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1、新農居太陽能+地源熱泵供暖制冷可行性方案北京XX實業公司二零零八年三月目 錄一、項目概況隨著國家經濟和社會發展第十一個五年計劃綱要的提出，國家加大了對農村基礎設施建設的力度，為了解決新農居的供暖及制冷及生活熱水要求，特進行農居利用新能源進行供暖制冷的示范。本工程為房山區新農村農居太陽能+熱泵供暖制冷及生活熱水示范項目，建筑面積150平方米，采用太陽能+熱泵的形式供暖制冷及提供生活熱水。二、建設工程主要內容太陽能熱泵供暖制冷示范項目主要建設內容包括以下幾個部分：1、太陽能集熱器采購安裝；2、地源熱泵機組采購安裝；3、熱泵室外換熱系統安裝；4、系統所需水箱的制安；通過以上幾個部分的整體建設，最終實2、現新農居利用新能源實現供暖制冷并提供生活熱水的。洗浴熱水全部由太陽能系統提供，太陽能集熱器設置在屋頂。當太陽能系統不能滿足使用需求時，冬季由電加熱作為輔助熱源，春夏秋由熱泵作為輔助能源來滿足使用需求，以達到全天24小時供應生活熱水的目的。太陽能工程系統運行方案設計一、設計思路及原則北京XX實業公司秉承優先利用太陽能源、保證系統全天候供水的原則，多年來對公司太陽能工程系統及控制思路進行了最優化的整體設計，達到了較高的人性化管理。通過數百個大中型全天候太陽熱水系統工程實踐的檢驗，其合理性及先進性均得到了行業及用戶的肯定。二、設計理念及關鍵技術在九陽全天候太陽熱水系統設計過程中，始終貫穿著如下理念：3、（1）保證全天候24小時供應熱水；（2）最低限度使用常規能源，運行費用達到最低；（3）優先利用太陽能（環保）；（4）全面利用太陽能（不浪費）；（5）北方地區應保證設備和系統永遠不凍；（6）全自動運行、無人值守；（7）少維護、壽命長、安全可靠；（8）與建筑物易結合，整體效果協調、美觀。為了實現上述目標，經過多年探索，在系統設計安裝中我們采用了如下關鍵技術：（1）排空防凍技術要達到全天候供應熱水的目的，解決太陽能系統的北方冬季“防凍”問題是關鍵所在。傳統意義上的防凍，一般均采取電伴熱帶或加強保溫的方式進行，我們認為，這種方式存在著受外界條件所限的缺陷，因此，九陽公司采用了機械排空的方式進行，達到了4、系統防凍的萬無一失。（3）雙直流產水系統技術采用太陽能加熱和輔助能源加熱雙產水系統，通過智能控制，使雙產水系統根據天氣狀況及用水狀況進行自動控制、切換，在無人值守的情況下，在充分、完全利用太陽能基礎上，達到了24小時及進供應熱水的目的，并使系統最少使用常規能源。（4）雙向單流閥專利技術在系統中，采用了九陽公司專利產品雙向單流閥，在成功滿足排空防凍的同時，又保證系統水泵不受水擊的影響，延長了水泵的使用壽命。（5）真空管系統“上進上出”技術在全天候真空管太陽熱水系統中，真空管聯箱采用“上進上出”的水循環技術，較好的解決了真空管的“爆管”問題。三、設計整體方案說明根據用戶提供的實際情況和現有場地、現5、有熱源類型，要達到節約運行費用，節約能源的目的，選用的設計方案為太陽能定溫溫差循環系統電加熱系統+地源熱泵系統。在天氣晴好的狀況下，系統一般只靠太陽熱水系統就可滿足用戶用水要求，冬季和陰雨天采用輔助能源系統進行補充。四、系統設備組成太陽能定溫溫差循環系統包括：太陽能集熱器，太陽能儲水箱，太陽能循環水泵，雙向單流閥，輔助能源，輔助能源循環水泵，預熱水箱，全自動控制器，用戶供水自動增壓泵，回水電磁閥等。