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醫院太陽能熱水工程系統解決方案

作者:熱工系統 來源:華陽綠建熱水工程 發布時間:2019-08-02 16:36:10 閱讀次數:

醫院太陽能熱水工程系統解決方案

方案名稱:醫院太陽能熱水工程系統解決方案

方案報價:訂定制

方案需求:醫院太陽能熱水系統設計方案

設計公司:深圳市華陽綠色建筑節能有限公司

設計人:曾工

方案類別:太陽能熱水工程方案

醫院太陽能熱水工程系統設計方案實例

一、醫院太陽能熱水工程系統概況

本系統是專為XX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系統。系統配置有470塊熱管式太陽能集熱器、一個120噸儲熱水箱、一套德國西門子系統智能控制器、不銹鋼系統管路、一臺歸麗晶水處理器、兩臺格蘭富太陽能循環水泵、兩臺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。系統的熱管集熱器安裝在屋面上,在B區14層屋面停機坪兩側有廊架對稱屋檐式太陽能支架,每側的廊架上安裝355塊熱管式集熱器。

樓面不銹鋼管道采用串、并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銹鋼管道設有兩個溫度采集點。系統采集的集熱器出口端的溫度升高后會與儲熱水箱的溫度產生溫度差來自動完成循環加熱。不銹鋼管路的末端循環管道溫度主要完成冬季系統的防凍保護措施(冬季運行模式)。

系統的120噸儲熱水箱、格蘭富水泵、水箱補水電磁閥、德國西門子智能控制系統、系統動力柜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,經過汽水換熱器后,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系統工作原理

2.1、醫院太陽能熱水工程系統加熱原理:

正常情況下,太陽能集熱系統采用溫差循環的方式給水箱加熱:

如原理圖(附后)所示:在光照條件下,太陽能集熱器內的熱媒(本系統熱媒為自來水)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的溫差大于上限設定值(可調節,本系統默認值為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,本系統默認值為5℃)時,太陽能循環泵自動停止。

2.2、醫院太陽能熱水工程系統供熱原理:

2.2.1:當儲熱水箱的溫度高于水箱設定的最低溫度且水箱的水位高于最低水位時,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里的每個用水點;

2.2.2:當儲熱水箱的溫度低于水箱設定的最低溫度(或水箱的水位低于最低水位時)。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于水箱設定的最低溫度且水箱的水位高于最低水位時,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),系統重新進入太陽能直接供熱模式。

2.2.3:當太陽能系統進入檢修維護階段時,系統會自動切換至冷水模式;

當系統在正常運行時,系統會根據自動程序里設置的參數自動轉換運行模式

2.3、硅磷晶水處理系統水處理原理:

由于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,影響系統的使用壽命。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,有效地減小太陽能系統的結垢問題。

2.4、醫院太陽能熱水工程系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)。當儲熱水箱水位低于最低保護水位時,水箱補水電磁閥會自動打開,冷水通過硅磷晶水處理器進入水箱;當水箱水位達到或等于最低保護水位時,水箱補水電磁閥會自動關閉。當水箱溫度大于等于設定的溫度下限時(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,且水箱溫度大于等于設定的溫度下限時(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系統遠程自動化控制系統原理:

由西門子PLC全自動遠程控制動力柜和電腦組成,實現系統可編程控制,通過控制柜

的操作界面和旋鈕標示,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,并對整套太陽能系統實現手動或自動控制;與計算機實時通訊,則可實現全球范圍內的計算機實時監控,在授權情況下,可通過局域網實現系統遠程監控與維護。

2.6、醫院太陽能熱水工程系統保護措施:

2.6.1樓頂的太陽能防雷擊保護:

在樓面太陽能廊架上用不小于¢12的鍍鋅圓鋼作防雷引下線與樓頂的僻雷網做可靠連接;將系統中不銹鋼管道之間、不銹鋼管道與水箱之間用不小于¢12的鍍鋅圓鋼跨接后相焊接,焊接長度應不小于圓鋼直徑的5~10倍,在與避雷網做可靠連接。

2.6.2水箱間水泵、電磁閥 電控柜等的防漏電保護:

