欢迎来到太阳能行业国际交流平台!

您现在所在的位置:首页 > 论文 > 专题栏目 >

专题栏目

刘洪绪:太阳能游泳池加热系统技术规范解读及案例分享

上传时间:2016-04-18 16:15:01来源:IMSIA国际金属太阳能产业联盟浏览次数:


 

 

发言人:皇明太阳能工程师

内容:《太阳能游泳池加热系统技术规范解读及案例分享》

 

 

大家好,我是皇明技术研发中心的刘洪绪,非常高兴能有机会跟大家一起分享一下行业标准(太阳能与游泳池加热系统技术规范),这个标准其实在两年之前已经实施了,之后我们做了一些太阳能游泳池的案例与大家分享一下。

 

该标准的范围是从前期的技术术语,到定义、设计、施工、调试、验收一整套的太阳能机热部分的流程。,因为这个是太阳能游泳池加热系统技术规范,所以它的设备范围包含了透明盖板的平板型集热器和真空管型集热器。这是前期能源部分的,太阳能能源部分的规范,不包括后边的泳池部分的规范。这个集热设备也不包含闷晒的集热器,它引用的规范比较多,主要分为两大类,一个是太阳能方面的标准,再一个就是建筑、电器、钢购。这些技术规范都是引用了标准里面的。

 

这个标准里面的第三部分是术语跟定义,这里面一共讲了五个术语。第一个是太阳能游泳池加热系统,这个加热系统的定义是利用太阳能机热设备转化的热能供给游泳池加热能量需求的系统,主要包括四大部分,一个是集热系统,这个就是指的太阳能真空管型集热器,平板型集热器和换热设备。换热设备有的有,有的没有,分直接的和间接的,直接的加热系统就是没有换热设备。还有一个就是常温能源设备,因为靠太阳能,大家都知道太阳能是靠天吃饭的。所以说有时候不好用,阴雨天的时候它就需要一些常规的能源设备,这个也包含在规范里面。再一个就是控制系统,控制系统是这个里面比较核心的一个软件部分。

 

直接加热系统和间接加热系统这里也有一个定义,直接加热系统是太阳能集热系统中的水直接供游泳池使用,就是中间不需要换热设备的游泳池加热系统,就是太阳能集热器的水直接到泳池,中间没有换热设备。再一个就是间接加热系统,它俩正好是相对的。太阳能集热系统收集的热量通过换热设备传递给游泳池加热的系统,中间多了一个换热的设备。从集热器到游泳池的水,就是中间加个水箱,水箱可以缓冲一下,这种系统也是属于直接系统,它不属于间接系统。间接系统这里面定义非常明确,就是说中间一定要加上换热设备,没有换热设备的都是属于直接的。

 

游泳池加热量,加热量使这个游泳池的水保持你设计的温度,需要给它提供的能量。这部分一共是分了三个部分。一个是池水表面蒸发损失热量,这个是比较大的。再一个就是传导热量损失的温度。第三部分是加热普通新鲜水的热量。

 

传导损失的热量其实也分了几块,一个是泳池本身,泳池壁,泳池底部,往外传导的热量。再一个就是换热设备、集热系统管道本身的一个热量损失都在泳池加热热量里面,后边还有一些附表,标准附表计算的公式都在里面。

 

最后一个术语就是太阳能保证率,太阳能保证率是游泳池加热系统中太阳能提供的热量占游泳池加热量的百分比,因为太阳能保证率不是说越高越好,也不是说越低越好,其实它跟现场的环境还有现场的环境位置有关系。一年四季使用还是分季节的使用,安装集热器的面积够不够用,这个就决定了百分率。一般情况下,我们一般做的这些泳池基本上都在50%左右。

 

