太陽能熱水設計方案

1、設計方案第一部分技術方案一、工程概況 工程位置：河北省廊坊市富士康公寓樓（一期）工程概況：富士 康公寓樓（一期）太陽能熱水工程（三個相同公寓）1#、1-1#公寓樓日需洗浴熱水200噸2#、2-2#公寓樓日需洗浴熱水200噸3#、3-3#公寓樓日需洗浴熱水200噸二、設計要求1、系統(tǒng)產水量：太陽能熱水系統(tǒng)為1#、2#、3#公寓樓提供洗浴熱水均為200噸，每個公寓樓設四個系統(tǒng)。2、產水溫度：保證出水溫度45C以上。3、供水方式：全年四季使用，全天候（或定時）供水。4、集熱器類型：全玻璃太陽能真空集熱管集熱器。5、輔助熱源：電力。6、工程內容：太陽能熱水系統(tǒng)采購及安裝計。三、設計依據（一）、設計規(guī)范

2、引用標準1、GB/T18713-2002太陽能熱水系統(tǒng)設計、安裝及工程驗收技術規(guī)范2、GB50015-2003建筑給水排水設計規(guī)范3、GB/T17581-1998真空管太陽集熱器4、GB50017-2003鋼結構設計規(guī)范5、GB50009-2001建筑結構荷載規(guī)范6、GB4272-92設備及管道保溫技術通則7、GB4706. 1-2005家用和類似用途電器的安全通用要求8、JB4088-1999日用管狀電熱組件9、室內用熱水、熱力供應設計規(guī)范10、GB50303-2002建筑電氣工程施工質量驗收規(guī)范11、GB50258-1996電氣裝置安裝工程1KV及以下配線工程施工及驗收規(guī)范12、GB502

3、07-1994屋面工程技術規(guī)范13、GBJ242-82釆暖與衛(wèi)生工程施工及驗收規(guī)范14、JBJ242-92民用建筑電氣設計規(guī)范15、GBJ93-86工業(yè)自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范16、GB/T10800-89隔熱用聚氨酯泡沫塑料17、GB/T12464. 1-1998焊接質量要求、金屬材料熔化焊18、NY/514-2002家用太陽熱水器儲水箱19、GB/T18708-2002家用太陽熱水系統(tǒng)熱性能試驗方式20、NY/T343-1998家用太陽熱水器技術條件21、NY/T6510-2002家用太陽熱水系統(tǒng)安裝、運行維護技術規(guī)范22、NY/T513-2002家用太陽熱水器電輔助熱源23、GB/T

4、50364-2005民用建筑太陽能熱水系統(tǒng)應用技術規(guī)范24、GB/T123936-1991太陽能熱水用術語25、01SS105常用小型儀表及特種閥門選用安裝26、GB5749-85生活飲用水水質標準（二）、自然條件工程所在地位于河北省廊坊市，地理位置屬太陽能資源較豐富地區(qū)，太陽能年輻射總量為5700MJ （兆焦）/nr左右，晴天年平均日照時數為2800小時以上，日照率50-70%,具 有良好的太陽能資源優(yōu)勢。華北地區(qū)太陽能月積累輻射量（單 位：MJ/nf）三）、“”牌太陽能集熱器基本參數1、集熱器的技術參數wi技術參數 nwi技術參數1真空管結構尺寸0二47mmL二1500mm6真空管熱性能吸

5、收率92%,發(fā) 射W6%熱效率事51%2真空管支數56支7集熱器結構尺寸3140X2040X1653采光面積6. 4 m28單組日產熱水量420L-430L4運行負荷（含支架）41 kg/ma9真空管置向橫向5單只管日產水量7. 5 L2、真空管的技術參數 、采用干涉膜工藝,吸收比292%,散射率W6%。 、空曬性能參數Y254m2 C/KW 、平均熱損失WO. 52W/n）2C 、真空度低于5.0X10 -，Pa/KW 、悶曬太陽輻照量W4.7MJ/OV 、材質為高硼硅3. 3玻璃， 、材質為3. 3高硼硅玻璃。 、抗直徑25mm以下冰雹正面沖擊。 、保證真空管15年的使用壽命。（四）、該單

