东方海洋云溪养殖基地太阳能热水-海水换热系统 - 技术探讨

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东方海洋云溪养殖基地太阳能热水-海水换热系统

时间：2018-07-18 来源：imsia

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一、项目概况

山东东方海洋科技股份有限公司，是一家从事海洋渔业为主的集海水养殖、冷藏加工、科研推广及国际贸易于一体的国家火炬计划重点高新技术企业、农业产业化国家重点龙头企业、国家级水产良种场。该太阳能热水项目位于烟台市牟平区云溪养殖基地，主要为苗种繁育养殖用海水加热，通过换热方式使海水温升约20 ℃。使海水温度常年保持在27 ℃左右。

二、太阳能资源：

依据国家气象中心提供的全年太阳辐照资料《中国气象辐射资料年册》，以烟台地区气象资料为参考，作为设计依据：

三、设计依据：

1、GB/T18713-2002 《太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范》

2、GB50015-2003 《建筑给水排水设计规范》

3、GB50207-2002 《屋面工程质量验收规范》

4、GB50242-2002 《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》

5、GB50303-2002 《建筑电气安装工程施工质量验收规范》

6、GB50364-2005 《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》

7、DGT 32/T08-2005 《住宅建筑太阳热水系统一体划设计、安装与验收规程》

8、GB/T20095-2006 《太阳能热水系统性能评定规范》

9、GB/T 12936-1991 《太阳能热利用术语》

10、GB/T17581-2007 《真空管太阳集热器》

11、GB/T 17049 -2005 《全玻璃真空太阳集热管》

12、03S401 《管道和设备保温、防结露及伴热带》

12、06SS128 《太阳能集中热水器系统选用与安装》

13、GBJ10-89 《钢筋砼设计规范》

14、GB50009-2001 《建筑结构荷载规范》

15、GB50015-2003 《建筑给排水设计规范》

16、GB50303-2002 《建筑电气工程施工质量验收规范》

17、L05SJ004 《太阳能热水器安装与建筑构造》

四、热水负荷设计：

太阳能热水系统主要为养殖基地育苗池内海水加温，该基地共用育苗池20个，每个容量10m3，共计200m3。设计温升20℃。则系统热负荷为：

Q=MCPΔT=16748000KJ。

即：200m3海水温升20℃所需热负荷为16748MJ。

五、太阳能热水系统集热面积：

根据公式：

（式一）中：Ac————直接系统集热器总面积，㎡；

Qw*Cw*(tend-ti)----热负荷 MJ(25122MJ)

f——太阳能保证率 %，无量纲；根据系统使用周期内的太阳辐照、系统经济性及用户要求等因素综合考虑后确定，宜为30%～60%；无量纲，取值：50%。

ηcd——集热器的年平均集热效率；根据经验取值宜为0.35～0.50，具体取值应根据集热器产品的实际测试结果而定，取值0.45。

ηL ——管路及储水箱热损失率，无量纲；国标根据经验值取0.2～0.3。取值：0.25。

JT----1月份时倾斜面月平均日太阳辐照量：：14.270(MJ/㎡.d）

（式二）中：AIN————间接系统集热器总面积，㎡；

FRUL----集热器总热损系数W/(㎡.℃）取值2.6W/(㎡.℃）（实测数据）

UHX---换热器传热系数W/(㎡.℃）取值2000-3000W/(㎡.℃）

AHX---间接式系统换热器换热面积，㎡（通过计算为30㎡）

通过计算太阳能集热面积为：1843㎡。

六、运行原理：

运行原理说明

（1）集热温差循环：当集热器温度T1与水箱中的水温T2温差≥6℃（默认值，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≤2℃（默认值，可调）时，循环泵P1停止；通过不断循环将集热水箱内水温提高。

（2）集热管路防冻循环：冬季当集热管路T3中温度低于5℃（默认值，可调），集热循环泵P1开启进行循环，当集热器管路内水温升高至10℃（默认值，可调）时，系统控制关闭循环泵P1，以防止循环管路冻堵（冬季使用）；

（3）电热带防护：为防止管道冬季冻堵，冷水补水管及循环管敷设电热带，当管道温度低于5℃，电热带启动进行加热，当达到10度电热带停止加热。

（4）高温防炸管保护：当集热器温度T1高于90℃（默认值，可调）时，集热循环泵P1停止循环，当T1温度下降到85度时再次启动（防空晒炸管）；此功能可根据情况选择关闭或开启。

（5）低水位补水：为保证供水水箱内有足够热水供应，当水箱的水位≤1水位（25%），电磁阀DCF1打开对水箱补水，当水箱水满或达到设定水位停止补水；

（6）温控补水：当水箱水温超过60度且水箱未满，电磁阀DCF1打开对水箱补水，当水箱水满或水温降到50度停止补水。

（7）换热供水：通过温度探头T4，T5探测板换一次侧，二次侧温度,达到启停条件，供水泵启动。

（8）防结垢措施：热水在高温时容易形成水垢，造成系统循环不畅，在冷水补水端加硅磷晶水处理。

七、节能量

 太阳能热水系统每节约1T标准煤，就等于减少向大气排放：CO₂：0.72吨；SO₂：0.02吨；粉尘：0.2吨。本系统年节约标准煤251吨，可减少CO₂ 180.72吨，SO₂5.23吨，粉尘：50.2吨.

八、项目照片