五、設計計算1、設計依據（1）太陽能熱水系統設計、安裝及工程驗收技術規范（2）民用建筑太陽能熱水系統應用技術規范（3）民用建筑太陽能熱水系統工程技術手冊（4）家用太陽熱水系統安裝、運行維護技術規范（6、5）家用太陽熱水系統技術條件（6）太陽集熱器熱性能室內試驗方法（7）太陽能熱利用術語（8）建筑給水排水設計規范2.設備選型計算2.1太陽能集熱器面積計算： 直接系統集熱器采光面積，m2 日均用水量， 集熱器在晴好天氣日均產水量，L/（1）采用平板型太陽能集熱器，集熱面積按春夏秋晴好天氣每平米日均產80升45生活熱水設計，則本工程需安裝，實際選取64平米；（2）采用真空管型太陽能集熱器，集熱面積按春夏秋晴好天氣每平米日均產65升45生活熱水設計，則本工程需安裝，實際可選取80平米。2.2太陽能蓄能水箱的設計對于太陽能熱水系統，由于受自然條件的限制，太陽能集熱系統不可能全天24小時滿足設計小時用水7、量(qrh)的要求。由于用戶用水時間為全天候型，考慮到太陽能集熱器的功率及日照時間與用戶用水量、用水時間存在的差異性，設計水箱容量應為用戶全天總的用水量，則本系統太陽能儲水箱的設計有效容積為5立方米，另配一個1立方米預熱水箱。2.3輔助能源功率設計由于太陽能熱水系統的供應具有不確定性，因而輔助能源加熱設備的功率需按系統最不利工況，即太陽能系統不工作時（陰雨天）確定。根據北京XX實業公司全天候太陽熱水系統設計施工技術規范，太陽能定溫放水系統輔助加熱功率計算公式為： 輔助能源功率，KW 日均用水量， 儲水箱內水的設計溫度與水的初始溫度的溫差， 設計全天用水量的加熱時間，h，定溫放水系統一般選用8小8、時=24KW故熱水系統輔助能源功率為24KW，因此本工程選擇輔助電加熱功率為24KW；（1）輔助設備的運行方案：本方案中，輔助設備為兩種：電加熱及地源熱泵。在采暖季節，地源熱泵滿足浴室的供暖要求，電加熱作為熱水系統的輔助熱源；在非采暖季，地源熱泵作為生活熱水系統的輔助，電加熱停止運行；此運行方式達到在節省了初期投資的同時，達到了節約運行費用的目的。（2）輔助設備的選擇電加熱：功率為24KW，采暖季運行，作為熱水系統輔助；非采暖季不運行；地源熱泵:浴室建筑采用多孔磚保溫建材，按60W/熱負荷考慮，供暖負荷為9KW。本工程實際選可選取輸出功率10KW的熱泵機組。2.4產品的選型說明本工程采用全天候9、太陽能定溫-溫差循環系統，選用太陽能集熱器：平板集熱器設計面積為64平米，真空管集熱器設計面積為80平米，太陽能熱水儲水箱選用有效容積為5立方米的碳鋼水箱，同時配1臺預熱水箱1立方米，輔助能源采用電加熱或熱泵機組，輔助電加熱功率為24KW。2.5工程的使用說明本工程設計全天產水量5立方，根據在新農村建設中實際的運行經驗，每人日耗水量約60-70L/天，此條件下，每天實際可供洗浴人數約70-80人；（當實際用水人數超過設計人數時，需啟動輔助能源進行一定的熱量補充）。按農村居民目前的用水習慣，按每周洗浴一次考慮，則該浴室基本可滿足600人（平均每戶按3人計，折合200戶）左右的用水需求。因此，本太10、陽能集體浴室較適合于規模在200戶左右的村莊使用。