分析阿里巴巴支付宝总部大楼太阳能热水系统应用案例.docx

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分析阿里巴巴支付宝总部大楼太阳能热水系统应用案例一、项目背景概述阿里巴巴支付宝总部大楼位于美丽的天堂杭州，具体位置为西溪路和天目山路之间、飞达东路东侧，项目占地约50亩，建筑面积达8.5万平方米。建筑整体造型呈之字形，建成后可容纳8000人左右办公。大楼由美国著名的NBBJ建筑事务所担任设计，这家公司曾设计过美国西雅图的星巴克集团、挪威奥斯陆的世界电信总部等众多知名建筑。同时，这里还是一个开放的生态公园，没有传统的围墙或栏杆，整个园区的广场和7000多平方米的地面绿化部分，市民可以自由进出。率先入驻阿里巴巴支付宝总部大楼的是蚂蚁金服服务集团。蚂蚁金服隶属阿里巴巴集团，旗下有支付宝、余额宝、招财宝、蚂蚁聚宝、网商银行、蚂蚁花呗、芝麻信用、蚂蚁金融云、蚂蚁达客等子业务板块。为响应国家、省、市、县各级政府的节能减排号召，将节能减排付诸实际行动；也为了节省企业的能源费用，从而取得更大的经济效益，阿里巴巴公司积极推进太阳能利用，提出了采用太阳能热水系统解决办公大楼生活热水及食堂用热水的需求。二、项目实施要点1、本项目实施依据参照以下国家标准、浙江和当地气象资料GB/T18713-2002《太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范》GB50364-2005《民用建筑太阳热水系统应用技术规范》GB50015-2003《建筑给水排水设计规范》GB／T6424-1997《平板型太阳集热器技术条件》GB／T4271-2000《平板型太阳集热器性能试验方法》GB/T6424-1997《太阳能集热器技术条件》GB4301-84《太阳能集热器热性能试验方法》GB/T15513-1995《太阳能热水器吸热体、连接管及其配件秘用弹性材料的评价方法》GBJ1788《钢结构设计规范》GB/T12936《太阳能热利用术语》GB50275《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》查有关资料，杭州市：纬度30º16′，经度120º12′，高度41.7m全年各月平均室外气温、水平面/当地纬度斜面上的月平均日太阳辐照量（MJ/㎡•d）杭州地属亚热带季风气候区，年温适中，冬寒夏热，春温秋爽，四季分明，光照充足，空气湿润，雨量充沛。年平均气温15.9℃～17.0℃，呈南高北低分布。极端最高气温39.8℃～42.9℃，极端最低气温-7.1℃～-15.0℃。年平均相对湿度76％～81％。无霜期199天～328天。2007年杭州市区年平均气温18.4℃，年降水量1378.5mm，年降水天数134天，年日照时数1471.2小时，年平均相对湿度71％。2、项目实施方案2.1总体概括本项目设计采用1000㎡的平板太阳能热水系统和8台99kW的燃气锅炉辅助加热系统结合使用，太阳能保证率为50%，晴好天气（日辐照量17MJ/㎡时）满足日提供200吨60℃的生活热水，不足部分和阴雨天气由燃气锅炉辅助加热系统供给所需热量。太阳能集热模块安装在屋顶混凝土基础梁上。安装时，为保证全年采光效果，太阳能集热器支架倾角与当地纬度一致为30°，每排之间留有一定的间距，保持光照、安全和通风和检修需要。本太阳能热水项目：由4个50㎡的集热小单元组成一个200㎡集热系统，再由5个200㎡的集热系统组成一个1000㎡的集热集成系统，最后统一集成控制。项目建设单位：阿里巴巴集团项目设计单位：杭州普桑能源科技有限公司北京四季沐歌太阳能技术集团有限公司项目施工单位：杭州普桑能源科技有限公司2.2系统设计原则高效先进性：保持系统的高效运转，最大化优先利用太阳能，力求3~5年内该项目保持国内和国际领先，本项目采用国际先进的德国西门子集成控制系统，将太阳能系统和辅助加热系统集成，利用计算机监测和控制。安全可靠性：本项目采用高可靠性、技术成熟的德国进口蓝膜平板太阳能和集成控制设备，结合完善的施工和保护措施来提高太阳能系统的整体安全性和供水可靠性；和谐美观性：结合现有建筑安装，充分考虑原建筑设计，保持建筑的原有风格和美学观感；公共展示性：本项目充分显示各级政府对节能减排的重视和决心，体现对可再生能源的重视，因此本项目重点考虑了新能源开发利用的展示性，本项目建成后将成为浙江省规模较大的集中式太阳能热利用示范项目，将起到良好的展示效果，向相关企业、单位、市民直观展示绿色新能源的有效、直观利用，宣扬环保、节能理念。