醫院太陽能熱水工程係統解決方案

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醫院太陽能熱水工程係統設計方案實例

  一、醫院太陽能熱水工程係統概況

  本係統是專為醫院設計生產安裝的、晴好天氣狀況下日產120噸60度熱水的太陽能熱水係統。係統配置有470塊熱管式太陽能集熱器、一個120噸儲熱水箱、一套德國西門子係統智能控製器、不鏽鋼係統管路、一台歸麗晶水處理器、兩台格蘭富太陽能循環水泵、兩台格蘭富供熱水水泵以及水箱補水電磁閥和鑄鋼閥門管配件等。係統的熱管集熱器安裝在屋麵上,在B區14層屋麵停機坪兩側有廊架對稱屋簷式太陽能支架,每側的廊架上安裝355塊熱管式集熱器。

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  樓麵不鏽鋼管道采用串、並聯的連接方式與集熱器完成加熱循環。樓頂熱管集熱器和不鏽鋼管道設有兩個溫度采集點。係統采集的集熱器出口端的溫度升高後會與儲熱水箱的溫度產生溫度差來自動完成循環加熱。不鏽鋼管路的末端循環管道溫度主要完成冬季係統的防凍保護措施(冬季運行模式)。

  係統的120噸儲熱水箱、格蘭富水泵、水箱補水電磁閥、德國西門子智能控製係統、係統動力櫃均安裝在地下室負二層設備間。補水電磁閥根據儲熱水箱的液位自動給水箱補水;格蘭富太陽能循環泵通過在集熱器溫度和儲熱水箱溫度之間設定的溫差自動啟停,來完成一個循環次的熱量采集,給儲熱水箱加溫。格蘭富供熱水泵會把儲熱水箱的熱水送到汽水換熱器,經過汽水換熱器後,恒壓、穩定的進入到辦公區和病房區的每一個用水點。

  二、醫院太陽能熱水工程係統工作原理

  2.1、醫院太陽能熱水工程係統加熱原理

  正常情況下,太陽能集熱係統采用溫差循環的方式給水箱加熱:

  如原理圖(附後)所示:在光照條件下,太陽能集熱器內的熱媒(本係統熱媒為自來水)被加熱。當太陽能集熱器出口水溫T1超過儲熱水箱循環溫度T2的溫差大於上限設定值(可調節,本係統默認值為10℃)時,格蘭富太陽能循環泵自動啟動;當太陽能集熱器出口水溫T1超過儲熱水箱循環溫度T2的下限設定值(可調節,本係統默認值為5℃)時,太陽能循環泵自動停止。

  2.2、醫院太陽能熱水工程係統供熱原理

  2.2.1:當儲熱水箱的溫度高於水箱設定的最低溫度且水箱的水位高於最低水位時,格蘭富供熱水泵(ABB變頻器設為恒壓)自動啟動,將儲熱水箱的熱水送到汽水換熱器(換熱器可自動檢測,自動加溫),經過分水器進入樓內辦公區和病房區裏的每個用水點;

  2.2.2:當儲熱水箱的溫度低於水箱設定的最低溫度(或水箱的水位低於最低水位時)。汽水換熱器的進水閥會自動打開(恒壓),向汽水換熱器供水(換熱器可自動檢測,自動加溫),同時格蘭富供熱水增壓泵自動停止。當儲熱水箱的溫度高於水箱設定的最低溫度且水箱的水位高於最低水位時,格蘭富供熱水泵(ABB變頻器設為恒壓)將自動重新啟動啟動,同時汽水換熱器的進水閥會自動關閉(恒壓),係統重新進入太陽能直接供熱模式。

  2.2.3:當太陽能係統進入檢修維護階段時,係統會自動切換至冷水模式;

  當係統在正常運行時,係統會根據自動程序裏設置的參數自動轉換運行模式

  2.3、矽磷晶水處理係統水處理原理

  由於地區水質鈣鎂離子濃度較高,自來水如不經過處理的話,則結垢嚴重,影響係統的使用壽命。軟水處理器原理:原水通過鈉型陽離子交換樹脂,使水中的硬度成分Ca2+、Mg2+與樹脂中的Na2+相交換從而吸附水中Ca2+、Mg2+使水得到軟化,有效地減小太陽能係統的結垢問題。