六、全天候太陽能熱水系統介紹1、定溫溫差循環系統原理圖2、系統工作原理介紹（1）集熱器終端熱水出口設置有溫度傳感器，用戶可根據實際用水溫度通過控制器設定此溫度T1的上下限（出廠設定為上限45度，下限40度）；（2）當集熱器出口溫度T1達到設定溫度上限時，控制器命令太陽能 上水泵啟動，將水箱中的冷水送入集熱器中進行換熱，然后送入熱水箱上部，隨著換熱的不斷進行，集熱器出口溫度T1會隨之下降；（3）當集熱器出口溫降T1下降到設定溫度下限時，控制器命令太陽能上水泵停止，這時集熱器及系統管路中的水會沿著設計安裝的管路傾角倒流回水箱中，為了避免倒流產生水擊11、損壞水泵，我們在水泵出口的立管位置上安裝了雙向單流閥裝置，使倒流回來的水通過雙向單流閥的旁路倒流回水箱中，避免了水泵的水擊現象，并達到北方地區排空防凍的目的；（4）由于天氣晴好或用戶用水量比較小的情況下，太陽能可把整個熱水箱中的水加熱到35度以上，當熱水箱參考溫度到達35度時，控制器會自動轉換為溫差循環系統，從而逐步提高整個水箱水溫，達到充分利用利用太陽能的目的；（5）在預熱熱水箱下部設有電加熱系統，當熱水箱中的水溫低于用戶用水溫度要求時，控制器會自動命令電加熱（熱泵）系統啟動，將熱水箱中的水加熱到用戶用水要求的溫度即停止，從而保證用戶用水溫度，電加熱（熱泵）系統出廠設定啟動溫度的上限為45度12、，下限為42度，即低于42度啟動，高于45度停止，此溫度區間可根據用戶要求設定；（6）系統供水采用變頻供水機組，同時在回水末端設置回水電磁閥，在保證系統24小時供水品質的同時，達到最節約運行費用的目的。（7）本系統要求補水箱及水泵等設備放置在不凍的房間內。3、全天候太陽能熱水系統特點（1）九陽全天候太陽能熱水系統，經科委鑒定，系統日平均熱效率大于50%，為國內領先；（2）太陽能與常規能源的巧妙結合，保證用戶全天24小時的生活熱水供應；（3）系統采用機械排空防凍技術，保證設備和系統在任何情況下都不會凍損，冬季正常使用；（4）本系統還采用了我公司獨創的雙向單流閥專利產品，使系統回水分流，防止水泵發13、生水擊損壞，從而延長了水泵的使用壽命；（5）系統長期在低溫快速流動狀態下運行，從而防止了系統管路、閥門、儀表尤其是集熱器板芯的結垢問題，達到系統熱性能長期穩定；（6）全部系統采用智能化電腦控制，最全面、最優先使用太陽能，最少使用常規能源，可達到無人值守的效果；（7）系統可承壓運行，并且集熱器與儲水箱分開布置，更容易滿足建筑設計及安裝的需要。七、太陽能熱水系統投資預算（一）平板太陽能熱水系統方案報價 單位（元） 序號名 稱規格（單位）數量單價合計備注01平板集熱器647825004802集熱器支架10/架7854597803集熱器壓板塊647.7492.804熱水儲水箱5立方115975159714、5碳鋼05預熱水箱1立方155405540碳鋼06系統控制柜模擬屏16560656007太陽能循環水泵CH2-30122582258格蘭富08電加熱24KW13280328009輔助能源循環水泵CH2-20120812081格蘭富10雙向單流閥DN25122622611補水電磁閥DN32133833812硅麗晶511190119013管道及附件64116742414安裝人工費64100640015自動增壓泵PW-404EA226605320LG16回水電磁閥DN20113113117小計113241.8北京XX實業公司（二）真空管太陽能熱水系統方案報價 單位（元） 序號名 