煤礦職工洗浴太陽能熱水解決方案(20210228083007)

1、冀中能源邯鄲礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司陶一煤礦 太陽能熱水工程 項(xiàng)目介紹 北京同享陽光太陽能科技有限公司 2012年 11月 20日 目錄 目錄 0. 一、前言 2. 二、背景介紹 2. 三、工程突破點(diǎn)、亮點(diǎn) 3. 1、控制系統(tǒng) 3. 2、太陽集熱器 6. 3、太陽能水箱 7. 4、輔助加熱設(shè)備 7. 5、感應(yīng)噴頭 8. 四、效益分析 9. 14 一、前言 冀中能源邯鄲礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司陶一煤礦太陽能熱水工程是由北京同 享陽光太陽能科技有限公司設(shè)計(jì)并安裝的中央熱水工程項(xiàng)目。 該項(xiàng)目總投資 2339000元，于 2012年8月開工， 2012年 10月竣工。 二、背景介紹 陶一煤礦位于河北省邯鄲市西

2、北約 15km 處，武安市康城鎮(zhèn)康東村村東，西 鄰太行山，東為華北平原，屬東亞大陸性、中溫帶、亞干旱、季風(fēng)氣候，四季分 明。 煤礦共有 3 個(gè)浴室，分別為職工浴室、干部浴室和女工浴室；職工浴室有 4 個(gè)浴池，每個(gè)浴池的容積為 10M 3，兩個(gè)為一組交替使用，有淋浴噴頭 58 個(gè)， 每天洗浴人數(shù)約1000人左右；干部浴室有2個(gè)浴池，浴池的容積分別為5M3和 10M3,有淋浴噴頭21個(gè)，每天洗浴人數(shù)約30人左右；女工浴室有淋浴噴頭 21 個(gè)，每天洗浴人數(shù)約 120 人左右；全礦每天洗浴人數(shù)約 1150人左右；本系統(tǒng)按 春、夏、秋、冬四季浴池、淋浴均使用太陽能系統(tǒng)洗浴進(jìn)行設(shè)計(jì)，用水方式為全 時(shí)供水。

3、 項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容：安裝集熱器：1 區(qū)集熱器數(shù)量為 47-1500-60 型集熱器 120 套， 總計(jì)真空管 7200 支。集熱面積 900 平方米； 2 區(qū)集熱器數(shù)量為 47-1500-60型集 熱器 66套，總計(jì)真空管 3960支。集熱面積 495平方米； 3區(qū)集熱器數(shù)量為 47-1500-60型集熱器 36套， 47-1500-90型集熱器 12套，總計(jì)真空管 3240支。 集熱面積 405 平方米。 整套太陽能系統(tǒng)共計(jì)真空管 14400 支，總計(jì)集熱面積 1800 平方米。 安裝空氣源熱泵： TFS-SKR1600 型空氣源熱泵 6 臺(tái)。 安裝電加熱： 150KW 電加熱機(jī)組 2 臺(tái)。 安

4、裝水泵：水泵共計(jì) 18臺(tái)。 安裝紅外淋浴器：男浴室 58個(gè)，干部浴室 29 個(gè)，女浴室 21 個(gè)，共計(jì) 98 安裝水箱：不銹鋼儲(chǔ)熱水箱 1 臺(tái)尺寸： 8m*7 m *1.5 m ，容積 84m3； 不銹鋼恒溫水箱 1 臺(tái)尺寸： 8m*3 m *1.5 m ，容積 36m3。 安裝歸麗晶除垢器： 1 臺(tái)，日處理水 120 噸。 三、工程突破點(diǎn)、亮點(diǎn) 1、控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)根據(jù)陶一煤礦用水特點(diǎn)及要求，本項(xiàng)目太陽能控制系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)： 控制系統(tǒng)采用雙PLC智能控制(一用一備)、觸摸屏顯示，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)全自動(dòng)、 智能化控制 ( 太陽能定溫放水、 自動(dòng)補(bǔ)水功能、恒溫恒壓供水、溫控自動(dòng)防凍、 系統(tǒng)安全運(yùn)行

