一期總建筑面積約6萬(wàn)平方米規(guī)劃用地面積72000平方米（108畝），一期工程建筑面積60000平方米，主要建設(shè)內(nèi)容及規(guī)模包括：教學(xué)與綜合服務(wù)樓17536平方米、文體會(huì)議中心6960平方米、餐飲中心和宿舍31807平方米、校史館和報(bào)到大廳2399平方米、專(zhuān)家樓1118平方米，以及停車(chē)場(chǎng)、景觀綠化、照明、供排水、配電等相關(guān)配套設(shè)施。
文體中心樓、餐飲中心宿舍樓、專(zhuān)家樓采用太陽(yáng)能配空氣源熱泵提供洗浴熱水，系統(tǒng)采用直接強(qiáng)制循環(huán)。此方案以餐飲中心宿舍樓為例來(lái)設(shè)計(jì)說(shuō)明。
一、工程設(shè)計(jì)方案
1、設(shè)計(jì)參數(shù)
（1）、氣象參數(shù)
宜昌市地跨東經(jīng)110°15′～112°04′、北緯29°56′～31°34′之間，太陽(yáng)輻射年總量在4500MJ/m2左右。太陽(yáng)輻射年內(nèi)變化，各地都是夏季最多，春季次之，秋季較少，冬季最少。日照時(shí)數(shù)，即直接受太陽(yáng)光照射的實(shí)有時(shí)數(shù)。平均日照時(shí)數(shù)在5.03小時(shí)左右，年平均日輻照量為12.33MJ/ m2,年平均溫度18 ℃，太陽(yáng)能保證率40%。
（2）、設(shè)計(jì)要求
結(jié)合建筑實(shí)際情況及招標(biāo)要求及原設(shè)計(jì)院圖紙，根據(jù)GB50015-2003《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》， 采用平板太陽(yáng)能系統(tǒng)做為主要熱源的集中集熱集中儲(chǔ)熱的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。
最高日用水總量：餐飲中心宿舍樓日用熱水量：24m3。
設(shè)計(jì)熱水溫度：55℃
設(shè)計(jì)冷水溫度：5℃
2、太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)
太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)主要包括太陽(yáng)能集熱器、貯熱水箱、換熱器等主材及設(shè)備。太陽(yáng)能集熱器是太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的核心部件，其優(yōu)劣性直接影響到太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的性能。
（1）、太陽(yáng)能集熱器安裝設(shè)計(jì)
集熱器最佳安裝傾角宜與當(dāng)?shù)鼐暥纫恢拢到y(tǒng)側(cè)重于冬季使用時(shí)+10°，夏季使用時(shí)-10°。
（2）、太陽(yáng)能集熱器面積設(shè)計(jì)計(jì)算
直接式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的集熱總面積可根據(jù)系統(tǒng)的平均日用水量、太陽(yáng)能保證率、集熱器集熱和管道熱損確定，按下式計(jì)算：
3、輔助熱源系統(tǒng)
太陽(yáng)能是不穩(wěn)定的，受到地區(qū)、季節(jié)、天氣、時(shí)間等方面的影響，為保證熱水供應(yīng)溫度的穩(wěn)定，太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)必須配輔助熱源，此處選取空氣源熱泵作為輔助熱源。
全日集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)中,輔助熱源的設(shè)計(jì)小時(shí)供熱量應(yīng)根據(jù)日熱水用量小時(shí)變化曲線(xiàn)、加熱方式及輔助熱源的工作制度確定。在滿(mǎn)足日耗熱量的前提下，空氣源熱泵小時(shí)供熱量按小時(shí)計(jì)算：
4、系統(tǒng)配置設(shè)計(jì)及運(yùn)行原理
（1）、上水控制
1）集熱水箱——定時(shí)補(bǔ)水，缺水保護(hù)：
在每天設(shè)定時(shí)間（如8:00），集熱水箱不足100%時(shí)，集熱水箱補(bǔ)水電磁閥開(kāi)啟，滿(mǎn)水停止；集熱水箱低于最低水位時(shí)，集熱循環(huán)泵、板換循環(huán)泵缺水保護(hù)，集熱水箱補(bǔ)水電磁閥開(kāi)啟，滿(mǎn)水停止。
2）恒溫水箱——定時(shí)定水位上水：
