集中分户太阳能热水系统专项方案.doc

集中集热—分户储热太阳能热水系统技术方案工程分企业工程技术部10月08日目 录1. 工程概况‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥112. 太阳能热水系统选择确定‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥133. 设计依据及相关参数‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥114. 太阳能热水系统产品配置‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥145. 工程各部件及性能指标‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥196. 太阳能工程效益分析‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥217. 类似工程案例‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥23一 项目概况上海临港新城宜浩家园由上海临港新城投资建设投资建设，是为了配合南汇区政府迁至临港新城而建设配套商品房项目在上海关键建设三大新城之一临港新城之内，基地用地计划性质为居住用地，计划许可建筑性质为住宅及配套公建本项目由上海现代建筑设计（集团）完成本项目初步设计，利用基地优越自然环境，发明出一个清新活泼城市生活环境，使得本居住区成为集多层、小高层、配套公建和商业于一体现代化大型生态居住区项目计划用地55万平方米，总建筑面积约62万平方米其中多层住宅(4层)195栋，小高层住宅(12层)16栋，另含配套商建及地下车库。

鉴于目前常规能源日益担心，环境问题益突出，甲方拟利用国家激励和扶持使用，清洁、环境保护和可再生太阳能资源，为该住宅园区内全部住户提供生活热水这既是落实实施党和国家努力建设节省型友好社会要求，努力实施可连续发展战略具体方法，也符合《建筑给水排水设计规范》GB 50015—第5.2.2条“热水供给热源宜首先利用工业余热、废热、地热和太阳能”要求二 太阳能热水系统形式力诺瑞特太阳能多年致力于对住宅建筑太阳能热水系统深入研究、实践，设计了并承建了多个类型住宅建筑太阳能热水系统，经过总结优化形成了成熟太阳能热水系统方案系列，供不一样建筑形式及用户要求选择使用针对贵方楼盘建筑结构形式,并咨询贵方及设计院意见,我们向贵方推荐设计了集中集热—分户储热太阳能热水系统系统模式集中集热-分户贮热太阳能热水系统是将集热器在建筑屋面集中放置，每户配 置一套相对独立贮热水箱，贮热水箱内置换热装置和电辅助加热装置，系统循环装置、控制装置、定压设备集中放置在设备间或楼顶太阳能集热器经过搜集太阳辐射能，并将太阳辐射能转化为热能贮存在热媒中，系统循环装置 经过特定循环方法将热媒输送至每户贮热水箱，经过贮热水箱中换热装置将热能传输给每户贮热水箱中生活热水，换热以后低温热媒流向集热器继续加热，经过往复间断循环将每户贮热水箱中生活热水加热供用户使用。

当太阳光照不足时，或贮热水箱中水未达成设定温度时，用户能够使用贮热水箱内置电辅助加热装置加热贮热水箱中生活热水，满足用户二十四小时使用需求1、系统优点介绍² 系统集热器集中放置，有利于建筑一体化设计； ² 集热器楼顶放置，采光效果好，太阳能利用率高，不受楼间距影响；² 系统集热器集中使用，实现集热器资源共享，降低运行费用；² 系统集中搜集太阳能并转化为热量无偿供用户使用； ² 住宅建筑入住率较低时，不影响用户使用太阳能热水系统；² 贮热水箱分户放置、分户控制满足用户不一样用水习惯要求； ² 贮热水箱分户设置，避免了水、电分户计量，便于后期物业管理、维护；² 智能、科学、稳定控制方法确保系统能量最大利用 2、系统关键技术² 系统预防热量倒流方法：预防太阳能贮热水箱中能量流回集热器或循环管道² 系统能量分配均匀方法：确保系统内部各用户取得热量均衡² 系统防过热方法：预防系统用热量较小时系统过热，确保系统运行安全² 分户水箱防过热方法：确保用户用水安全² 系统预防热量损失方法：预防用户电辅助加热能量流入太阳能集热系统² 能量最大化利用方法：确保系统充足、合理利用太阳能3、集中集热—分户储热太阳能热水系统形式依据本项目具体情况，本系统采取集中集热—分户储热双循环太阳能热水系统。

三 设计依据及相关参数1、设计依据《全玻璃真空管太阳能集热管》GB/T17049-1997《真空管太阳集热管》GB/T17581-1998《太阳能集热器热性能室内试验方法》GB/T18974-《家用太阳能热水系统热性能试验方法》GB/T-18708-《家用太阳热水系统安装、运行维护技术规范》NY/T651-《太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范》GB/T18713-《钢结构设计规范》GB50017-《建筑物防雷设计规范》GB50057-94.《建筑给排水设计规范》GB50015-《建筑结构荷载规范》GB50009-《工业自动化仪表工程施工及验收规范》GB50093-《设备及管道保温技术通则》GB4272-922、地理位置上海在北纬31°14′，东经121°29′，地处长江三角洲前缘，属于三类太阳能辐照区3、气象资料上海属亚热带海洋性季风气候关键气候特征是：春天温暖，夏天炎热，秋天清凉，冬天阴冷，整年雨量适中，季节分配比较均匀全市平均气温为12.9℃年内7月份最高，平均26.4℃，1月份最低，平均为-2.6℃4、 太阳辐照量：上海市太阳能热水系统设计用太阳辐照量相关数据见下表Ta:月平均室外气温,℃Ht:水平面太阳总辐射月平均日辐照量,MJ/(m2·d)Hd:水平面太阳散射辐射月平均日辐照量，MJ/(m2·d) Hb：水平面太阳直射辐射月平均日辐照量，MJ/(m2·d)H：倾角等于当地纬度倾斜表面上太阳总辐射月平均日辐照量，MJ/(m2·d)Ho：大气层上界面上太阳总辐射月平均日辐照量，MJ/(m2·d)；Sm：月日照小时数；Kt：大气晴朗指数。