稱規格（單位）數量貨15、物單價合計備注01全玻璃真空管47*1200800252000002真空管聯箱50支/個168301328003真空管支架10/套8830664004尾架10/套8586468805進水銅管12164673606熱水儲水箱5立方11597515975碳鋼07預熱水箱1立方155405540碳鋼08系統控制柜模擬屏16560656009太陽能循環水泵CH2-30122582258格蘭富10電加熱24KW13280328011輔助能源循環水泵CH2-20120812081格蘭富12雙向單流閥DN25122622613補水電磁閥DN32133833814硅麗晶511190119015管道及附件64116、16742416安裝人工費64100640017自動增壓泵PW-404EA226605320LG18回水電磁閥DN20113113119小計102067北京XX實業公司太陽能浴室土建工程基本方案及報價一、浴室建筑的結構形式在本工程中，太陽能浴室建筑物采用節能型建材多孔空心磚，墻體外保溫，使建筑物節能達到較高標準。屋面部分采用現澆頂。集體浴室內部建議采用普通裝修。地面采用防滑磁磚，墻壁采用普通磁磚，頂部用 PVC板吊頂。二、浴室的設計說明1、淋浴器安裝數量按目前對新農村太陽能集體浴室的調查情況，村民用水點相對比較集中，考因此，淋浴器的數量考慮按每四個用水人數設置噴頭1個，本工程實際安裝淋浴器的數17、量取為20個。2、集體浴室的建筑面積估算集體浴室的建筑面積，包括淋浴間、更衣室、門廳兼接待廳、操作設備間幾個部分的建筑面積。本工程設計太陽能浴室132平米；具體布局及各部分面積分布設計詳見浴室平面示意圖。（同時附150平米規模浴室布置示意圖）浴室的整體設計（建筑、結構、暖通、給排水、電氣等專業設計）建議由具有專業資質的設計單位進行。三、浴室建筑的報價（一）浴室建筑估價（132平米） 單位（元）序號名 稱規格（單位）數量貨物單價合計備注01土建結構（多孔磚）平米1321350178200墻體保溫（二）浴室建筑估價（150平米） 單位（元）序號名 稱規格（單位）數量貨物單價合計備注01土建結構（多18、孔磚）平米1501350202500墻體保溫北京XX實業公司太陽能浴室暖通部分基本方案及報價一、設計說明：1、本工程中，太陽能集中浴室的供暖熱源設計采用土壤源熱泵。土壤源熱泵就是以大地作為冷熱源對建筑進行空調的技術。這種系統把傳統的空調器的冷凝器或蒸發器直接埋入地下，使其與大地進行熱交換，或者通過中間介質作為熱載體，并使中間介質在封閉環路中通過大地循環流動，從而實現與大地進行熱交換的目的。冬季通過熱泵將大地中的低位熱能提高品位對建筑供暖。本工程設計熱泵機組輸出功率10KW，采暖季對建筑物進行供暖；非采暖季可作為太陽能熱水系統的輔助熱源。2、供熱末端根據浴室特別是淋浴間濕度較大的實際條件，選擇采19、用地板輻射供暖方式。二、熱泵系統估價 單位（元）序號名 稱數量132平米建筑面積150平米建筑面積備注01熱泵機組1臺114001140002打孔費200002000003水泵2臺3200320004末端1項7800990005安裝費工料費5000650006合計4740051000說明：此報價中打孔費用為暫估值（非巖石層地質條件），由于各地地質條件不同，其實際價格應根據地質條件進行相應調整。太陽能浴室淋浴設備基本報價為達到太陽能浴室的整體節能、節水的建設目標，在終端用水方式上，本工程選取智能控水系統。智能控水系統由電磁閥及過濾閥、控水 POS 、電源控制器、微機系統及射頻卡所組成。每一個淋浴20、頭安裝一個電磁閥及過濾閥和一個控水 POS 機,射頻卡在洗浴管理系統通過發行機注冊充值，入浴者可直接進行消費。進入浴室后用射頻卡面對控水 POS 刷卡即可出水、控水 POS開始計費，需要停止時再次刷卡即可停止出水計費。如此循環往復。當卡中金額為零時電磁閥自動關閉。