5、自動(dòng)保護(hù)、 輔助加熱系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行等 ) ，無需專人管理， 保證 控制系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行；觸摸屏顯示界面友好，具有動(dòng)態(tài)演示功能，參 數(shù)設(shè)置、修改方便，各種運(yùn)行參數(shù)顯示一目了然，并將其通訊于礦調(diào)度室用 顯示器進(jìn)行顯示，由礦調(diào)度員監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行情況。 (2) 控制程序?qū)囟取⑺?、時(shí)間、流量等參數(shù)巧妙融合，實(shí)現(xiàn)充分和優(yōu)先利用 太陽能，將太陽能與輔助加熱系統(tǒng)完美結(jié)合，最大限度地減少輔助加熱系統(tǒng) 的運(yùn)行時(shí)間，降低電能的消耗； (3) 控制系統(tǒng)設(shè)有應(yīng)急手動(dòng)功能， 保證在控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)， 能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制， 系統(tǒng)在應(yīng)急狀態(tài)下能正常運(yùn)行，保證職工的正常洗浴。 ； (4) 控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“一用一備”設(shè)備的自

6、動(dòng)切換，使“一用一備”設(shè)備實(shí)現(xiàn)月度 倒替運(yùn)行。 (5) 控制系統(tǒng)具有斷電記憶功能，有記憶控制系統(tǒng)的設(shè)置數(shù)據(jù)和系統(tǒng)運(yùn)行的各種 參數(shù)，保證數(shù)據(jù)不丟失。 (6) 系統(tǒng)具有很強(qiáng)的抗干擾性和屏蔽性能，不因其他系統(tǒng)的信號(hào)干擾本系統(tǒng)的正 常工作，或本系統(tǒng)的信號(hào)干擾其它系統(tǒng)的正常工作。 (7) 系統(tǒng)故障自診斷功能：能隨時(shí)反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備和傳感器的工作狀態(tài)，能自動(dòng) 進(jìn)行故障診斷并完成故障點(diǎn)和原因顯示并聲光報(bào)警。 (8) 系統(tǒng)管理功能：為確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行，集控軟件設(shè)置用戶登陸界面，對(duì)不 同登陸人員設(shè)置不同的權(quán)限，并對(duì)登陸人員做操作記錄。 A、管理員能監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、操作設(shè)備運(yùn)行、修改工藝或增減工藝流程。 B、操

7、作員能監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、操作設(shè)備運(yùn)行。 C、其他人員不能登陸。 控制系統(tǒng)界面截圖 喟即陶一煤礦太陽能熱水工程流程圖 實(shí)時(shí)參數(shù)顯示 恆溫水箱 *16*右.CB 件曲帶 蠱度 s 4 二度 ultH 一K 二-區(qū) a U C U 化Q CLO 0, U0. 0 0. 0 也（J 0. 0 0+0 0. 0 系統(tǒng)運(yùn)行常理 反蝦抵護(hù)171抉栓制富肅+4譽(yù)先B怏借擁蚩： c白定義陽n區(qū)| 一路循環(huán)泵乙故障！ ！ ！ 設(shè)環(huán)運(yùn)行狀態(tài) |l* m*T KiXf MM*. jT ）世止 溪事増他暮澤n 權(quán)列増小臘廉辭 庁號(hào) VDE 二耳*創(chuàng)-4ll1kaE HMJt | =*斗 niMldlH.Mtll .n