6、位應提供的基本條件1. 樓頂可供釆光面積：滿足使用。2. 水源：滿足使用（壓力不低于2. 4Mpa） o3. 電源：電負載容量每棟樓不低于300kwo4. 輔助熱源：利用電輔助加熱。三、設計理念（-）釆用整合設計原則，從項目立項到施工設計的整個過程，綜合考慮用 戶的建筑 物、使用工況、集熱器規(guī)格及性能參數、系統(tǒng)配置及運行方式、使用和維修、節(jié)能與安全、 經濟效益等因素，均應符合工程系統(tǒng)的設計原則，以客戶滿意”為LI標。（二）綜合考慮現(xiàn)有建筑的使用工況、集熱器技術參數、系統(tǒng)配置、運行方式、使用與維修維護等因素，最大限度符合太陽能建筑一體化的設計原則。（三）力求使太陽能與常規(guī)能源最佳組合，充分利用太

7、陽能，千方白計降低 運行成 本，努力實現(xiàn)節(jié)能減排之口的。（四）系統(tǒng)設計的先進行、可靠性、耐久性等綜合考慮，為屮方提供一套可 靠的太陽 能熱水系統(tǒng)洗浴設施，較好的經濟效益和社會效益，為客戶在環(huán)保、節(jié)能、文明用水、洗 浴檔次等方面提供一套可靠的硬件設施。四、太陽能熱水系統(tǒng)設計本工程類型為“集中式太陽能熱水系統(tǒng)”，主要特點是：集中集熱，集中使用，恒壓供 水，全天開放。整體系統(tǒng)內容主要有以下七部分組成：1、集熱器部分2、儲熱水箱部分3、輔助加熱部分4、機泵管道循環(huán)部分5、水處理部分6、供水部分7、智能化控制部分（一）、集熱器部分1、熱負荷確定依據公式：Q二MX （tc-tx） XC （MJ）式中：Q日

8、需熱量（MJ）日用水量（kg）t熱水終止溫度（C）匕一冷水初始溫度（C） C水的比熱容Q=200000kgX （45C-15C） X4. 187=25122MJ2、集熱面積確定太陽能熱水系統(tǒng)的產水量與太陽輻照強度和日照時間及集熱熱器采光面 積密 切相關，一年四季變化很大。因此本方案按年平均太陽能輻射量進行設計。據資料查得邢臺市秋分日太陽輻射量為16.0MJ/%,太陽能集熱器效率為51%。集熱面積依據 公式：c Jt erf （1- l）式中：弋直接系統(tǒng)集熱器采光面積（）力一一日均用水量(心)C水的比熱(C)-儲水箱內水的終止溫度，45C儲水箱內水的初始溫度，15C”一一當地集熱器秋分日太陽能輻

9、照量，16.0KJ/nf7 太陽能保證率，70%“一一集熱器全日集熱效率，取值為0.51“一一管路及儲水箱熱損失率，0.25計算所得1#、2#、3#樓系統(tǒng)集熱面積均為:Ac二2873 m2；3、集熱器選型及鋪設安裝該系統(tǒng)擬選用本公司生產的“ ”牌太陽能集熱器。主要有真空管、聯(lián)集箱、支架三部分 組成：(1) 、真空管：真空管是太陽熱利用的核心技術元件，其質量的優(yōu)劣直接影 響到集熱 效率的高低。該工程所用真空管全部采用本公司生產的“三高”真空管，其工藝選用銅-氮- 鋁濺射鍍膜技術，在吸熱管表面沉積高溫選擇性太陽能吸收膜，使太陽能吸收率比國家標準 提高了 3個百分點，由49%提高到51%；發(fā)射率降低

10、了 1個百分點，由6%降低到5%o由 此被譽為“三高”真空管，即高熱效、耐高寒、抗高曬。30 mm冰雹砸不壞，零下30C凍不 裂，空曬3年不脫膜，綜合性能達到國內一流水平。“三高”真空管(2) 、聯(lián)集箱：有三部分組成。內膽選用SUS304/2B進口不銹鋼板材，高頻氮弧焊接， 厚度為0. 6 mm：外殼采用0. 6 mm熱鍍鋅板拉釧成型；保溫層為50 mm聚氨酯整體苗圧發(fā)泡 成型，閉孔率達到97%,保溫性能良好。聯(lián)集箱(3) 、支架：太陽能熱水系統(tǒng)支架及材料采用4#角鋼，除銹刷防銹漆、銀粉漆雙層防 腐處理。焊接符合國標(鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范)GB50205要求。支架安裝時在不影 響承載力的

