一次側太陽能熱媒系統對設備、管道保溫和控制系統的靈敏度要求較高。太陽能集熱采用真空管集熱板并聯設置,這樣能保證在有限的采光面積前提下對太陽能熱量的最大化吸收。管路為同程布置,這樣可以保證熱水器出水溫度均勻恒定。系統自帶的過熱保護設施可以保證系統的穩定和安全。溫度計和循環水泵的準確聯動應滿足控制程序的設計要求。水-水換熱器的串聯設置避免了一次側和二次側水質的混雜。
該系統的特點是換熱器串聯,雙熱媒并聯供熱;難點是系統溫度計、閥門的精密聯動和自動化控制管理。
該項目的另外一個節能內容為游泳池區域的除濕熱泵。
除濕熱泵的工作原理就是將池水表面蒸發的熱損失回收利用,轉移到池水中,以滿足池水保溫所需的熱量。第一步通過暖濕空氣流經蒸發器,使溫度下降,暖水汽凝結成冷水從空氣中分離出來,使空氣干爽,實現空氣的除濕功能;另外,空氣冷卻、水汽凝結及冷卻過程中釋放出的熱能被冷媒吸收。第二步是通過高溫冷媒吸收熱能,經熱交換器加熱池水,實現池水加熱功能。
游泳池初次運行前的加熱采用鍋爐熱媒水經過板換在規定時間內達到設定溫度,后續的泳池由于蒸發和傳導的熱損失經由除濕熱泵來補償,達到除濕和熱回收利用的雙重功能。該系統只適合在室內游泳池使用。
對于游泳池的熱損失熱量和除濕熱泵的產熱量需要做熱平衡計算,多余的熱量可以作為游泳館室內空氣的熱源,不足的熱量可以采用燃氣鍋爐作為補充。
另一個代表項目就是山東蓬萊海景大酒店。這個項目是一個四星級旅游賓館+青年公寓綜合樓,建筑面積7萬平米,建筑高度99.5m,包含客房、餐飲、公寓、康樂休閑等內容。熱源形式為太陽能+電輔助加熱雙聯供熱形式,該系統實現了通過分時制熱的熱源聯動和控制,把自然能源和低谷電能最大化結合,實現節能的效果。
該建筑的特點是高度較高,客房區設置在最高的幾個層位,適合把熱源設置在屋頂部位,縮短供熱距離降低熱耗損失,廚房和康體休閑區點位較低并且分散,故采用了獨立的熱源,區別于客房區的供熱方式。這里著重介紹本項目客房區的供熱系統。
業態設計任務書上要求采用低谷時段(0:00至07:00)制備熱水。而太陽能的供熱時間為09:00至16:00區間,若采用單熱水箱很容易造成太陽能系統無法充分利用甚至無法起作用,系統就變成了單熱源供熱形式,違背了節能的初衷。因此,設計中采用了雙水箱(兩級水箱)的方式。太陽能(一級)和電熱水器(二級)均有獨立的熱水箱,水箱之間通過電熱水器進行串聯,在二級水箱控制要求的水溫。該系統的原理也是降低冷熱水的溫度差,降低熱水器的能耗,降低企業的能源運行成本。冷水從首先通過太陽能集熱板進行預熱并儲存在一級水箱,在低谷電價時段通過電熱水器進行二次加熱進入二級熱水箱,產生60℃的熱水。
該系統的特點是雙熱源在不同時間段串聯供熱,通過兩級熱水箱彌補了時差帶來的問題;該系統在溫度控制、精密聯動和自動化控制管理方面的要求較低。
3. 數學模型的建立
對酒店綜合熱水消耗曲線和能源中心的供給標準進行量化分析,通過數學原理建立熱水消耗量的數據模型,掌握熱水熱源的設備運行狀態、效率以及主熱源機組的效率情況,保障設備的平穩運行,促進長效設備管理機制,確保設備始終處于受控狀態。模型程式最終需要編入酒店自動化管理的BA控制系統,并且階段性地考核能耗實際運行與模型之間的高度關聯情況,實時進行修正。
節能和低碳思想在建筑設計中起到了越來越重要的指導作用。給排水節能設計有很多文章可以做。該項目只是把常規能源形式進行了組合設計,達到了很好的節能效果。希望給設計師在設計中提供一些參考。