8、M4.1IIIU Mt.D4 u tVlf H 1) va.Mtlli HO LttJI.RUH .l4 u 1 D 1.!MU 14利1 M 1 t lvi2! iri-l i ILU LtU 出Uli |%才”比H 水皙曲抵分折 ISM：H frftSa妙加 粗引“ 卜沖“I主 2、太陽集熱器 太陽能集熱器是太陽能熱水系統(tǒng)的核心元件，其性能的好壞直接決定了系統(tǒng) 能否取得應(yīng)有的效果。本項(xiàng)目太陽能熱水系統(tǒng)中真空管采用三靶鍍膜技術(shù)和旋轉(zhuǎn) 磁掃描結(jié)構(gòu)，加入稀有金屬成分，改善鍍膜層分子結(jié)構(gòu)，真空管（真空度高達(dá) 5X10-3Pa）,對(duì)陽光有很高的吸收率（a96%）和極低的熱發(fā)射率（阻4%）,具有集 熱

9、效率高、熱損小、耐高溫（空曬溫度高達(dá)330度）、抗高寒（-40度）等特點(diǎn)，從而 減少了真空管由于長期空曬而造成的膜層老化、變色、性能衰減等問題，使用壽 命長。采用了三高全玻璃真空管集熱器，每個(gè)模塊有60支管子組成。與普通集 熱器相比，該款集熱器具有真空管排列密集，單位長度集熱管數(shù)量多，吸熱快、 效率高；保溫層采用50mm環(huán)保型無氟聚氨酯發(fā)泡保溫，保溫性好，綠色環(huán)保; 內(nèi)膽采用304/2B食品級(jí)不銹鋼內(nèi)膽，衛(wèi)生潔凈，外皮采用仿不銹鋼拉絲板，外 觀漂亮大方。 3、太陽能水箱 本項(xiàng)目太陽能水箱 內(nèi)膽材質(zhì)304/2B食品級(jí)不銹鋼，保溫采用80mm聚氨酯現(xiàn)場發(fā)泡， 外護(hù)材質(zhì)0.5mm不銹鋼。與原有水泥水

10、箱相比，不銹鋼水箱具有以下特點(diǎn)： (1) 款式新穎，技術(shù)一流：由單元矩形成型板任意拼裝焊接，具有漂亮的外觀， 對(duì)應(yīng)配套，選擇靈活。 (2) 安全衛(wèi)生，經(jīng)久耐用：整個(gè)系統(tǒng)為封閉式，不銹鋼材料表面光滑，不易附生 藻類，水中沉淀物亦清晰沖刷。 (3) 安裝方便，任意組合：采用單元矩形不銹鋼成型板拼裝焊接組成，可依據(jù)設(shè) 備設(shè)置場所，任意組合成多邊形、階梯形、L形等形態(tài)各異的水箱。 (4) 選材優(yōu)異防蝕抗裂：選用性能優(yōu)異的奧氏體、鐵素體、超低碳不銹鋼板材拉 伸壓制，具有獨(dú)特的耐腐蝕抗裂性能。 (5) 制作精良，保溫優(yōu)良、外形美觀：以精密的成型模具液壓拉伸成型，單元矩 形凹凸水箱板成型精度高，保溫效果好，

11、晝夜溫差小于3C。 4、輔助加熱設(shè)備 4.1空氣源熱泵 設(shè)備采用清華同方超低溫?zé)岜脽崴畽C(jī)組 TFS-SKR1600D 機(jī)組技術(shù)特點(diǎn) 低溫風(fēng)冷熱泵機(jī)組是我公司推出的一種新型的風(fēng)冷熱泵產(chǎn)品， 這種新型熱泵 機(jī)組克服了傳統(tǒng)風(fēng)冷熱泵機(jī)組的運(yùn)行溫度限制， 大大擴(kuò)展了其溫度應(yīng)用范圍， 在 -20C的環(huán)境溫度下依舊可以可靠穩(wěn)定的運(yùn)行；低溫風(fēng)冷熱泵機(jī)組之所以能夠如 此高效、穩(wěn)定的運(yùn)行， 是由于我們?cè)跈C(jī)組系統(tǒng)中采用了經(jīng)濟(jì)器系統(tǒng)， 以實(shí)現(xiàn)補(bǔ)氣 增焓。 機(jī)組還具有如下特點(diǎn)： 低溫制熱功能卓越：低環(huán)溫?zé)岜脵C(jī)組可在-20r的環(huán)境中正常供熱、結(jié)構(gòu)結(jié)湊， 換熱面積大，空氣流動(dòng)阻力小，換熱效率高、泄漏率低、機(jī)組組合方便，選型