5、热水定额根据《民用建筑工程设计技术方法》要求局部热水供给系统和以热力管网水做热媒热水供给系统，配水点最低水温为50℃热水定额为每人每日50L6、冷水计算温度上海地域冷水计算温度（摘自：《民用建筑太阳热水系统工程技术手册》）依据上表，上海地域冷水计算温度为15℃7、水质要求生活热水水质应符合《生活饮用水卫生标准》GB5749各项指标要求四 太阳能热水系统产品配置1. 集热器确实定1) 直接式系统集热器总面积计算公式以下：Ac--直接式系统集热器总面积，m²； Qw--日平均用热水量，L； C --水定压比热容，4.18KJ/(kg·℃)； ρr-水密度，1kg/L；tend--贮热水箱内水终止设计温度，50℃； ti--水初始设计温度，15℃； JT—春秋季当地集热器总面积上日太阳辐照量，18760KJ/(m²·d) ； f--太阳能确保率，无量纲，依据系统使用期内太阳辐照、系统经济性及用户要求等原因综合考虑后确定，通常在0.30～1.00范围内,根据1.00计算； ηcd--集热器年平均集热效率，无量纲，全玻璃真空管集热器取值为0.57；ηL--管路及贮热水箱热损失率，无量纲；依据经验取值0.20～0.30；U形管集热器和无机超导热管集热器取下限值，全玻璃真空管集热器取上限值； 2) 间接式系统太阳集热器面积确实定： 间接式系统太阳能集热器面积为直接式系统集热器面积×1.10；根据每户100L储热水箱配置，根据上述公式进行计算，每户集热器总面积为：2.26㎡。

3) 集热器形式确实定力诺瑞特工程型横排管集热器型号：LPC47-1650，该集热器配有50支直径47mm，长度1600mm全玻璃真空集热管，单台集热器总面积6㎡全玻璃真空集热管分布联集箱两侧，横向水平放置，结构很紧凑，便于安装，同时运行相当可靠，集热效率较高集热器特点：集热器安装倾角较低，能够实现南北方向多组串联，适合南北方向空间较大建筑力诺瑞特工程型竖排管集热器 型号：LPC58-2130，该集热器配有30支直径58mm，长度2100mm全玻璃真空集热器管，单台集热器总面积6.4㎡全玻璃真空集热管在联集箱单侧竖向放置，结构很紧凑，便于安装，结构形式有利于集热器内部介质微循环，集热效率较高 集热器特点：集热器能够实现东西方向多组串联，适合东西方向空间较大建筑经过本项目建筑结构形式特点和太阳能集热器特点，最终选择力诺瑞特工程型竖管集热器，型号：LPC47-1650,数量：32组集热器经过集热器组合型钢支架在房顶进行安装，集热单元经过集热器4串8并形式组合相关安装结构见设计图纸2. 分户储热水箱分户储热水箱采取搪瓷内胆承压水箱，水箱内置换热盘管和电辅助加热装置，储热水箱采取顶水式供给热水。

依据贵方提供户型结构形式和用水要求等相关资料，结合该项目具体情况，我们为每户设计了100升卧式储热水箱，挂装在卫生间承重墙上 该水箱能够优先经过水箱底部换热盘管接收太阳能热量，在阴雨天气太阳能不足时，或用户用水量忽然增加而不能满足时，能够经过用户底部点辅助加热提供热水，满足用户使用需求储热水箱周围预留冷热水接口，管径DN15,自来水水压≮0.1MPa，自来水水压≯0.35MPa储热水箱周围预留16A防溅型三孔电源插座储热水箱安装平面图 储热水箱安装侧面图 储热水箱结构图3. 系统循环水泵1）系统循环流量确实定 集热系统循环流量根据太阳能集热器面积计算，即0.010-0.015L/(m²·s)； 换热系统循环流量根据贮热水箱容量计算，即0.025L/（100L·s）； 2）循环水泵扬程计算 开式系统 Hp=hf+hd+hm+hs  （公式-2）   闭式系统 Hp=hf+hd+hm  （公式-3）     式中hf、hd---- 水系统总沿程阻力和局部阻力损失，KPa；      hm ---- 设备阻力损失，KPa；      hs ---- 开式水系统静水压力，KPa。

3）循环水泵选型循环水泵选择经过综合考虑热媒温度、系统运行压力、循环水泵流量、扬程、吸程、功率等原因选择德国威乐热水循环泵，型号PH-251E水泵参数为：型号电源输出功率（w）全扬程（m）最大排水量（t/h）管径（mm）重量（kg）PH-251E220V/50HZ2507.513.865204. 缓冲水箱确实定为了确保系统运行稳定，确保系统在热力、水力方面友好，我们在楼内循环管道和楼顶集热器之间，我们设计了缓冲水箱缓冲水箱容量经过理论计算和经验总结，最终选择了500L缓冲水箱，安装在楼梯间外侧楼顶设备基础之上缓冲水箱在设计中我们科学合理地进行了调整，确保了缓冲水箱使用安全和充足发挥了它在系统中热力、水力方面作用缓冲水箱周围预留自来水接口，水压≮0.1MPa，管径大于DN15.5. 系统控制原理系统控制原理：1. 集热/换热循环 每日太阳辐射达成一定强度时，集热器温度T1开始上升，当集热器温度达成控制器设定温度，集热器循环水。