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伊朗太阳能热水工程案例分析

伊朗太阳能热水工程案例分析

随着现代社会生产力的不断发展,能源需求量逐步加大,常规能源的匮乏和居住环境污染成为人类面临的严重问题。在开发新能源和洁净资源过程中,太阳能作为重要的再生能源,成为人们关注的焦点。某公司拟在伊朗建设临时生活营地项目,将节能、生态、环保的太阳能能源运用于该项目中,充分体现可持续发展的理念。本文主要介绍太阳能热水系统拟在伊朗临时生活营地项目中的运用与分析。

 

工程概况

伊朗临时生活营地项目作为某公司拟在伊朗建设的天然气液化工程项目建设期间所有工程参与人员的临时驻地,既是施工及管理人员的生活驻地,也是管理人员 的 办 公 驻 地,有 别 于 一 般 意 义 上 的“工棚”,对 美 观 性、适 用 性 要 求 都 较 高,旨 在 为 参 与 项目建设的所有人员提供良好的生活和工作环境。临时生活营地项目设计充分考虑太阳能能源的运用,把节能,生态,环保的概念运用于临时生活营地中,充分体现可持续发展的理念。

项目选 址 在 伊 朗 Bushehr 省,Chah-Pahn,位 于波斯湾北部沿岸,Bushehr 市以南约 90km,规划用地面积 约 为 1. 2km2。临时生活营地总 用地面积为0. 7km2( 不含市政场站及预留用地) ,总建筑面积约20. 78 万 m2( 不含市政场站) ,使用总人数高峰期可达 11801 人。

临时生活营地从大的功能区块清晰划分成管理人员营地和施工人员营地两大块。管理人员营地功能定位是管理人员的办公、居住和生活区域,施工人员营地功能定位是施工人员的居住、生活区域。

 

选择太阳能热水系统的原因分析

1 当地气象分析

通过对项目所在地的气象条件进行详细的收集和分析,项目所在地太阳能资源充裕,全年平均高温达 34. 0℃ ,全年日照时间高达 3108. 6h,太阳能辐射
热很高,具体的参数详见图 1 ~ 2 及表 1 ~ 2。

2 项目特点分析

伊朗并未完全市场化,当地建材资源匮乏,材料供应量和时间都很难保证。项目周边无任何市政设施,且伊朗当地劳工效率较低,而项目工期紧张,不适合采用建造周期较长的供热方式。

鉴于项目当地太阳能资源优越,并结合临时营地整体规划设计的建筑特点,采用太阳能热水系统作为整个临时营地的生活热水主要供应方式,局部辅以电热水器作为保障。太阳能设备从国内采购,提前定制,并在国内提前进行安装上岗培训,甚至提前组装成半成品、成品后运输至现场,只在当地解决部分辅料,这样可以充分利用国内丰富、成熟、优越的专业技术、劳动力资源,极大简化现场作业,伊朗劳工只分配简单辅助工作即可满足项目要求。

 

太阳能热水系统的实际应用

1 热水系统的选择

项目用地比较宽裕,同步规划设计综合考虑了建筑结构和太阳能设备协调和谐的整体规划效果,并考虑建造的周期,所以采用太阳能集中式供水系统,有利于平衡负荷和提高设备的利用效率。临时营地除宿舍内配套的独立卫生间和其他零星建筑采用电热水器供应生活热水,施工人员公共淋浴室、管理人员组团食堂的生活热水等公共区域均采用太阳能热水系统,其中每个施工人员公共淋浴分别采用一套集中式太阳能热水系统提供、管理人员组团食堂的热水采用一套集中式太阳能热水系统提供,太阳能集热器均放置在地面上。热水供水及回水管采用薄壁不锈钢管、卡压式接口。

( 1) 公共淋浴集中式太阳能热水系统设计条件

如下: 系统形式为强制直接太阳能热水系统。
一个生活区模块生活人数: 338 人。
热水设计温度: 55℃ 。
冷水计算温度: 15℃ 。
最高日用水定额: 100L /( 人·d) 。
平均日用水定额: 50L /( 人·d) 。
系统设计日用热水量为 33800L / d。
系统平均日用热水量为 16900L / d。

( 2) 管理人员食堂集中式太阳能热水系统设计条件

 

如下: 系统形式为强制直接太阳能热水系统。

人数: 985 人。
热水设计温度: 55℃ 。
冷水计算温度: 15℃ 。
洗手最高日用水定额: 20L /( 人·d) 。
洗手平均日用水定额: 10L /( 人·d) 。
洗菜小时用水量: 250L /( 个·h) 。
系统设计日用热水量为 36400L / d。
系统平均日用热水量为 18200L / d。

2 太阳能热水系统工作原理

本项目太阳能热水系统工作原理图见图 3。

( 1) 当储热水箱未达到最高水位,T1 的温度≥55℃ 时,电 磁 阀 F1 打 开,将 热 水 顶 入 储 热 水 箱 中,T1 的温度≤45℃ 时,电磁阀 F1 关闭,直至储热水箱达到最高水位 L2,系 统 转 入 温 差 循 环,同 时 电 磁 阀F1 关。

图 3 太阳能热水系统工作原理图

2) 温差循环: 当 T1 - T2≥8℃ 时,集热系统循环泵启动; 当 T1 - T2 ≤2℃ 时,集热系统循环泵停止。
( 3) 当恒温水箱 T3 的温度 T3≤50℃ 时,辅助热源开启给恒温水箱升 温; 当 恒 温 水 箱 T3 的 温 度 T3≥ 60℃ 时,辅助热源关闭。
( 4) 自动上水:
( a) 当恒温水箱水位低于 L4 时,同时储热水箱内水位高于 L1 时,电磁阀 F2 关闭,循环泵④开启;当恒温水箱水位达到 L3 时,循环泵④关闭;
( b) 当恒温水箱水位低于 L4 时,同时储热水箱内水位低于 L1 时,电磁阀 F2 开启,循环泵 4 开启;当恒温水箱水位达到 L3 时,循环泵④关闭,当储热水箱水位达到最低水位 L1 时,电磁阀 F2 关闭。

( 5) 当 T4 ≤ 40℃ 时,生 活 热 水 系 统 循 环 泵 启动; 当 T4≥50℃ 时,生活热水系统循环泵停止。
( 6) 当 T2≥70℃ 时,集热系统循环泵关闭。

3 太阳能集热器的选用

临时生活营地太阳能集热器拟选用国产皇明品牌的真空管太阳能集热器,布置形式为集热器南偏东 45°集中放 置 于 地 面,集热器与水平面的倾角为
30°,地面设混凝土专用基础和支架。太阳能集热器布置形式见图 4; 太阳能集热器剖面图见图 5; 太阳能集热器混凝土专用基础见图 6。

当今世界能源,因气候变化和环境在内等诸多因素问题日 益 凸 现,已 成 为 各 国 面 临 的 共 同 挑 战。充分合理地开发与利用太阳能资源,减少常规能源的消耗,促进环境可持续发展是大势所趋。太阳能热水系统与建筑的完美结合,是在实践的基础上不断完善的,相信随着太阳能技术的逐步成熟和工程
实践中经验的不断积累,太阳能技术将发挥出更大的优势,为社会做出更大的贡献。