  2.4、醫院太陽能熱水工程係統儲熱水箱補水原理

  儲熱水箱的水位設定為最低保護水位、保持水位、最高水位(參數均可調)。當儲熱水箱水位低於最低保護水位時,水箱補水電磁閥會自動打開,冷水通過矽磷晶水處理器進入水箱;當水箱水位達到或等於最低保護水位時,水箱補水電磁閥會自動關閉。當水箱溫度大於等於設定的溫度下限時(可調),補水電磁閥會自動打開,補水至保持水位。當水箱水位在保持水位和最高水位之間,且水箱溫度大於等於設定的溫度下限時(可調),為最大化利用太陽能,水箱補水電磁閥可以設定在規定的時間段內向水箱補水至設定的滿水位(可調)。

  2.5、醫院太陽能熱水工程係統遠程自動化控製係統原理

  由西門子PLC全自動遠程控製動力櫃和電腦組成,實現係統可編程控製,通過控製櫃

  的操作界麵和旋鈕標示,可以方便快捷的對集熱器溫度、防凍溫度、循環溫度、供熱溫度、循環壓力、供水壓力、水箱液位、變頻器的頻率等參數進行設置,並對整套太陽能係統實現手動或自動控製;與計算機實時通訊,則可實現全球範圍內的計算機實時監控,在授權情況下,可通過局域網實現係統遠程監控與維護。

  2.6、醫院太陽能熱水工程係統保護措施

  2.6.1樓頂的太陽能防雷擊保護:

  在樓麵太陽能廊架上用不小於¢12的鍍鋅圓鋼作防雷引下線與樓頂的僻雷網做可靠連接;將係統中不鏽鋼管道之間、不鏽鋼管道與水箱之間用不小於¢12的鍍鋅圓鋼跨接後相焊接,焊接長度應不小於圓鋼直徑的5~10倍,在與避雷網做可靠連接。

  2.6.2水箱間水泵、電磁閥 電控櫃等的防漏電保護:

  所有溫度傳感器、水位變送器的信號線均有接地保護;

  所有設備間的水泵、電磁閥均有可靠地接地保護。

  三、醫院太陽能熱水工程係統操作流程

  (一)、控製箱內有漏電保護開關;線路有短路、過載、接地等故障保護

  在係統初次使用或者停用了一段時間重新啟用時,應按以下步驟進行:

  1)打開係統所有需要打開的手動閥門(包括:冷水總閥門、泵和電磁閥以及太陽能集熱器陣列兩側的閥門,並檢查有無異常;

  2)檢查係統所有的動作部件(電磁閥、恒溫閥、各種控製器等)是否正常;

  3)設置控製器上各種參數值(見本說明書),或者檢查原參數值是否正確或丟失;

  4)水箱上水至保護水位,旋開格蘭富集熱器循環水泵和供熱水泵腔的排氣孔,排盡腔體內的空氣(必須操作);

  5)以上操作、檢查完成後,係統即可投入正常使用。

  (二)、醫院太陽能熱水工程係統控製櫃的操作說明

  本控製櫃是專為XX醫院太陽能熱水工程設計、生產的智能化控製櫃,操作靈活簡便,自動化程度高,充分利用太陽能供給熱水、最大化節約常規能源。主要功能

  1 自動補水:

  當水箱水位低於最低設定水位(可調)時或當水箱溫度大於設定溫度時,水位在保持水位和最高水位之間時,冷水電磁閥打開,給水箱補水。直到水箱水位達到最高設定水位。

  2 溫差循環

  當集熱器出口溫度即太陽能溫度高於水箱溫度10℃(可調),太陽能循環泵啟動,進行溫差循環。當太陽能溫度與水箱溫度溫差小於5℃(可調)時,太陽能循環泵停止,即溫差循環停止。

  3 防凍功能

  當太陽能管路溫度低於4℃(可調節)時,並且水箱水位高於最低水位,進行防凍循環。當太陽能管路溫度高於10℃(可調節)時,防凍循環停止。

  4 定壓供水功能

  太陽能供水係統采用定壓供水,可以根據實際需求在控製櫃觸摸屏上設置供水壓力。在供水時間段內係統增壓泵對供水管路增壓,並設有二次循環係統,保證了用水端打開水龍頭馬上出熱水的需求。

  5 按鈕與指示燈

  1)係統處於手動時,“手動指示”燈亮。

  2)控製櫃通電時,“電源指示”燈亮。

  3)各泵、閥(太陽能循環泵、供水增壓循環泵、太陽能冷水電磁閥)運行時,泵、閥對應的指示燈亮。

  4)各個按鈕與指示燈均有文字標示,操作簡便。

  (三)、醫院太陽能熱水工程係統手動操作說明

  1 參數設定

  所有參數可在控製櫃觸摸屏進行設置,主要設定參數如下:

