄热水箱循环使蓄热水箱温度继续升高。辅助热源（预定天然气锅炉）在太阳能量不足时工作，作为太阳能的补充，同样实行定温直流方式，系统

3、全自动运行。有情况变化，电脑芯片的程序也随之变化按已定程序工作适应变化。变频控制系统通过变频器控制水泵给各终端供水，终端供水水压恒定，而且使供水管路中存水与蓄热水箱之间定温循环，实现出水即热。PLC可编程控制系统利用传感系统采集现场数据，并对数据进行分析和处理，触摸屏人机界面对系统参数进行设置，控制泵阀和电加热等执行器件的工作，使整个系统可靠运转。PLC可把系统数据通过远程通信传送给工业控制计算机，通过工业控制计算机可对系统进行远程监控。①、集热器系统采用U形管─真空管集热器,集热器单体采用模块化制作，太阳能集热器阵列采用集热器模块

4、化组合。U形管─真空管集热器是在全玻璃真空管中插入弯成U形的金属管，在U形管和玻璃真空管之间有与二者紧密接触的金属翅片，进行热量传导。此集热器为我公司研制的新型产品，除具全玻璃真空管集热器的优点外，集热器可在承压下运行，更适合较复杂的运行状态，更适合安装现场的变化要求，可更好的优化系统，该集热器已通过德国国家实验室ISFH测试。②、变频控制供水系统变频控制系统通过变频器控制水泵给各终端供水，使终端供水水压恒定，而且实现出水即热。原理如下：-10-通过远传压力表传递压力给变频器，变频器控制热水循环泵使整个供水管路恒压，解决了太阳能供水

5、水压不足的缺陷。为实现供水出水即热，避免管道冷水的影响，在供水管路放置温度传感器检测供水管路温度，当温度低于系统设定温度时，打开电磁阀，这样远程压力表、变频热水循环泵和蓄热水箱组成一个回路，变频泵使管路冷水与蓄热水箱热水循环，直到管道温度高于系统设定温度时电磁阀关闭循环停止，这样实现了整个系统供水的出水即热。图2变频控制供水系统③、传感系统控制系统设置了多个温度传感器、水位传感器等对系统运行情况进行检测，为了对系统自身进行自我测试和自我优化，在系统集热器周围安装了太阳辐射仪，太阳辐射仪可以对太阳能辐射能量进行检测，可以与系统的运行情

6、况形成对照表，测试整个系统的运行效果和热性能。PLC可编程控制系统和触摸屏人机界面PLC可编程控制系统是整个系统的大脑，控制整个系统的运行。（1）集热器和蓄热水箱通过循环泵换热，通过太阳能辐射能量和温差双重控制循环泵，提高系统热性能。-10-太阳能辐射能量通过太阳辐照仪检测，当单位太阳能辐射能量达到一定值时泵运行，低于一定值时泵停止。检测集热器高温点温度T1和循环泵入口处温度T2，当T1-T2≥△T1时泵运行，当T1-T2<△T2时泵停止。（2）蓄热水箱与电热水箱的循环控制和电热预约控制。系统根据使用要求设定好每天的用水时间、用水量

7、等用水要求，PLC根据此要求对系统进行模糊控制，当太阳能量不能满足使用要求时，可自动开启辅助电加热系统进行补充。系统检测电加热水箱的水温T3，通过此温度控制蓄热水箱与电热水箱的循环。T3≥TP时电加热关闭，泵运行；T3

8、道循环关闭，实现防冻的自动控制。触摸屏与PLC通过数据线进行通信，通过操作触摸屏对系统进行控制。触摸屏使人机界面更友好，操作更方便。④、远程监控系统PLC可与工控计算机之间进行远程通信，通过工控计算机可远程监控系统的运行。通信方式分有