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  • 月壇游泳館

    本工程是北京月壇游泳館熱水系統,本項目首次實現了太陽能—熱泵大型中央熱水系統方案,通過實際工程測試,減少太陽能熱水系統的總投資,保證了陰雨天氣及冬季環境溫度較低太陽能資源不足時的熱水供應,做到全年、全天候供應熱水。

    編輯摘要

    目錄

    交通指導/月壇游泳館 編輯

    月壇游泳館 月壇游泳館

    1.乘坐939、209夜間車, 抵達北京兒童醫院站后,向西60米,向北70米。

    2.乘坐423、743、21、456、712,抵達月壇體育場站后,向西20米,向南80米。

    3.乘坐691,抵達月壇(月壇體育場)站后,向西40米。

    4.乘坐19、618、816,抵達月壇站后,向東180米,向南140米。

    5.乘坐660,抵達月壇北街站后,向西40米,向北10米。

    6.乘坐68,抵達兒童醫院路口東站后,向東100米,向北140米。

    7.乘坐56、15,抵達月壇公園站后,向東180米,向南140米。

    太陽能工程/月壇游泳館 編輯

    直流真空管太陽能集熱器陣列

    1.引言

    中國人口眾多,在經濟高速發展的同時,也使得在能源及環境上的壓力不斷增大,與此同時節能環保觀念已逐漸深入人心,太陽能等新能源應用已進入增長階段,對擴大應用領域和規模的需求日益顯現。這給太陽能等新型清潔能源的利用與發展帶來良好的機遇。但由于太陽能供熱水受天氣影響,如何使熱水供應的保證率達到100%,在經濟上又不因太陽能集熱器面積過大而過多的增加初始投資,目前中國國內尚未有現成的案例?;谏鲜銮闆r,針對2008年北京奧運會90%以上的熱水加熱能源要來自太陽能的要求,對于北京月壇游泳館首次提出太陽能-熱泵中央熱水系統的解決方案,以太陽能直接輻射能量和空氣中所儲存的太陽能為主要熱源,輔以少量的電能驅動雙熱源熱泵,一方面減少了太陽能熱水系統的總投資,另一方面,解決了陰雨天氣及冬季環境溫度較低太陽能資源不足時熱水供應保證率,做到全年、全天候供應熱水。 2.系統概述

    1)系統構成

    本工程是北京月壇游泳館熱水系統,系統由太陽能集熱器、風冷熱泵、換熱系統、熱水儲水箱、自動控制系統及泳池等幾大部分組成。太陽能集熱器采用國際先進的可水平放置高效直流式太陽能真空管,管內走防凍液,冬天不怕凍,布置在新館南側原訓練館的平屋頂上,采光面積共672㎡,分168組集熱器模塊,每個集熱器模塊由16根ф100×2000的集熱管組成。熱泵機組采用風冷熱泵,在環境溫度低于-100C的情況下也可以高效運行。

    太陽能系統原理示意圖

    2)運行原理及控制系統

    本系統運行時將優先利用太陽能對衛生熱水和游泳池進行加熱,當太陽能熱水溫度不足以達到使用要求時,利用太陽能集熱器和熱泵機組聯合運行吸收低溫太陽能和空氣中蘊藏的太陽能為熱水系統提供熱源,整個系統在保證熱水系統可靠性和實用性的前提下,以最大限度利用太陽能為原則設計控制系統,包括自動控制系統和手動控制,其中自動控制主要由傳感器,可編程控制器(PLC)及控制計算機三部分組成。系統可以通過對太陽輻照強度、環境溫度、熱水溫度等參數的檢測分析,調整控制太陽能集熱系統、雙熱源熱泵機組以及水泵等設備的運行狀態,完成各個循環系統之間的切換,滿足熱水系統和游泳池的用熱需求。

    3.運行測試

    當陽光充足時(系統檢測到太陽能輻照強度足夠),太陽能集熱器中的水溫高于設定值(55℃)且水箱溫度低于設定值(45℃)時,打開電磁閥3、電磁閥4、電磁閥7、啟動太陽能循環泵、熱水加熱泵,經換熱器I加熱熱水箱中的水,直到水箱中的水的溫度滿足使用要求后,太陽能熱水切換至換熱器II對游泳池加熱。

    陽光不足時,打開電磁閥4、電磁閥6、啟動熱水加熱泵,熱泵機組開始加熱熱水箱中的水,直到水箱中的水的溫度滿足使用要求后,系統結束該工況狀態下的運行,切換至下一工況狀態運行。

    陽光充足但太陽能集熱器不能保證整個系統熱水供應時,打開電磁閥1、電磁閥4、電磁閥6、啟動太陽能循環泵、熱水加熱泵,熱泵機組在太陽能輔助下開始加熱熱水箱中的水,直到水箱中的水的溫度滿足使用要求,針對北京地區冬冷夏熱的氣候條件,太陽能熱水技術同風冷熱泵技術有機結合,突破了風冷熱泵系統低溫環境下運行效率低或無法運行的缺陷,充分利用太陽能和空氣能等綠色能源,可以全年全天候提供衛生熱水,在環境溫度低于0℃時,系統仍然可以得到50℃以上的熱水,滿足使用要求。在環境溫度在-2℃~-5℃的環境溫度下,通過計算系統的效能比仍然可以達到2.7;在陽光足夠或者陰雨天氣,可以充分發揮了太陽能-熱泵系統的高效性,保證全天候熱水供應,滿足體育館的使用的需求;整個系統采用微機自動控制,控制系統可以通過對太陽輻照強度、環境溫度、熱水溫度等參數的檢測分析,調整控制太陽能集熱系統、熱泵機組以及水泵等設備的運行狀態,完成各個循環系統之間的切換,滿足熱水系統和游泳池的用熱需求。 4.系統的主要特點

    ①利用清潔無污染的太陽能為主,以空氣源熱泵為輔助,充分利用可再生能源,整個系統無“三廢”排放;

    ②具有較高的經濟和社會效益,與燃油鍋爐供熱系統相比節能60%以上,與電供熱相比節能90%;

    ③系統采用智能化計算機控制系統,使系統以最佳的運行方式工作,并實現無人化管理;

    ④太陽能集熱器采用直通式玻璃真空管集熱模塊,具有較高的光熱轉換效率;集熱器內選用防凍液為介質,使系統具有較強的抗凍能力,并能使低太陽能輻射下的能量得到充分的利用。

    5.結論

    本項目首次實現了太陽能—熱泵大型中央熱水系統方案,通過實際工程測試,減少太陽能熱水系統的總投資,保證了陰雨天氣及冬季環境溫度較低太陽能資源不足時的熱水供應,做到全年、全天候供應熱水。業充分利用了清潔無污染的綠色能源,減少了對環境的污染,對于環保意義重大。月壇奧運會游泳館熱水項目的實施,將為太陽能和熱泵技術的有效結合在中國北方冬冷夏熱地區的推廣起到積極的示范和推動作用。

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