12、靈 活，互為備用，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)、咼溫出水，最咼可達(dá) 60 r、配件精良、換熱效率咼、 智能除霜、全電腦控制、低噪聲。 4.2 電加熱機(jī)組 冬季太陽能和空氣源熱泵都無法滿足用水量需要時(shí)需要時(shí)啟動(dòng)電加熱。 DFT 太陽能工程輔助電加熱器是依據(jù)太陽能工程輔助電加熱特點(diǎn)， 精心研制而成的系 列產(chǎn)品，與其他產(chǎn)品相比具有以下優(yōu)越性： 安全性咼：本產(chǎn)品為外置式循環(huán)加熱，內(nèi)置 2套過熱保護(hù)探頭，保證超溫 100% 斷電。產(chǎn)品出廠經(jīng)過10Kg水壓檢測，電氣性能（耐壓2000V不擊穿， 絕緣性能100M Q）檢測。接線盒部分防潮、透氣，散熱效果好。 熱效率咼：使用咼效電熱管，加熱均勻，配置折流板，無溫度死角。 節(jié)能省

13、水：輔助加熱器內(nèi)外膽之間采用 3cm 厚聚氨酯發(fā)泡保溫，保溫性能優(yōu)越； 更換加熱管只需打開排水閥，排出筒體內(nèi)存水即可更換。 美觀耐用：輔助電加熱器內(nèi)膽采用 4mm厚304不銹鋼材質(zhì)，外膽采用3mm厚 304鏡面板，外形美觀，經(jīng)久耐用。 5、感應(yīng)噴頭 感應(yīng)淋浴器由于節(jié)水效果顯著、不用觸碰開關(guān)即可出水，彰顯浴池檔次等優(yōu)勢(shì)， 產(chǎn)品具備以下功能： 1、節(jié)水效果好，用水量是普通淋浴器的 1/3。 2、超大濾杯，減少清潔次數(shù)，更適合浴池使用。 3、濾杯采用工業(yè)化法蘭連接，拆開不銹鋼螺絲即可取下濾網(wǎng)清潔螺絲，從此和 不可拆卸濾杯說“再見” 4、供電電源配備后備電源，即使停電，也能坦然洗浴，解決洗浴中突然停電

14、的 尷尬。 5、防濃霧、防搭毛巾功能更完善。 6噴頭采用脈沖閥，噴頭只是在出水、停水瞬間通電，洗浴過程噴頭不通電 7、控制器采用獨(dú)特固定結(jié)構(gòu)，去掉兩側(cè)固定耳，外觀自然更美。 8、采用直流6V供電，安全無憂。 9、可選紅外遙控器自主調(diào)整淋浴器感應(yīng)距離、靈敏度等細(xì)節(jié)，更體貼。 四、效益分析 1、系統(tǒng)總能量 系統(tǒng)每天將120噸15C的水升溫到50C，總共耗費(fèi)的能量為: 37 Q CpM T = 4.2 X 120X 10 X( 50- 15) 1.8 X 10 KJ 式中： Q該熱水系統(tǒng)運(yùn)行需要的能量(KJ) Cp-水的定壓熱容(Cp=4.12KJ/(kg C) T 水的溫差(即熱水溫度與基礎(chǔ)水溫之