2.3技术运行阐述本太阳能项目采用温差循环间接加热太阳能热水系统：天气晴好时，1000㎡太阳能循环加热地下室4台20吨的承压储热罐（容积式热交换器）的冷水，储热罐中的热水达到设置温度时，将直接供给大楼内各用热水点，若热水温度达不到设置温度时，由8台99kW的燃气锅炉二次加热后供给大楼内各用热水点。为保证用热水点24小时恒温供应热水，热水管道末端设置温度感应点，温度低于设定温度时，热回水泵工作，保证打开热水龙头，即刻出热水的效果。控制系统采用杭州普桑能源科技有限公司设计开发的德国西门子可编程PLC电脑控制系统，实现太阳能与燃气锅炉互补系统智能、全自动运行。自来水的补水设置于承压储热罐底部，利用自来水的压力将太阳能热水输送到各个用水点处。2.4系统控制方式A、太阳能手动及自动补水：自来水的补水设置于承压储热罐底部，利用自来水的压力将太阳能热水输送到用水点处。补水管上旁通电动阀实现手动及自动切换。B、太阳能循环加热：太阳能集热系统采用温差循环式加热方式；换热器内置在20吨承压储热罐内。C、辅助热源：储热罐内热水经过输送热水管道上的感温器感应，温度不足时，由燃气锅炉自动加热至所需温度后再输送到各个用热水点处；D、热回水系统：热水管道末端设置温度感应点，温度低于设定温度时，热回水泵工作，保证打开用热水龙头，即开即热；E、系统水泵工作：所有水泵均一用一备，且每间隔24小时（可设定）自动切换；有效避免工作水泵长期处于工作状态，超负荷运行易损坏，同时又避免闲置水泵长期处于停止状态，造成机组内润滑状况恶化，从而引发机组零件损坏。F、系统内部局域监控：利用电脑时时监控系统运行状况。2.5系统其他技术措施防雷：系统按照三类民建防雷、漏电设计，系统与建筑接地网接地；防震：系统与建筑之间连接可靠，按抗风10级标准设计施工，防震防裂90；防火：系统设备、配件均采用不燃和阻燃材料，电器部分按照国家规范设计、施工，系统场地预留消防通道；气密安全：太阳能按照国家标准生产、检验，保证出厂产品完全达到国家标准要求的气密性条件；热水系统管路和设备在连接时完全按照国家标准规范进行施工，保证系统的气密性和水密性要求；防漏电：系统电器部分具备防漏电保护功能，电器部分可靠接地；防腐：系统防腐性能保证使用达到15年以上的防腐要求；防漏水：系统安装后，太阳能集热器钢构基础屋面混凝土梁处重新做防水处理；防水质污染：本系统设备、管道等材料均采用符合国家标准的材质，水质污染可能性为零；2.6本项目系统流程图本项目屋面采用5个单元组成的平板太阳能热水系统：每个单元200平米集热面积，总集热面积为1000平米，集中加热地下室储热容量分别为20立方的卧式承压储热罐，阴雨天或太阳能不足时，由8台99kW的燃气锅炉二次加热。系统流程图如下：2.7核心设备选型2.7.1太阳能集热设备选择目前在国内的太阳能光热元件掌握了核心技术，在国际上处于领先水平，本项目采用具有领先水平的四季沐歌平板太阳能集热设备。四季沐歌平板太阳能集热设备采用德国真空磁控溅射金属镀膜带，集热高，热损小，吸收率高达98%，发射率低至5%，挑战太阳能光热转化极限，集热效率高、得热量大。四季沐歌平板太阳能设备详细技术参数如下表：2.7.2辅助加热设备选择本项目采用美国A.O.史密斯BTR系列容积式燃气热水锅炉，体积小、安装方便，具有独特的静音燃烧及两级点火设计，可适应不同安装场所；美国最新的UltraCoat金圭内胆涂层技术，确保内胆的使用寿命更加持久。A.O.史密斯燃气锅炉详细技术参数如下表：2.7.3电脑控制系统该系统控制器采用德国西门子PLC控制器，本项目的关键技术在于采用了计算机智能控制技术，杭州普桑能源科技有限公司电气工程师将确定太阳能热水系统运行的所有影响因素全部转换成计算机能够识别的信号，输入计算机，并将所有可能出现的情况和在各种情况下太阳能热水系统应该采取的运行指令编制成计算机程序，输入计算机。这样，根据太阳能热水系统实际运行的状况，计算机就会自动分析、判断、处理，自动做出正确的判断和指令，达到充分利用太阳能源，实现热水供应系统的智能化、自动化运行的效果。 2.9结语该太阳能项目运行后，浙江大学建筑设计院及阿里巴巴集团、中天建设集团等相关领导现场考察，给出高度评价。同时该项目相关施工工艺已写进了由浙江大学建筑设计院负责起草的浙江省工程建设标准《太阳能与空气源热泵热水系统应用技术规程》标准中，同时该太阳能项目与阿里巴巴支付宝总部大楼土建单位——中天建设集团一起获得浙江省建设工程质量最高奖——钱江杯优质工程奖。该系统经过一年多时间的运行，性能稳定、可靠，并达到了智能化全自动控制。用户反映效果良好，欢迎同行及各界朋友参观指导本工程。