序號參數是否可調
1水箱最低水位可調
2水箱保持水位可調
3水箱最高水位可調
4溫差循環啟動、停止溫度可調
5供熱水啟動、停止溫度可調
6供熱水時的恒定壓力可調
7供水時間段及水位可調
8 防凍循環的啟動、停止溫度(冬季模式)可調

  2 手動操作

  在對太陽能係統進行調試或者維修時,應將“手動、自動”旋鈕開關旋轉至“手動”位置,此時手動指示燈亮。

  在手動狀態下,對泵、閥的操作應特別謹慎,必須有專業人員在現場監督,防止別人誤操作發生危險!!!

  1) 係統維修時,特別注意應先切斷電源,切勿在更換電機接線或者傳感器接線時手動啟動水泵或是給傳感器供電。

  2) 係統調試時,應該時刻注意水位以及溫度等參數變化,防止因水位過低手動啟動供水泵導致供水泵無水空轉而損壞。

  將“手動、自動”旋轉開關旋至手動位置時,係統處於手動狀態。

  正常狀況下應將旋轉開關旋至自動狀態。係統處於手動狀態時,請注意係統各個指示燈,是否顯示係統有異常狀況,然後謹慎進行操作。

  3) 太陽能集熱循環泵手動操作:

  首先確定水箱水位是否正常,然後按啟動或停止按鈕來啟停循環泵。

  切記:應急狀態下手動啟動太陽能循環泵時,先按下動力櫃麵板上循環泵“啟動”按鈕後,然後手動慢慢順時針旋轉左側(2號)動力櫃裏麵的變頻器旋鈕,此時變頻器顯示麵板上的頻率會隨著旋鈕旋轉的角度從0 Hz開始逐漸增大,當變頻器頻率增加到設定頻率 40 Hz時(可調),即可停止操作。此時循環增壓泵會以40Hz(可調)時的頻率、0.86Mpa的恒定壓力進行工作,通過水泵將集熱器裏和儲熱水箱的水進行循環加熱;當循環水泵需要手動停止時,應先手動逆時針旋轉2號動力櫃裏麵的變頻器手動旋鈕,此時變頻器顯示麵板上的頻率會隨著旋鈕旋轉的角度從40Hz(可調)逐漸減小,當變頻器的頻率降低至20Hz及以下頻率時,方可按下2號動力櫃麵板上循環泵“停止”按鈕。此操作完成後,循環泵即停止給水箱換熱。

  4) 太陽能供熱水泵手動操作:

  首先確定水箱水位正常,然後按啟動或停止按鈕來啟停供熱水泵。

  注:啟動供熱水泵時,按下動力櫃麵板上供熱泵“啟動”按鈕後,需手動慢慢順時針旋轉右側(1號)動力櫃裏麵的變頻器旋鈕,此時變頻器顯示麵板上的頻率會隨著旋鈕旋轉的角度而增加,當頻率增加到設定頻率40Hz時(可調),即可停止操作。此時供熱水泵會以會以40Hz(可調)時的頻率、0.90Mpa(可調)的恒定壓力給各樓層用水點恒壓供水;當供熱水泵需要手動停止時,應先手動逆時針旋轉1號動力櫃裏麵變頻器手動旋鈕,此時變頻器顯示麵板上的頻率會隨著旋鈕旋轉的角度而減小,當變頻器的頻率降低至20Hz及以下頻率時,方可按下1號動力櫃麵板上供熱泵“停止”按鈕。供熱水泵即停止運轉(此時與供水泵聯動的汽水換熱器供水電磁閥會自動打開向汽水換熱器供水)。

  5) 儲熱水箱補水電磁閥手動操作:按啟動或停止按鈕來開關太陽能補水電磁閥。

  6) 汽水換熱器電磁閥手動操作:按啟動或停止按鈕來開關汽水換熱器補水電磁閥。

  (四)、醫院太陽能熱水工程係統注意事項

  1) 傳感器與控製器接線請嚴格按照接線圖對應連接。

  2) 定期檢查控製櫃各儀器、傳感器、繼電器、接觸器、保險是否正常,如有問題請及時請專業人員處理。

  3) 定期檢查各循環泵、電磁閥是否工作正常,如有異常及時請專業人員處理。

  4) 非專業人員請不要私自拆卸電器元件。

  5) 定期檢查控製櫃接地端,確定良好接地!!!


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