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系統操作流程

(一)、控制箱內有漏電保護開關;線路有短路、過載、接地等故障保護

在系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)打開系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,并檢查有無異常;

2)檢查系統所有的動作部件(電磁閥、恒溫閥、各種控制器等)是否正常;

3)設置控制器上各種參數值(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、檢查完成后,系統即可投入正常使用。

(二)、醫院太陽能熱水工程系統控制柜的操作說明

本控制柜是專為XX醫院太陽能熱水工程設計、生產的智能化控制柜,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:

當水箱水位低于最低設定水位(可調)時或當水箱溫度大于設定溫度時,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于水箱溫度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于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于4℃(可調節)時,并且水箱水位高于最低水位,進行防凍循環。當太陽能管路溫度高于10℃(可調節)時,防凍循環停止。

4 定壓供水功能

太陽能供水系統采用定壓供水,可以根據實際需求在控制柜觸摸屏上設置供水壓力。在供水時間段內系統增壓泵對供水管路增壓,并設有二次循環系統,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)系統處于手動時,“手動指示”燈亮。

2)控制柜通電時,“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系統手動操作說明

1 參數設定

所有參數可在控制柜觸摸屏進行設置,主要設定參數如下:

2 手動操作

在對太陽能系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) 系統維修時,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) 系統調試時,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,系統處于手動狀態。

正常狀況下應將旋轉開關旋至自動狀態。系統處于手動狀態時,請注意系統各個指示燈,是否顯示系統有異常狀況,然后謹慎進行操作。

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,然后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,先按下動力柜面板上循環泵“啟動”按鈕后,然后手動慢慢順時針旋轉左側(2號)動力柜里面的變頻器旋鈕,此時變頻器顯示面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,通過水泵將集熱器里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號動力柜里面的變頻器手動旋鈕,此時變頻器顯示面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號動力柜面板上循環泵“停止”按鈕。此操作完成后,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,然后按啟動或停止按鈕來啟停供熱水泵。

注:啟動供熱水泵時,按下動力柜面板上供熱泵“啟動”按鈕后,需手動慢慢順時針旋轉右側(1號)動力柜里面的變頻器旋鈕,此時變頻器顯示面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號動力柜里面變頻器手動旋鈕,此時變頻器顯示面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號動力柜面板上供熱泵“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系統注意事項

1) 傳感器與控制器接線請嚴格按照接線圖對應連接。

2) 定期檢查控制柜各儀器、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) 定期檢查控制柜接地端,確定良好接地!!!

四、醫院太陽能熱水工程系統控制柜觸摸屏操作流程

4.1 醫院太陽能熱水工程系統首頁畫面

控制柜通電之后,觸摸屏首先顯示如下首頁畫面

首頁畫面為監控設備總圖,包括儲水箱、循環水泵、供水泵、補水閥等。首頁畫面主要是用于監控,并無實際的操作功能。主要操作功能在分頁畫面上。

4.2 醫院太陽能熱水工程系統水箱加熱系統畫面

水箱加熱畫面主要水箱循環水系統,由供回水溫差控制,首先將屏上的旋扭開關打到“自動”上,讓狀態欄顯示“自動狀態”,如圖:

其次:在水泵啟動溫差一欄上設定參數,如:

這樣當集熱器出口溫度-循環水溫度>10℃時,循環水泵會自動啟動。同時當水泵停止溫差值,集熱器出口溫度-循環水溫度<5℃時,即:此時循環水泵會自動停止。

再次:設定好保護溫度設定參數時:

比如設定水箱溫度為60℃,此時當水箱溫度到達60℃時,水箱會自動補水,小于55℃時會自動停止補水。

最后:防凍溫度設定值用于冬季防凍,當外界環境溫度太低時,可能會對管道造成破壞,為防止凍結,此時應設定防凍溫度,如:

當管道溫度到達4℃時,循環泵自動啟用,給管道升溫保護。

4.3 醫院太陽能熱水工程系統供水系統畫面

首先:

將1號動力柜里供水變頻器選擇開關打到“自動狀態”,

將供水閥選擇開關打到“自動狀態”,

其次:將水泵啟動溫度賦值:

供水壓力賦值:

水泵停止溫度賦值:

如圖所示,設定水泵啟動溫度為50℃,供水壓力設定為8Kg,水泵停止溫度為35℃。當供水箱供水溫度>50℃時,供水泵會自動啟動,給用戶供熱水,并保證供水壓力為8Kg左右,此時供水閥關閉,由供水箱給用戶供水;當供水箱供水溫度<35℃時,供水泵自動停止,供水閥打開,由供水閥給用戶供水;

最后:季節模式啟用時,

將選擇開關打到相應的季節上,

點擊季節模式啟用,如:

4.4 醫院太陽能熱水工程系統補水系統畫面

補水系統畫面是給供水箱補水,主要靠定時時間來補水,如圖: 首先:將補水閥打到“自動狀態”,設定水箱補水最低液位和水箱停止液位及補水溫度上限和下限,如圖:

當水箱補水液位低于:150CM時,水箱自行補水,當液位高于160CM時,水箱停止補水,當水箱溫度>60℃時,補水閥打開,進行補水降溫,但最高液位不能高于160CM,當補水溫度<55℃時,水箱停止補水。

這些過程均在時間參數情況下執行,點擊“水箱補水參數設定”,如下一頁圖:

如上圖所示,起始時間和結束時間,設定最低水位與最高水位,系統會自動在這個時間段按要求補水。

如上圖所示,在8:00到10:00時,水箱按150-155CM來設定最低和最高水位,如此類推,可以設定任意時間段來設定水箱水位。

4.5 醫院太陽能熱水工程系統故障診斷界面

點擊故障診斷,系統顯示所有報警故障信息,如下圖所示:

4.6 醫院太陽能熱水工程曲線系統界面

在畫面中點擊曲線系統即可進入如下圖所示畫面中。在該畫面中觀察曲線等。

以上畫面可顯示供水壓力、循環水壓力、液位、集熱器循環管路溫度、供水溫度、供水泵頻率等。

五、醫院太陽能熱水工程系統日常維護保養注意事項

(一)、醫院太陽能熱水工程系統首次通水運行方法

1 根據使用要求,設置好控制柜參數。

2 檢查水泵、電磁閥兩端閥門是否打開。

3 手動檢查各水泵、各電磁閥是否運行正常。

4 檢查控制柜各轉換開關是否置于自動位置。

5 檢查控制柜顯示器各參數顯示是否正常。

6 系統自動運行,投入使用。

(二)、醫院太陽能熱水工程系統日常維護保養注意事項

1水箱水位是否正常(調整水箱水位及運行參數方法,詳見《太陽能控制柜說明書》);

2 水箱溫度定時觀察;

3 各水泵運行是否正常;

4 控制柜運行是否正常;

5 定期檢查供電、探頭連接、信號傳遞線路,保證接觸良好;

6 定期觀察樓頂各連接處和閥門是否漏水,并對其進行維修;

7 應確保水箱間和監控室內干燥通風、衛生、無塵土;

8 監控室電腦嚴禁用于寬帶上網,以防電腦中毒影響系統運行!

9 軟化水處理裝置內首次裝有歸麗晶顆粒,其屬于損耗品,此后,應經常查看使用量的變化情況,并每隔三個月及時補充120公斤的歸麗晶顆粒!!!

(三)、醫院太陽能熱水工程系統日常操作規程

1上班時首先通過顯示屏,觀察一系列參數,尤其是水箱水位是否正常并作詳細記錄。

.2檢查各閥門開閉狀態是否正常。

3下班前檢查水箱水位是否正常及各閥門開閉狀態是否正常。

(四)、醫院太陽能熱水工程系統定期巡檢內容

1 系統有無漏水情況,如集熱器漏水、水箱溢流、管路閥門漏水等。

2 控制柜顯示信息是否正常,水箱溫度水位、太陽能集熱器溫度、太陽能管路溫

3 太陽能循環泵、供水增壓泵、各電磁閥到等是否正常。

4 管道壓力是否正常。

5 檢查供電、探頭連接、信號傳遞線路,保證接觸良好。

(五)、醫院太陽能熱水工程系統系統常見故障處理

(六)、醫院太陽能熱水工程系統系統應急情況處理措施

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