太陽能生活熱水洗浴系統設計
方案檔案
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太陽能生活熱水洗浴系統設計說明
一． 方案基本原則
（1） 遵守國家相關法律、法規及太陽能、給排水、採暖和土建等專業的相關標準、規範。
（2） 綜合考慮產品、系統的技術先進性、執行可靠性、經濟性、使用便利性和使用壽命等各方面因素，選擇實用、經濟的方案。
（3） 依據工程圖紙及現實條件，參考同類工程經驗。
二． 設計說明
2．1設計依據
（4） gb/t18713-2002《太陽熱水系統設計、安裝及工程驗收技術規範》
（5） gb50015-2003《建築給水排水設計規範》
（6） gb/t17581-1998《真空管太陽集熱器》
（7） gb/t6424-1997《太陽能集熱器技術條件》
（8） gb4301-84《太陽能集熱器熱效能試驗方法》
（9） gb50207-1994《屋面工程技術規範》
（10） q/wjw01-2001《不鏽鋼水箱》
（11） gb/t4272-1992《裝置及管道保溫技術通則》
（12） gb50057-1994《建築物防雷設計規範》
（13） gb/t15513-1995《太陽能熱水器吸熱體、連線管及其配件秘用彈性材料的評價方法》
（14） gbj1788《鋼結構設計規範》
2．2設計方案主要考慮的幾個問題
鑑於該專案採用太陽能加電輔助能源熱水系統用於洗浴使用的特點，我們認為，該方案設計應充分考慮使用者單位的下列問題，科學設計太陽熱水系統，使其達到合理、可靠、先進。
（1）系統應保證全天**熱水，並考慮在高峰用水情況下，確保熱水**問題，迴圈供水方式開啟淋浴頭進出熱水。
（2）系統應配置輔助電加熱設施，以解決陰雨天或太陽能不足時的熱水**問題。
（3）系統設計應考慮優先利用太陽能源加熱熱水；當太陽能不足時，再利用輔助能源補充熱能，以達到環保和節能降耗的目的。
（4）系統處在京津地區，冬季寒冷結冰。因此應充分考慮太陽能及管路的冬季防冬問題。
（5）要綜合考慮建築設計，合理選擇太陽能和其他主要裝置的放置位置。
（6）太陽能系統和換熱水箱的擺放和布局方式應巧妙設計，以解決太陽能系統的布局與擺放應與周圍的建築物相協調問題, 並換熱系統執行方便、安全.
（7）變頻全天供水，系統執行經濟可靠。
（8）太陽能系統和電輔助加熱系統應可靠、耐用、方便管理。
（9）在保證工程質量的前提下，盡可能降低工程造價，提高工程的價效比。
2．3系統基本設計
（1）根據京津地區冬季寒冷結冰的特點，選用抗凍性強、熱效率高、安全可靠的熱管真空管型集熱器。
（2）採用太陽能 +電輔助系統聯合供熱水的系統方案，並優先利用太陽能源。當陰雨天或太陽能不足時，用電輔助系統加熱補充熱水。這樣可以確保熱水**的可靠性，並充分利用太陽能源，最大限度地減少用電量，降低執行費用。
（3）太陽能系統設計為溫差迴圈太陽熱水系統，達到充分利用太陽能，系統集熱效率高；電輔助加熱採用溫控方式作為太陽能熱水系統輔助能源。
（4）冬季採用自限溫伴熱帶防止管路結冰凍壞。
（6）供水承壓供水，供水方式簡單、方便.
（7）採用工業級可程式設計電腦控制器，實現太陽能和輔助加熱系統的全自動化、智慧型化，確保控制系統的可靠性，實現自動化執行，並具有可以根據使用者的實際需要，任意修改控制程式，使系統實現真正意義上的全自動控制和智慧型化管理。
2．4用熱水量及水箱容量
根據gb 50015-2003《建築給水排水設計規範》,按照每人每天60l/天計算,每天需要洗浴的人數為3人/家,則每家需要40℃水量為180l,每個家庭設計水箱容量200 l.