这个标准的第四部分也是太阳能游泳池加热系统设计,这个系统设计里面第一个是在基本的一些规定情况,这个规定里面有好几条,我列了其中几条。一个是泳池加热系统综合考虑环境条件,游泳池类型、公司规模等。再就是加热系统要包含能源加热设备,常规能源加热设备其实这个就是辅助能源。再就是加热系统与池水接触的设备和管道应耐化学药剂腐蚀。往往跟甲方沟通的时候,他们就会有一些或者现场有一些约定,因为现场条件的限制,这就是最基本的。再就是分类选型,有了现场的锤炼,甲方要求就开始给他做方案,选型,选型就是看看它适合做什么样的。根据环境因为条件做间接式的还是做直接式的。这个选型可选择的也是比较多的,加热的设备是平板还是真空管,还是其他的常规能源的辅助。

 

游泳池加热量,这个标准分了三部分,其实第二和第三都是属于传导的热量损失,单给他列出来,这个具体的计算后面有附表公式。这是游泳池加热的热量损失,刚才说了第一部分游泳池池水表面蒸发热量损失,就是按这个公式来。第二个它的传导热量损失,这一个基本上是不算的,没有具体的公式。一般情况下,咱这个标准上列的是都按第一部分蒸发损失热量的20%来计算,一般游泳池按照15%到20%之间了,根据你泳池条件自己去选择。

 

第三部分是补充新鲜水加热的热量,这个室内跟室外的差距比较大,这个也有具体的公式。第四考虑是用区域,集热类型,防冻方式,标准方式。集热系统设计考虑的比较多,一个是面积的大小,能量大小。再一个就是考虑防冻的形式,防冻形式也是比较多,有排空的,有回流的,还有防冻液系统的,还有循环防冻的,这个要根据实际环境条件,根据实际条件来选择。

 

集热面积计算,在这个标准里面也有一个公式,这是直接加热系统的集热面积与计算公式。这里面提供了一些参数,太阳能保证率这里面宜选0.2到0.8之间,这个范围是比较大的,这个是根据投资情况,可以安装集热面积的尺寸、面积来确认太阳能保证率。

 

 

 

再一个是集热器的集热效率,这一个标准上没有给参考值,在其他的国标上有一个经验值,就我们选的时候,也是在这个范围之内是0.4到0.55。像皇明的,我们做游泳池的时候选择的0.5的。再一个就是管入及出水箱热量损失,这个选系数从0.1到0.2,一般选0.2的比较多,有20%的热量损失。

 

这个是间接加热系统集热面积计算,这里面要说的是热损系数,集热器的热损系数,平板跟真管的是不一样的,真管的热损系统稍大一些,在4瓦到6瓦之间,但是现在平板都在5左右热量损失。真空管的保温性比较好,热量损失系统也比较小,1瓦到2瓦之间。这个在国标里面是3瓦,小于3瓦,实际上咱们国内的集热器的情况基本上都在2以内,真空管集热器国内做的是比较好的。

 

 

再就是集热系统防冻,如何设计防冻,它里面有水的话,防冻是比较关键的,因为都要经过冬季,有时候在广州有可能也会结冰,所以说都要考虑这个防冻。防冻的类型也比较多,这个表里面按照间接系统和直接系统两种方式来列的,直接系统里面就是集热器直接跟游泳池的水加热的,是一个循环的。防冻型主要是用排空和循环防冻。间接系统里面中间有换热系统的,用太阳能集热系统到泳池的水用换热设备的,一个是采用回流,再一个就是采用防冻液,你不循环冬季也没事,零下10度,零下20度,根据你地理环境选择防冻液的冰点。

 

 

其实在实际操作过程当中,防冻液的系统成本是比较高的,直接循环水的间接系统比较多。一般防冻都是用电热带加上防冻循环,只要冬天有电不断电,系统是没问题的,因为这个在全国范围之内做的比较多的。包括东北那边我们做真空管的也很多都是用电热带加上防冻循环解决冬天防冻。

 

4.5部分是换热设备,换热设备这个里面,这一部分都是民用的一些标准,还有常规能源设备,选的时候都是根据相关的规范。

 

