太阳能锅炉系统介绍与集热面积计算
- 系统介绍
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- 上海太阳能热水工程公司
太阳能锅炉是相对于民用太阳能热水器而言的太阳能中高温利用。
联合国能源署研究资料显示“人类消耗掉的化石能源当中,50% 以上是为了获得工业蒸汽” ,传统工业锅炉(电炉、油炉、汽炉等)假如用“太阳热能”替代, 将节约50%的传统能源 。由此对太阳能中高温利用(100-300度)就称谓“太阳能工业锅炉”或”太阳能锅炉“。
蒸、烤、烘干、加热、保温、发酵等是工业蒸汽的基本功能,工业蒸汽的温度大多在100—250度之间,普通的脱水烘干的温度在80度左右,这样的温度利用“太阳热能工业锅炉”是完全可以顺利实现并且比较容易商业化推广。“太阳热能工业锅炉”可以轻松实现 。
太阳能锅炉是一种新兴的锅炉装置,由太阳能集热器和锅炉组成,太阳能把生产的热水注入保温水箱,并储存起来,然后水箱和锅炉的管道系统连接,水箱内的热水顺利进入锅炉的管道系统,太阳能本身能产生较高温度的热水,相当于锅炉需要加热的热媒水的起始温度大大增高,锅炉不需要满负荷运行就能把水加热到额定温度,这样用起来十分节能。太阳能亦可以对油加温,实现工业利用中高温太阳能。
太阳能集热面积计算
- 设定工厂每天需求100吨(≥140℃/0.4MPa)蒸汽总需求量,每小时平均约4.0吨蒸汽消耗量(24h/d)
- 已知1吨常温水加热至140℃(0.4MPa)蒸汽需要2750MJ热量;又已知每小时收集2750MJ太阳能热量需要的有效集热面积为1600m²,所以每小时定制4.0吨(≥140℃/0.4MPa)蒸汽需要的集热面积为:S=4.0T/h × 1600M² = 6400m²
- 太阳能有效工作时间8:00-16:00约8小时,其中产蒸汽的好的时间为9:00-15:30约6-6.5小时,所以太阳能每天可产0T/h × 6.5 ≈ 26吨(140℃/0.4MPa)蒸汽;剩余热量还可以定制:
Q剩余 = (73050MJ – 71500MJ) / 315MJ/T ≈ 5.0T(≥85℃)热水
- 26T/d蒸汽需要的总热量:26T × 2750MJ= 71500MJ(≈2130M³ Gas,≈21300kwh)
太阳能每天可收集的总热量:6400m²×17.56×0.65 =73049.6MJ(≈2180M³ Gas,≈21800kwh)
- 太阳能安装的容积率为£=0.70,所以实际安装占地面积大约需要:Ac =6400M² × 1.3 = 8320m²
方案设计及参数标准
- 安装场地:拟定安装在厂房建筑物屋顶面
- 设备型号:中高温太阳能蒸汽系统(JHS002-ST03-160C)
- 参数标准:1)Σ蒸汽=26t/d,F蒸汽=0t/h,T≥140ºC,P≥0.4MPa
- Σ热水=0t/d,F热水=5.0t/h,T≥85ºC,P=0MPa
- 太阳能蒸汽系统工作原理(参见示意图)
- 太阳能蒸汽系统工作原理说明:
- 当太阳光充足时,系统运行路径:⑴—⑵—⑶—⑷—终端
⑽—⑿—⒀—⑶—⑷—终端
- 当太阳光不足时,系统运行路径:⑴—⑵—⑶—⑻—⑼—⑽—⑾—⑹—⑺—终端
⑽—⑾—⑹—⑺—终端
- 当没有太阳光时,系统运行路径:⑽—⑾—⑹—⑺—终端
⑴—⑸—⑹—⑺—终端
- 地理条件影响:
- 地球自转和公转对太阳辐射值的影响
- 用户所处地域及赤道经、纬度及海拔高度不同的影响
- 地表接收光照时间长短随季节的变化对辐射值的影响
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