2.5太陽集熱器數量確定
根據現場情況及擺放後的美觀性和檢修方便性。選擇￠58*1800熱管真空管,每個家庭共計支58*1800熱管真空管。輪廓總面積為1.75m2.
太陽能熱水系統計算書
2.5、1 計算引數總括表
2.5、2計算依據
（15） gb/t 18713-2002 《太陽熱水系統設計、安裝及工程驗收技術規範》
（16） gb 50364-2005 《民用建築太陽能熱水系統應用技術規範》
（17） gb/t 20095-2006《太陽熱水系統效能評定規範》
（18） gb 50015-2003 《建築給水排水設計規範》
（19） gb/t 17581-1998 《真空管太陽集熱器》
（20） gb/t 17049-2005 《全玻璃真空太陽集熱管》
（21）
（22） 使用者要求和現有條件
2.5、3系統主要設計引數計算
（1）天津地區的太陽輻射資源
查有關資料，天津地區全年各月水平面的月平均日太陽輻照量見下表。
表1 天津地區全年各月水平面/當地緯度斜面上的月平均日太陽輻照量（mj/㎡·d）
從上表可知：不同斜面上的太陽輻照量是不同的，且隨月份（季節）變化而變化。本系統設計太陽集熱器採用橫置集熱器模組,可實現對太陽的季節跟蹤，因此設計計算選擇緯度斜面的太陽輻射值。
太陽能系統一般按年平均日太陽輻照量設計。因此查表1，取太陽集熱器斜面（當地緯度斜面）年平均值16.15mj/㎡·d作為設計值。
(2)天津地區熱管真空管集熱器的熱效率
經有關檢測機構測試，真空管集熱器的效率曲線見右圖。
從效率曲線可以看出，熱管真空管集熱器的熱效率隨tm（太陽集熱器進出口平均溫度）與ta（環境溫度）的溫差與太陽輻照度的比值（tm- ta）/g的變化而變化。也就是說，要求的產熱水溫度越低，環境溫度越高，真空管的熱效率就越高；反之，則越低。
查gbj19-87《採暖通風與空氣調節設計規範》(2023年版),天津地區的氣象條件如下：年平均溫度：11.
5℃，極端最高溫度39.1℃，極端最低溫度－18.1℃。
取年平均溫度作為計算依據，即ta=11.5℃。
取g=600w/㎡，根據天津地區情況，冷水溫度取10℃，熱水溫度取40℃，則tm = (40℃+10℃)/2 = 25℃，由此可計算出天津地區水平座標的數值x =(25℃－11.5℃)/600 w/㎡=0.0225 ㎡k/ w。
查上圖的太陽集熱器效率曲線（三根曲線中中間的曲線為採光面積效率曲線），當水平軸x = 0.0225 ㎡k/ w時，熱效率在0.78左右。
因此，太陽集熱器的採光面積熱效率取0.78。
(3)每家真空管集熱器的採光面積計算
根據gb50364-2005《民用建築太陽熱水系統應用技術規範》,直接系統太陽集熱器的採光面積可以按如下公式計算：
式中： ----- 直接系統太陽集熱器的採光面積，單位 ㎡
----- 日均用水量，單位kg。對於該太陽能系統，取180kg
----- 水的定壓比熱容，單位 kj/(kg·℃)。應取4.186 kj/(kg·℃)。
----- 貯水箱內水的終止溫度，單位 ℃。對於該太陽能系統，應取40℃
----- 水的初始溫度，單位 ℃。對於該太陽能系統，應取10℃
----- 太陽能保證率。最新的國家標準建議取0.3～0.8。這裡取0.7
----- 太陽集熱器採光面的年均太陽輻照量，單位 kj/㎡。對於該太陽能系統，取16150 kj/㎡·d
----- 太陽集熱器效率。此處取採光面積效率,取0.76
----- 管路及貯水箱熱損失。取0.1
據上述資料計算如下：
本工程:
= 1.43㎡ 本面積為採光面積1.43㎡.