4.7部分是控制系统,控制系统一个是安全防护,因为设置自动控制,涉及到安全的,不能用人为的去控制它,要设置一个自动的。再一个是防冻,防冻也要设计成自动的,不能设计人为,因为人为忘了可能就冻了,这个系统就坏了。

这里面4.7.3这个概论里面是这样说的,集热系统运行方式宜采用温差型来控制,这个也是分直接系统或间接系统来说。间接系统是完全按温差循环来控制的,直接系统还要考虑游泳池池水的问题,两个条件去控制集热循环。集热系统和常规能源加热设备自动切换也宜采用定温控制,就是太阳能的集热给泳池的水加热,还是辅助能源(常规能源)给泳池的水加热,这个要用自动控制的。

 

第五部分就是施工,前面设计了之后后面施工,施工的话有一个总体的原则,就是太阳能游泳池加热系统安装施工应单独编制施工组织设计,包括主体的结构设计,设备安装,装修,安装措施的内容。还有就是施工安装不应该破坏建筑物的结构屋面与地面防水和辅助设备。这样的话游泳池加热系统在建筑上其实还没有把它完全融进去,一个是不破坏原有的建筑,原来的结构,防水,把太阳能加在上面这样的话有时候也是比较被动的。但是在前期做建筑设计的时候,把太阳能集热系统加进去,融合进去,做在建筑规范、建筑图纸里面,这样我们施工起来也比较简单,也美观也好看。在建筑的时候一定要把管道预留好。

 

第六部分是系统的调试、检测与验收。安装完之后调试都调试哪些内容呢?标准里面也列了几项,一个是运行,看功能是否正常?功能正常了然后看看硬件设施设备检测。这些都调试了没有问题了,让这个系统连续运行72小时,这个系统运行了72小时没有任何故障才算调试完成。调试完成之后就要检测,系统检测,这个里面主要是检测太阳能保证率,太阳能保证率你设计的时候是按50%、60%还是40%,检测的时候这个是比较关键的,看能不能达到保证率,这个保证率在采样的时候比较关键,选什么样的天气,什么样的季节去检测,这有一些影响。保证率它允许的误差在百分之十范围内都算合格的。再一个就是检查完之后验收,其实有最终的验收,有前期分项的验收,分项的验收主要是由监理工程师组织,最终的验收就是最后移交了,是要由甲方,建设单位去组织人员去验收。它验收要看前面的调试内容,检测的内容再一个保证率是什么样的,是不是合格?资料是否齐全?就是这些竣工材料,要做一份竣工材料交上去验收。

 

这是标准的内容,下面介绍我们原来做的一些案例,一个是2010年我们在上海中华园建了一个太阳能游泳池项目,这个是中华企业在南汇区投资建设的一个大型生活区的会所游泳馆。它有一些要求,就是游泳池的尺寸是25米×12.5米,大约是1.65深,基本上是五百多立方米,要求水温不低于27度。它这个楼顶是平顶,适合装集合热。甲方有一个要求就是它比较认可承压系统,这种非承压的集热器里面直接走水的,甲方不太喜欢这个,就要求承压运行,改成间接式的。保障率当时设计的是按50%来考虑的太阳能,一共是两个楼顶可以安装集热器,在两个楼顶,屋面不在一个平面上做了两套系统。这里面就牵扯到选型,因为它要求的是承压的系统我们给它选的是U型管的承压真空管型,采用板热换热器,板热换热器给水换热,常规能源它们是现有的锅炉,给它做一个辅助能源,控制系统是我们自己设计的。外面这个是真空管,里面是U型的通管,原来做的是通管,我们现在不用通的了,因为通管的在真空管里面耐腐蚀性太差。

 

 