在每天設(shè)定時(shí)間，開(kāi)水過(guò)渡箱水位不足相應(yīng)水位時(shí)，恒溫水箱補(bǔ)水電磁閥開(kāi)啟，達(dá)到相應(yīng)水位時(shí)，補(bǔ)水停止。即（8:00,40%；12:00,60%；15:00,100%）；
（2）、溫差循環(huán)
當(dāng)集熱器溫度T1-集熱水箱溫度T2≥8℃時(shí)，集熱循環(huán)泵與板換循環(huán)泵啟動(dòng)，當(dāng)T1-T2≤2℃時(shí)，集熱循環(huán)泵與板換循環(huán)泵停止。
（3）、熱水過(guò)渡電磁閥：
當(dāng)集熱水箱溫度T2≥55℃時(shí)，熱水過(guò)渡電磁閥啟動(dòng)，當(dāng)集熱水箱水位達(dá)到缺水位或者恒溫水箱滿(mǎn)水時(shí)，熱水過(guò)渡電磁閥停止。
（4）、輔助加熱
在設(shè)定時(shí)間（如9:00-20:00）恒溫水箱溫度T3≤50℃時(shí)，空氣源熱泵及其循環(huán)泵啟動(dòng)，當(dāng)T3≥55℃時(shí)，空氣源熱泵停止。
（5）、供水泵
熱水增壓泵采用變頻控制
（6）、回水控制
當(dāng)回水管溫度T4≤40℃時(shí)，換熱循環(huán)泵啟動(dòng)，T4≥45℃時(shí)，換熱循環(huán)泵停止。
二、主要產(chǎn)品、部件及性能參數(shù)
1、太陽(yáng)能集熱器
五星第四代高效平板型太陽(yáng)能集熱器按照ISO9001企業(yè)質(zhì)量管理體系高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求進(jìn)行生產(chǎn)，產(chǎn)品完全符合歐盟標(biāo)準(zhǔn)（EN12975、EN12976）以及國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T6424）規(guī)定。
本項(xiàng)目選用的天龍C型集熱器（型號(hào)：P-G/0.6-L/HG-1.90-4）吸熱體結(jié)構(gòu)為全銅流道管板式結(jié)構(gòu)，采用激光焊接制造工藝（進(jìn)口歐洲數(shù)控激光焊接設(shè)備，板管間實(shí)現(xiàn)激光焊接，具有焊點(diǎn)結(jié)合力強(qiáng)，熱阻小的特點(diǎn)），吸熱體為整塊鋁板材料、表面涂層為鍍黑鉻涂層，該涂層的吸收比可達(dá)到0.94±0.02。
集熱器蓋板采用δ≥3.2mm的超白布紋鋼化玻璃，透射比達(dá)到0.91、并可承受1500公斤的靜載和1040克鋼球0.6O米高自由落體沖擊，耐撞擊性能高、安全可靠；保溫層采用δ≥50mm的玻璃纖維棉；邊框采用6063-T5氧化啞光鋁合金材料，顏色為銀白色；背板采用δ≥0.4mm的鍍鋁鋅板，邊框和背板結(jié)合嚴(yán)密、密封性好、防水、隔潮、熱損小。經(jīng)檢測(cè)該集熱器的瞬時(shí)效率截距為0.79～0.82，總熱損系數(shù)2.79～3.8W/（㎡·℃）；此集熱器的氣候耐久性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)定，使用壽命可達(dá)到20年以上。
附：平板型太陽(yáng)能集熱器技術(shù)參數(shù)表
2、空氣源熱泵
我公司生產(chǎn)的KRS系列商用空氣源熱泵熱水機(jī)組為：整體式柜式結(jié)構(gòu)，機(jī)架及機(jī)箱均采用鍍鋅鋼板噴涂制作，保證機(jī)組長(zhǎng)期使用的壽命；壓縮機(jī)組選用美國(guó)谷輪全封閉渦旋式高效壓縮機(jī)；空氣側(cè)換熱器則選用吸熱性能優(yōu)良、穩(wěn)定性好、耐腐蝕的環(huán)保型親水膜鋁翅片內(nèi)螺紋銅管復(fù)合高效V型蒸發(fā)器；水側(cè)換熱器采用優(yōu)質(zhì)高效換熱器，保證交換器發(fā)熱部分與水完全分離，同時(shí)提高熱交換效率；風(fēng)機(jī)為優(yōu)質(zhì)低噪音軸流風(fēng)機(jī)；機(jī)組采用鷺宮電子四通閥自動(dòng)熱媒除霜裝置，提高機(jī)組自動(dòng)除霜的效果及有效的保護(hù)機(jī)組；系統(tǒng)膨脹閥同樣選用日本鷺宮熱力膨脹閥，保證機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷調(diào)節(jié)的可靠和適應(yīng)性；機(jī)組其它輔助部件及電氣控制元件均選用國(guó)內(nèi)或國(guó)際知名品牌廠(chǎng)家生產(chǎn)的產(chǎn)品保證熱泵機(jī)組能夠長(zhǎng)期安全可靠的運(yùn)行。