11、情況下選擇有利于排水的方式放置，在山于結構或其他原因造成不易排水時，采 取合理的排水方式確保排水暢通。焊縫外形均勻，焊縫與焊縫與鋼材過渡平滑，焊渣與飛濺 物及時清除干凈。支架角度排間距嚴格按設計放置，前后排相互連接為一個整體，前排預后排的支架與建 筑物可靠固定滿足抗風要求。支架在緊固前進行調節(jié)對角線尺寸偏差與東西兩側高度尺寸偏 差盡量縮小。支架整體達到美觀、協(xié)調，鋼度、強度、防腐性能滿足要求。(4) 、集熱器總配置：型號：GYJR56-1根據上述技術參數，系統(tǒng)設計總配置坤、2#、3#公寓樓集熱器均為477組；釆光面積2873nr；利用真空管26712支;春、夏、秋三個季節(jié)晴好天氣日 產45C以

12、上熱水200噸，冬季在產水量不變的情況下，水溫可達到35C以上。(5) 、集熱器鋪放安裝：、集熱器安裝傾角和定位應符合設計要求，安裝傾角誤差為3。集熱器應與建筑主 體結構或集熱器支架固定牢幕，防止滑脫且集熱器支架要進行臨時固定。真空集熱器模塊帶 選擇性吸熱涂層。 、集熱器排與排之間的距離應符合設計要求，避免遮擋。 、集熱器聯(lián)集管水箱、尾座固定在集熱器支架上，并確保聯(lián)集管水箱、尾座擺放整齊、 一致、牢固、無歪斜。 、真空管安裝應符合以下規(guī)定：a. 真空管的安裝應在系統(tǒng)管道安裝完畢，具備通水條件后進行，真空管安裝前，應 將真空管聯(lián)集管水箱內的異物清除干凈；b. 真空管安裝時，應采用潤滑劑潤滑，同一

13、方向旋轉安裝；c. 真空管安裝完后，硅膠密封圈應無扭曲變形；d. 真空管安裝完后，真空管標識均在正上方；并使防塵圈貼緊聯(lián)集管水箱外表面, 確保防塵效果。 、集熱器水嘴之間應按照設計規(guī)定的連接方式連接，且密封可靠，無泄漏，無扭曲 變形。相鄰兩個聯(lián)集管水箱接頭間距符合設計要求，誤差不大于2 mm,徑向誤差不大于2mm。 、集熱器連接完畢，應進行檢漏試驗。 、嵌入屋面設置的集熱器與四周屋面應做好防水措施。 、集熱器之間連接管的保溫應在檢漏試驗合格后進行。（6）、集熱器防風 集熱器與樓頂預埋件用槽鋼可靠焊接，起到防風LI的，可防10級大風。（7）、避雷系統(tǒng)：支架最高處安避雷安裝規(guī)范安裝避雷裝置，采用1

14、0#鍍鋅圓鋼與支架、 原有避雷網焊接、焊接長度為圓鋼直徑的6倍。（二）、儲熱水箱部分1、水箱制作工藝（1）水箱內膽:采用SUS304-2B食品級不銹鋼板材，板厚2.0 mm,內膽尺寸（詳見圖 紙）。（2）外殼采用0.5mm厚度的不銹鋼材質制作完成。（3）保溫層采用70mm聚氨酯發(fā)泡；水箱內部設有加強拉筋以保證強度，水箱 外500 X 500人孔，便于水箱清洗及維修，水箱整體制作現(xiàn)場完成。外形美觀，經久耐用，保溫效 果極佳，春秋季24小時降溫不大于5C。人i?IW(三) 輔助加熱部分眾所周知，太陽能取之不盡，用之不竭。但由于太陽能的特殊性，口前還不能解決全 天候供應熱水問題。陰雨天氣或光照不足時

15、，需要相應的輔助熱源才能 滿足熱水需求。 根據現(xiàn)有條件，確定采用電力作為輔助熱源，即陰雨天氣或設備故障下利用電輔加熱， 設備配置電加熱管，每個熱水系統(tǒng)功率為：300KW。(每樓分兩個系統(tǒng))(四) 機泵管道循環(huán)部分1、水泵：系統(tǒng)采用中德“威樂”牌水泵，經驗證明，該品牌水泵具有耐高溫、低 噪音、低功率、壽命長等特點，適合太陽能熱水系統(tǒng)使用。威樂水泵的參數型號電壓(V)功率(W)揚程(m)流量(t/h)口徑(mm)PH-041E220403.53.625PH-251E2202507.513.865PH-401E22040019.517.450MHI-8042201500411240PH-400E/P