一、智能控水系統特點：1、管理者按時、按量合理計費，即“用多少水，收多少錢”，多用多收，少用少收。杜絕了浪費水的現象，節約了寶貴的水資源。2、多用水需多付費，相對來說，人們入浴時間減少，提高了淋浴使用周轉率，相當于浴室得到擴建。3、變人工收費為自助使用管理。有助于管理經營者提高管理，杜絕了管理方面的漏洞；4、讀卡器與電磁閥均為安全電壓21、，充分保證使用者安全。5、在節水、節能方面的管理會化被動為主動，可以實現經濟效益和社會效益的雙豐收。二、控水系統價格表序號設備名稱單位單價數量合計備注01發行機臺15001150002控水機套650201300003系統軟件套30001300004射頻卡張000自購05調溫閥套26020520006計算機設備10自購07安裝工料費580008合計28500北京XX實業公司太陽能浴室基礎設施及條件建設說明太陽能浴室的建設除上述太陽能熱水系統、建筑結構、熱泵供暖系統及控水系統外，還包括浴室的基礎設施及條件的建設部分。其主要內容有：給水的提供、污水的排放、電源的提供及設備間的必要設施。1、給水：根據22、浴室的實際建設位置及周邊情況，選擇附近的供水管線引入浴室及設備間內。2、排水:浴室排污量相對較小，本工程設計可考慮采用每村建設集體浴室過濾池一處或在達標的條件下直接排放。具體方案根據設計及甲方條件進行確定。3. 基礎設施浴室的基礎設施：包括更衣柜、座凳、洗手盆、衛生間大便器等必備品；同時，浴室內除考慮自然通風外，需加裝排風扇通風，設定換氣次數。4、電氣設計本項目中，工程的用電負荷主要為電輔助加熱、循環水泵及各房間的照明設施。在電加熱與熱泵同時運轉時，其電功率約40KW；太陽能集熱器采取避雷措施，集熱器支架、水泵電機與建筑物應有可靠的接地。結論及說明一、投資預算總計按上述各部分的不同設計規模，可23、組合為以下四種方案：方案一：132平米建筑面積，配套64平米平板型太陽能熱水系統：序號項目名稱規模價格（元）備注01太陽能浴室建設132平米17820002平板太陽熱水系統64平米113241.803熱泵機組132平米4740004智能控水系統2850020個淋浴器05總計367341.8方案二：132平米建筑面積，配套80平米真空管型太陽能熱水系統：序號項目名稱規模價格（元）備注01太陽能浴室建設132平米17820002真空管太陽熱水系統80平米10206703熱泵機組132平米4740004智能控水系統2850020個淋浴器05總計356167方案三：150平米建筑面積，配套64平米平板24、型太陽能熱水系統：序號項目名稱規模價格（元）備注01太陽能浴室建設150平米20250002平板太陽熱水系統64平米113241.803熱泵機組150平米5100004智能控水系統2850020個淋浴器05總計395241.8方案四：150平米建筑面積，配套80平米真空管型太陽能熱水系統：序號項目名稱規模價格（元）備注01太陽能浴室建設150平米20250002真空管太陽熱水系統80平米10206703熱泵機組150平米5100004智能控水系統2850020個淋浴器05總計384067二、各方案分析說明上述四個方案中，方案一及方案二其建筑面積為132平米，按設計圖紙進行布置，其完全可滿足浴室的使用要求，且其投資相對于方案三、方案四150平米的建筑費用較為節省；同時，方案一與方案二分別采用了不同的集熱器類型，且費用相差不大，因此建議選擇方案一及方案二分別進行建設。北京XX實業公司2008年03月