15、差) m水的質(zhì)量(kg) 若上述熱量由燃油鍋爐提供： 每天耗油量為：(1.8 X 107 )/ (46040X 80%) 489 (Kg) 每天燃燒柴油費(fèi)用：489X 9.5元/ Kg4646 (元) 若上述熱量由燃?xì)忮仩t提供： 每天耗氣量為：(1.8 X 107)/ (16742X 85%) 1265 (卅) 每天燃?xì)赓M(fèi)用：1265X 2.2=2783 (元) 若上述熱量由電鍋爐提供： 每天耗電量為：(1.8 X 107)/ (3600X 95%) 5263 ( Kwh 每天電費(fèi)：5263 (工業(yè)用電)=5263 (元) 若上述熱量由空氣源熱泵提供： 每天耗電量為：(1.8 X 107)/

16、(3600X 95%) 5263 ( Kwh 空氣源熱泵的全年COP為3, 每天消耗的電量為5263/3=1755 每天電費(fèi)：1755 (工業(yè)用電)=1755 (元) 若上述熱量由燃煤鍋爐提供： 每天耗煤量為：(1.8 X 107)/ (13536X 55%) 2418 (Kg) 每天燃煤費(fèi)用：2418X 0.801935 (元) 2、其它能源及設(shè)備的參數(shù) 能源當(dāng)量熱值 類別 單位 當(dāng)量熱值(KJ) 折算熱值 KJ Kg標(biāo)準(zhǔn)煤 電能 Kwh 3599.5 11925 0.407 蒸汽(低壓) Kg 2687.72762.4 3976 0.136 石 油 制 品 汽油 Kg 43116 4742

17、2 1.619 柴油 46040 50639 1.729 煤油 43111 47422 1.619 重油 41855 46040 1.571 渣油 37670 41436 1.414 燃料油 41310 45455 1.551 煉 制 品 焦炭 Kg 28416 33484 1.143 城市燃?xì)?16742 32228 1.1 焦?fàn)t氣 17998 21179 0.723 煉廠氣 m3 43948 48343 1.65 液化石油氣 m3 50226 55249 1.886 注：1、煙煤I類的當(dāng)量熱值為13536KJ/Kg。 2、鍋爐效率及能源費(fèi)用 類別 燃煤鍋爐 燃油鍋爐 燃?xì)忮仩t 電鍋爐 效率

18、 55% 80% 85% 95% 能源費(fèi)用 煙煤I類800.0元/t 柴油9.5元/Kg 燃?xì)猓?.2元/m燃油鍋爐系統(tǒng)價(jià)格包括鍋爐本體、油箱、抽油泵、鍋爐房、管道管件保溫材料等。 燃?xì)忮仩t系統(tǒng)價(jià)格包括燃?xì)忮仩t、水箱、鍋爐房、管道管件保溫材料、入戶費(fèi)等。 在運(yùn)行的過程中，考慮陰雨天氣等氣候條件，此處按全年有80天使用電能來加熱。 以上太陽能熱水系統(tǒng)的投資經(jīng)濟(jì)性分析是建立在邯鄲輻射資源和邯鄲地區(qū)熱水需求 的條件下進(jìn)行的分析。 太陽能熱水系統(tǒng)的推廣還應(yīng)考慮減排溫室氣體和減少污染物排放帶來的社會(huì)效益， 用電：1.0元/KWh 各種能源效益分析 項(xiàng)目 太陽能熱水系統(tǒng)+空氣 源熱泵+電加熱 燃煤鍋爐 燃油鍋爐 燃?xì)忮仩t 電 系統(tǒng)每天需提供 熱量 1.8 X0不應(yīng)局限于其經(jīng)濟(jì)性的的分析。 3、太陽能系統(tǒng)壽命在15年以上。系統(tǒng)每年使用太陽能將120噸15C的水升溫 到50C，總共節(jié)約耗費(fèi)的能量為：4939200MJ。陰雨天氣或陽光不足時(shí)，系統(tǒng)每 KJ 設(shè)備投資（元） 2339000 600000 75