16、H-401E/PH-401Q亠 j k 亠tb g冷gfli環(huán)w KAc/vriR % nrK. mjmj 3.O AAraM aflf、/% Vx uu 邛 r nrMB wk rS：XS3c aui i/xrr- ar/rz. 再7imc qci -rx*y .fn ma mtrauwcs *w4 亠入H PfeMOiOO且AUX 4M4r UFTf #FW *M*V W WUW I - f9l4 mb a rw 亠 r7 J Vir3、管道保溫：為預防冬季管道凍堵，管道釆用三項防護措二函線函厚度施聚乙烯管道保溫，0.5 mm鍍鋅板外殼。二是加裝8.5 cm電伴熱帶及冷點開關，當管道溫度低

17、于零度時，伴熱帶自動加熱，高于4度時自動關閉。三是 系統(tǒng)管道采用間歇循環(huán)技術，保持系統(tǒng)存水的流動性。上述三項保溫措施相互 作用，保證管道在寒冷的冬季暢通無阻，正常循環(huán)，永不凍堵。4、電磁閥：系統(tǒng)各部位采用浙江余姚“永創(chuàng)”牌銅質電磁閥。5、手動閥門：采用優(yōu)質銅閥門。五）水處理部分實踐證明，水垢是太陽能熱水系統(tǒng)的一大克星。為解決水垢對整體系統(tǒng)造成 的危害，保證集熱效率，提高設備耐久性，本工程采用徳國水處理技術，每個系 統(tǒng)安裝除垢阻垢處理裝置，硅磷晶添加劑為韓國進口產品，水垢阻垢率達到80% 以上，使用成本較低，每噸水僅為0.25元，水質通過衛(wèi)生防疫部門檢測檢驗, 完全符合國家生活熱水衛(wèi)生標準。（六

18、）智能化控制部分控制柜采用PA-3控制系統(tǒng)。1、保溫水箱水溫、水位顯示與水位設置2、集熱器水溫顯示3、上水/停水控制：自動控制，手動控制4、電加熱控制：恒溫控制、即時加熱5、防干燒：無水時自動停止電熱6、溫差循環(huán)7、定時定溫管路循環(huán)8、防凍循環(huán)9、防凍電熱10、高溫斷續(xù)循環(huán)11、聯(lián)集管防凍循環(huán)12、循環(huán)超時停止功能13、漏電保護：在電源進線中設置了漏電斷路器，當相線對地出現(xiàn)可動作的 漏電電流時，電源自動切斷?？刂葡到y(tǒng)的安裝：14、溫度傳感器的定位和安裝與被測部位有良好的熱接觸，溫度傳感器進行 良好的保溫。15、集熱器的溫度傳感器安裝在集熱器出水口部位，通過盲管安裝在集熱器 內部。16、水箱的溫

19、度傳感器安裝在盲管中。17、控制系統(tǒng)中的顯示器，按說明書要求放置在合適的位置。18、控制系統(tǒng)中所有傳感線及控制線都應穿在穿線管中，穿線管走向應橫平 堅直，可翥固定，所有線的接頭部位連接可幕、牢固，并做好絕緣處理。19、控制系統(tǒng)中的顯示、自動控制及手控制功能能夠完整實現(xiàn)。、可實現(xiàn)爆管真空管聲光電源自動切斷并自動報警功能智能控制柜六、運行方式及工作原理：1、工作原理：本系統(tǒng)釆用定溫放水與溫差循環(huán)相結合的運行方式，最大限度利用太陽能。1、無水補水;當水箱內水位低于1水位時，補水電磁閥打開開始補水，當達 到 2水位時電磁閥停止。2、集熱溫差循環(huán)：當集熱器溫度與集熱水箱中的水溫溫差25C時，集熱循環(huán) 泵啟動，將集熱器中熱水打進集熱水箱中，當兩者溫差冬2C時，循環(huán)泵停止；3、溫控補水：當集熱水箱中的水溫高于設定值時，且水箱水位低于滿水位 時，上水電磁閥打開，補水到設定溫度或者水滿停止。4、輔助加熱：若水箱有2水位，水溫達不到洗浴水溫，則啟動水箱電加熱， 達到設定溫度停止。5、高溫斷續(xù)循環(huán)：當集熱器溫度高于95C,且僅高于水箱