空氣源熱泵機(jī)組均采用微電腦智能化自動(dòng)控制：大屏幕彩色液晶顯示屏可以全方位顯示機(jī)組運(yùn)行的各種參數(shù)；高低壓（溫）開(kāi)關(guān)為ALCO產(chǎn)品，漏電斷路器、缺相保護(hù)器、交流接觸器、熱過(guò)載繼電器等均為西門(mén)子產(chǎn)品；機(jī)組具有參數(shù)設(shè)定、查詢(xún)功能：可以對(duì)水箱溫度、時(shí)鐘、定時(shí)、回水溫度、化霜參數(shù)、排氣溫度、盤(pán)管溫度、冷凝溫度實(shí)施設(shè)定、查詢(xún)控制，方便、全面、清晰的掌握機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行狀況；機(jī)組還有完善、安全的多重保護(hù)功能：包括機(jī)組控制數(shù)據(jù)掉電記憶功能、缺/逆相保護(hù)、高低壓保護(hù)、排氣溫度過(guò)熱保護(hù)、水位開(kāi)關(guān)保護(hù)、防冷凍保護(hù)及溫度故障保護(hù)功能，保證機(jī)組運(yùn)行的安全可靠性；同時(shí)，不同的機(jī)組機(jī)型之間具有一板通用功能，可以實(shí)現(xiàn)高度的兼容性、互用性，簡(jiǎn)潔的拔位操作即可實(shí)現(xiàn)不同轉(zhuǎn)換，同時(shí)機(jī)組微電腦中央控制器可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的數(shù)據(jù)交換擴(kuò)展功能，可實(shí)現(xiàn)單機(jī)自動(dòng)控制，具備有手動(dòng)和自動(dòng)控制功能完全按設(shè)定要求自動(dòng)工作。綜上所述，我公司生產(chǎn)的空氣源熱泵機(jī)組充分地考慮運(yùn)行的技術(shù)性能的先進(jìn)性和安全可靠性，保證機(jī)組運(yùn)行低能耗、高能效、低噪音、高可靠穩(wěn)定性等；同時(shí)就熱泵與太陽(yáng)能聯(lián)合運(yùn)行而言，我公司憑借多年在各種大、中型同類(lèi)熱水系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工安裝和運(yùn)行管理等諸多方面積累的豐富經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)，經(jīng)專(zhuān)術(shù)人員反復(fù)論證和優(yōu)化設(shè)計(jì)，提供的方案技術(shù)先進(jìn)，更具節(jié)能性和實(shí)用性。
KRS-10H熱泵產(chǎn)品圖片
三、太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)節(jié)能效益分析
1、太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的年節(jié)能量預(yù)評(píng)估
太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的年節(jié)省量預(yù)評(píng)估是針對(duì)已設(shè)計(jì)完成的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，根據(jù)已確定的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)形式，確定的太陽(yáng)能集熱器面積及集熱器性能參數(shù)、設(shè)計(jì)的集熱器傾角及當(dāng)?shù)氐臍庀髤?shù)等條件，計(jì)算得出的太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)提供的有用熱量。
（1）、太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)提供的有用熱量
（2）、太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)年節(jié)能量
太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的節(jié)能量是相對(duì)于常規(guī)能源加熱系統(tǒng)的節(jié)能量，因此，系統(tǒng)的節(jié)能量計(jì)算與輔助熱源系統(tǒng)所使用的常規(guī)能源形式和設(shè)備的工作效率的影響因素后，將太陽(yáng)集熱系統(tǒng)提供的有用得熱量這算成系統(tǒng)的節(jié)能量。計(jì)算公式見(jiàn)下式：
2、太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)節(jié)能費(fèi)用預(yù)評(píng)估
太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的節(jié)能費(fèi)用預(yù)算評(píng)估有兩個(gè)指標(biāo)：一個(gè)是簡(jiǎn)單年節(jié)能費(fèi)用——用于靜態(tài)回收期計(jì)算；另一個(gè)是壽命期內(nèi)的總節(jié)省費(fèi)用——用于動(dòng)態(tài)回收期計(jì)算。