这里面走的是防冻液,是有压力的,这个里面防冻液通过换热设备给泳池加热。因为两个屋顶所以要两套集热系统,这两套都是通过板换给中间的水箱加热,这是两个水箱一个是二十吨的集热水箱一个是十吨的恒温水箱,恒温水箱出来的水给泳池加热。这边是它的常规的能源,这是它的分柜,这个系统造价会比较高一些,因为集热器用的是承压的集热器真空管型的。在这个系统上是走的防冻液,两个系统都是防冻液,通过板换给水箱加热。系统上还有一个自动补液的装置然后给水箱加热。这个水箱温度变化会比较大,这个水箱温度变化就小一点,恒温水箱给泳池加热的话,温度比较容易控制。

 

这是在屋顶上装一个集热器的照片,这个运行了有六年了,2010年开始运行的2009年安装的。这是在上海做的一个案例,它里面设计的时候后面设计三所,基本上都是跟标准是一样的。

 

 

第二个案例是我们山西太原做的,国瑞是个集团,这个游泳池是2012年建设的,楼比较高,是一个办公大楼,一共是29层的楼房,它把集热器放在屋顶上29层的上面,然后把水箱和换热设备都放在地下室的换热间里面。原来的时候他们用过一些设备给泳池加热,用的太阳能,有一些板换。它还有一个生活用热水箱,就是供到楼上用热水的水箱。我们是给它加进了太阳能,把其他的能源就给它替代掉了,另一部分做辅助。

 

 

楼顶的面积也是比较大,能装400多平集热器,给它用的是连集管集热器,三高集热站,真管里面是直接走水的,间接循环的一个系统。因为这个水箱放在地下室换热间里面,因为安装位置受限,这个水箱就给它用了两个圆的水箱,然后是并联的。用的是恒温插管的连接管集热器,对这两个水箱同时加热。加热完之后通过换热器给游泳池加热。

 

 

游泳池热量用不了的时候,把这个热量给它的生活用热水箱,这个是一百吨的生活用热水箱。这样就解决游泳池不用的时候太阳能过多的热量,也能供游泳池使用,这是泳池和生活热水都有了,就加了一个太阳能系统。

我们做这个系统的防冻也是用的电热带和防冻循环,中间防冻,这些都是自动运行,运行的原理不给大家细讲了。这是它安装完之后, 29层的一个楼。从集热器到换热设备这个压力是比较大的, 90多米,

 

下面就是在选型的时候要注意,虽然是非承压的系统,但是下面压力也是比较高的,考虑选型的时候要考虑设备的承压能力。这是它楼顶上装的集热器,这是它设备间,选了一个板热换热器管道。

 

 

最后这个案例是北京怀柔民政局做的一个游泳池项目,这个做的比较早,因为是在2006年建设的。也是一个间接式的水循环的,集热面积也比较大,500多平的面积。保证率比较高一些0.58,58%的保证率。这个也是用了两个水箱,集热器放在楼顶上了,这一个水箱,一个水箱A一个水箱B,这是一个集热水箱,这是一个恒温水箱,恒温水箱通过板热换热器给泳池加热。这个部分是控温,这也是我们自行设计的,这是我们做的比较早的太阳能泳池加热的项目,当时引了很多政府部门还有企业去参观,效果还是不错的。

 

这是运行的原理,包括两个水箱的上水,怎么给它上水?水位是多少要上水?包括温差循环还有定温循环,防冻都在控制柜里面自动运行。这是在屋顶上了集热器,500多平集热面积,这是它室内的游泳池。

 

 

我的演讲就到这里,谢谢大家。
 

 

论坛相关ppt链接:

http://www.igreen.org/home/doclib.php?uid=&do=info&view=all

欢迎大家浏览!


 

【稿件声明】凡来源为IMSIA国际金属太阳能产业联盟的稿件,版权均归IMSIA国际金属太阳能产业联盟所有,转载请注明来源。

| 关于我们 | 联系我们 | 广告服务 | 法律声明 |

地址:北京市海淀区中南村南大街12号天作国际大厦A座2605-2608室 邮编:100081 服务热线:010-68042450 传真:01068020990

特此申明:Solarwiki不对任何外部链接的内容承担责任。solarwiki is not responsible for the content of linked external sites solarwiki.org 2013