(4) 所需熱管真空管集熱器數量計算
選用我公司生產的￠58*1800型熱管真空管集熱器，每塊由ф58*1800真空管組成，為了減小太陽集熱器風載荷和防止真空管被大雪裹抱，熱管真空管太陽集熱器底部不設定反光板。根據gb/t 17581-1998《真空管太陽集熱器》國家標準的規定，單塊太陽集熱器的採光面積（aperture area）為：
= 58mm×14×（1800-75） = 1.4㎡/塊
—— 太陽集熱器的採光面積
—— 除去聯集管和尾架遮擋部分外的真空管集熱管長度
—— 真空管罩玻璃管外徑
—— 太陽集熱器真空管數量
因此，需要￠58*1800*14型熱管真空管集熱器的數量為：
集熱器數: 1.43/1.
4 ≈1塊 ,則每家￠58*1800*14型熱管真空管集熱器一套.由於熱管真空管設計在陽台位置，建築陽台的位置為0.9公尺， 可以放置￠58*1800*11型熱管真空管集熱器，每塊1.
75m2。
太陽能熱水系統的節能保證率：11（根）/14（根）*100%=78.5%
本專案共計923戶住戶，合計需要￠58*1800*14型熱管太陽能923套，則
熱管太陽能面積為：923(戶)*1.75（m2/戶）=1615平公尺。
2.6集熱器擺放
a．選型：選用熱管真空管集熱器，茶色鋁合金外框，與屋面、建築等色調協調，沒有光汙染。
b．位置：根據建築要求，集熱器嵌入擺放在陽台上。
c．擺放方式：設計為橫置擺放方式，鋪於陽台上設計的鋼支架上。詳見集熱器平面布置圖。
d．支架： 採用角鋼在陽台上設計一整體支架，外刷草綠色防腐防鏽塗料。
2.7.熱水水箱設計
a．位置：水箱在陽台裝置間，滿足250kg承重要求。
b．選型：選擇換熱承壓密閉水箱，水箱容量為200l。
2.8. 太陽能迴圈幫浦設計
a設計引數: 工作流量q= 20-30kg/太陽能
根據現場情況及管路沿程阻力選取工作揚程
b.品牌選擇:德國威樂熱水迴圈幫浦。
c.具體型號見下表:
2.9.電輔助能源設計
輔加熱功率設計
計算原則:應按陰雨天完全靠電加熱加熱時計算
計算引數：最長加熱時間：3小時
冷水水溫：10℃
熱水水溫：40
太陽能熱水系統簡介
太陽能 熱水系統一般由進補冷水系統 太陽能集熱系統 輔助加熱系統及供熱水系統組成。其中太陽能主體系統主要包括太陽能集熱器 保溫水箱及迴圈系統。當太陽能 熱水系統的儲熱水箱 槽 為開式通大氣設計時，對應的熱水系統稱之為通大氣常壓太陽能 熱水系統。通大氣常壓 熱水系統一般安裝在屋面 可節省室內空間 其供...
太陽能熱水系統設計方案
太陽熱水系統簡要說明 北京北方賽爾太陽能工程技術 位址 北京豐台科技城航豐路甲4號 010 83682688 83682689 聯絡人13 目錄一 使用者基本情況2 二 本系統擬達到的效果 三 系統簡要設計表4 四 施工工期 五 售後服務 六 類似工程 七 系統 八 北京北方賽爾太陽能工程技術 簡介...
太陽能熱水系統設計方案
太陽能 空氣能熱幫浦熱水系統設計 方案一 系統設計 3 二 主要產品結構及技術效能 4 三 裝置的技術引數和功能的總體說明 6 四 工程預算單 7 五 系統投資經濟分析 8 六 售後服務承諾及優惠條件 8 七 技術質量及保障措施 9 八 企業簡介及公司榮譽 10 1 該系統為公司洗浴太陽能集中淋浴熱...