1、太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)簡(jiǎn)單年節(jié)能費(fèi)用
2、壽命期內(nèi)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)總節(jié)能費(fèi)用
壽命期內(nèi)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)總節(jié)能費(fèi)用是系統(tǒng)在工作壽命期內(nèi)能夠節(jié)省的資金總額，考慮了系統(tǒng)維修費(fèi)用、年燃料價(jià)格上漲等影響因素，可用于系統(tǒng)動(dòng)態(tài)回收期的計(jì)算。
（1）折現(xiàn)系數(shù)
考慮了系統(tǒng)維修費(fèi)用、年燃料價(jià)格上漲、時(shí)間價(jià)值等影響因素，當(dāng)時(shí)，系統(tǒng)折現(xiàn)系數(shù)按下式計(jì)算：
3、太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)增加投資回收期的預(yù)評(píng)估節(jié)
增加投資的回收期有兩種算法：一種是靜態(tài)回收期計(jì)算法；另一種是動(dòng)態(tài)回收期計(jì)算法。兩種算法的差別在于靜態(tài)回收期沒(méi)有考慮資金折現(xiàn)系數(shù)的影響，但計(jì)算簡(jiǎn)便；而動(dòng)態(tài)回收年限考慮折現(xiàn)系數(shù)的影響，更加準(zhǔn)確。
1、靜態(tài)回收期計(jì)算法
太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)初始投資為元，如果采用燃?xì)鉄崴鳎瑒t初始投資為元，增加投資元。靜態(tài)投資回收期不考慮銀行貸款利率、常規(guī)能源上漲率等影響因素。
2、動(dòng)態(tài)回收期計(jì)算法
4、太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的費(fèi)效比評(píng)估
太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的費(fèi)效比評(píng)估是指太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)在壽命期內(nèi)的節(jié)能量與系統(tǒng)增加投資的比值。該值反映了太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)每節(jié)省（替代）1kW·h熱水終端用能所需要的投資成本；
5、太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)環(huán)保效益的評(píng)估
太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的環(huán)保效益體現(xiàn)在因節(jié)省常規(guī)能源而減少了污染物的排放，主要指標(biāo)為二氧化碳、二氧化硫和粉塵的減排量（其中標(biāo)準(zhǔn)煤發(fā)熱量29.308MJ/kg）。系統(tǒng)壽命期內(nèi)的節(jié)能量折算成標(biāo)準(zhǔn)煤質(zhì)量為
（1）、二氧化碳減排量評(píng)估
由于不同能源的單位質(zhì)量含碳量不同，燃燒時(shí)生成的二氧化碳數(shù)量也各不相同。常有的二氧化碳減排量的計(jì)算方法是：根據(jù)系統(tǒng)所使用的輔助能源，將系統(tǒng)壽命期內(nèi)不同工況下的節(jié)能量折算成標(biāo)準(zhǔn)煤的質(zhì)量；再乘以該種能源所對(duì)應(yīng)的碳排因子，將標(biāo)準(zhǔn)煤中碳的含量折算成該種能源的含碳量；然后再計(jì)算該種太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的二氧化碳減排量。其計(jì)算公式見(jiàn)下式：
（2）、二氧化硫減排量評(píng)估
根據(jù)環(huán)保部門(mén)的計(jì)算方法，在實(shí)際使用的煤炭含硫率未知時(shí)，則按沒(méi)公斤標(biāo)準(zhǔn)煤減排0.02kg二氧化硫計(jì)算二氧化硫的排放量，生活源的二氧化碳排放量可以按式計(jì)算。
（3）、粉塵減排量評(píng)估
煙塵的減排量與煙塵的產(chǎn)生量、除塵設(shè)施的去除率有關(guān)；煙塵產(chǎn)生量與鍋爐燃燒方式、燃料灰分有關(guān)。可按每公斤標(biāo)準(zhǔn)煤減排0.01kg煙塵計(jì)算
來(lái)源：中國(guó)太陽(yáng)能工程
