一、项目概况
北京四季沐歌太阳能有限公司三厂活动中心太阳能泳池于2017年7月开始正式运营。该项目位于江苏连云港海州区瀛洲南路199号,主要以太阳能作为室内恒温泳池加热、淋浴及冬季采暖的热源。其中,泳池尺寸为25m×12.7m×1.17m=371t,淋浴器28个,卫生间洗手面盆17个。
自运营以来,系统运行稳定,现已对外开放经营。
游泳馆航拍图
二、设备及选型
集热器:四季沐歌平板集热器,活动中心屋面安装平板集热器315台,2号厂房屋面安装平板集热器396台,共计711台。
水箱:2个24吨的水箱,80mm厚聚氨酯保温。
辅助能源设备:1台沐歌超低温20p空气能及1台燃气锅炉。
三、运行原理
系统运行原理图
系统运行原理说明:
四季沐歌三厂活动中心项目是供应游泳池加热和生活热水以及冬季游泳馆采暖的太阳能节能项目。此太阳能集热系统根据设计要求及当地的气候、海拔等情况确定采用平板型集热器系统、不锈钢组合式水箱、板式换热器、水泵、燃气锅炉、软化水处理设备等来组成整套系统。为保证系统安全稳定的运行,我们选用为此系统专业设计的PLC控制系统,完成太阳能系统的自动化运行。
平板太阳能集热器
1、生活热水箱优先加热控制
太阳能系统优先加热生活热水箱,达到设定温度加热生活水箱,否则系统自动转换为泳池加热热水箱加热。
2、集热温差循环控制
集热器顶部温度与热水箱温度之差≥10℃(现场可调)时,集热系统循环泵与水箱加热泵同时启动,通过板式换热器BH完成热量的交换,将集热器内的热量储存至热水箱内。而当集热器温度与水箱温度之差≤3℃时,集热系统循环泵与水箱加热泵同时关闭,集热温差循环停止;如此反复逐步加热水箱内的水。
3、生活热水箱自动补水控制
1)无水补水:当水箱内的水位小于设定水位时,电动阀打开自动补水至设定水位时停止补水。
2)温控补水:在水箱水位小于设定水位条件下,且水箱温度大于设定温度时,电动阀自动打开开始补水,至水温降至设定温度或水箱水位达到设定水位时,自动关闭电动阀停止补水。
4、生活热水供应
供热水控制采用变频恒压控制,管道循环温度控制电动阀,当回水管道温度小于设定温度时,电动阀自动打开,管道循环开始达到管道温度设定值时关闭电动阀,停止循环。
当温度不足时,采用燃气锅炉辅助加热。
5、游泳池加热控制
泳池加热优先使用太阳能泳池加热热水箱的热量,当太阳能泳池加热热水箱的温度小于设定温度时,如泳池需继续加热,则自动转换为燃气锅炉供热为泳池加热。
空气能作为泳池水箱的辅助能源。
淋浴间实景
四、系统创新
1、太阳能保证率
此活动中心供热的太阳能保证率高达68%。
2、集热器选择四季沐歌平板集热器
四季沐歌平板集热器的检测报告上,瞬时效率截距可达76.3%,相对于真空管集热器效率更高。
3、双水箱系统,最大化利用可再生能源
此系统采用双水箱系统,最大化利用太阳能,控制水箱温度分区。集热水箱设置水温较低,集热器在低温工作时效率更高,从而提高了工作效率。
4、集热系统采用承压板换控制
采用防冻液循环介质,性能稳定不结水垢;板换换热效率高。
5、集热循环泵、采暖/泳池/热水供水泵均采用一备一用
水泵定时切换运行,提高泵的使用寿命;如一台水泵出现故障,另一台启动,达到系统安全稳定运行目的。
采用世界顶级格兰富水泵和丹麦进口水泵,具有节能,低噪音、检修方便的优点。
6、洗浴加热方式采用半容积式热水箱
1) 顶水出水,供水压力恒定,用水舒适。
2) 只需加热水箱内少量热水,升温启动快,避免加热整箱水耗时耗能多的情况。
3) 集热器在低温工作时效率更高,此系统双水箱设置,集热水箱设置水温较低,效率提高。
7、系统设有一套独立的软化水设备,为生活热水箱及泳池水箱提供补水
去除水中钙镁离子,促进软化。使用软水沐浴、头发光滑,皮肤细腻,提高舒适度;软水能避免水结垢,减少热水器维修维护,降低管道的维修维护。
8、本系统采用智能控制系统,全方位远程监控
1) PLC控制系统:为该系统专业设计的PLC控制系统,完成太阳能系统的自动化运行;
2) 双辅助模式:双系统控制,最大化采用太阳能,空气能+燃气锅炉辅助供热
3) 数据采集系统:该系统安装了数据采集系统,用以传输整个系统各处温度、压力、流量、热量及电量的数据,通过分析数据来完善系统。
五、经济效益分析
太阳能保证率68%,静态回收期3.11年,年替代标准煤397.5吨,年减排二氧化碳866.5吨。