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1、浙江省工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)能與空氣源熱泵熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)及安裝驗(yàn)收規(guī)范(征求意見(jiàn)稿)Design code of solar energy and air-source heat pump water heater system xxxx/xxxx20xx主編單位:浙江大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 參編單位: 批準(zhǔn)部門(mén): 浙 江 省 住 房 和 城 鄉(xiāng) 建 設(shè) 廳施行日期: 201x 年 xx月 xx日目 錄1 總則2 術(shù) 語(yǔ)3 基本規(guī)定4 系統(tǒng)分類(lèi)和選擇4.1 系統(tǒng)分類(lèi)4.2 系統(tǒng)選擇5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1 一般規(guī)定5.2 太陽(yáng)能集熱器5.3 熱泵主機(jī)5.4 儲(chǔ)熱水箱 5.5 輔助能源5.6 熱交換器5.
2、7 集熱循環(huán)泵5.8 管路設(shè)計(jì)5.9 運(yùn)行控制設(shè)計(jì)5.10 電氣及防雷設(shè)計(jì)6 規(guī)劃及土建設(shè)計(jì)6.1 規(guī)劃設(shè)計(jì)6.2 建筑設(shè)計(jì)6.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7系統(tǒng)安裝及驗(yàn)收7.1一般規(guī)定7.2基礎(chǔ)及支架7.3儲(chǔ)熱水箱7.4太陽(yáng)能集熱器7.5 管道及附件7.6水泵及閥門(mén)7.7輔助加熱7.8電控系統(tǒng)7.9試壓、檢漏、沖洗7.10系統(tǒng)調(diào)試、試運(yùn)行7.11驗(yàn)收1 總 則1.0.1 為規(guī)范我省居住建筑太陽(yáng)能和空氣源熱泵熱水系統(tǒng)與建筑一體化設(shè)計(jì)、安裝及驗(yàn)收,推動(dòng)太陽(yáng)能和空氣源熱泵熱水系統(tǒng)等綠色能源體系的廣泛應(yīng)用,制定本標(biāo)準(zhǔn)。1.0.2 本標(biāo)準(zhǔn)適用于新建、改建和擴(kuò)建民用建筑中設(shè)太陽(yáng)能和空氣源熱泵熱水系統(tǒng)的項(xiàng)目。工業(yè)企業(yè)內(nèi)辦
3、公、研發(fā)、宿舍、食堂等非生產(chǎn)性用房中的太陽(yáng)能和空氣源熱泵熱水系統(tǒng)適用本標(biāo)準(zhǔn)。1.0.3 可再生能源建筑應(yīng)用除應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)外,尚應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行的法律、法規(guī)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。2 術(shù) 語(yǔ)2.0.1 居住建筑 residential building供人們居住使用的建筑,包括住宅、宿舍、旅館等建筑。2.0.2 太陽(yáng)能 solar radiant energy以太陽(yáng)輻射形式發(fā)射、傳播或接收的能量。單位為焦耳(J)。2.0.3 太陽(yáng)輻照度 solar irradiance單位時(shí)間內(nèi)在單位采光面積上所照射到的太陽(yáng)輻射能通量,單位為W/m2 ,kW/m2;2.0.4 太陽(yáng)輻照量 solar irradiati
4、on一定時(shí)間內(nèi)在單位采光面積上所照射到的太陽(yáng)輻射能通量,單位為MJ/m2·年、MJ/m2·月、kJ/m2·日、kJ/m2·小時(shí)等。2.0.5 太陽(yáng)能熱水系統(tǒng) solar water heating system將太陽(yáng)輻射轉(zhuǎn)換為熱能以加熱水并輸送至各用戶(hù)所必須的完整系統(tǒng),通常包括太陽(yáng)能集熱器、儲(chǔ)熱器、循環(huán)泵、連接管、支架及其他零部件、控制系統(tǒng)和必要時(shí)配合使用的輔助熱源。2.0.6 集熱器總面積 gross collector area集熱器采光平面上包括外殼邊框在內(nèi)接收太陽(yáng)輻射的最大投影面積,單位為m2。2.0.7 太陽(yáng)高度角 solar altitude
5、日面中心的高度角,即從觀測(cè)點(diǎn)地平線(xiàn)沿太陽(yáng)所在地平經(jīng)圈量至日面中心的角距離。2.0.8 集熱器傾角 tilt angle of collector太陽(yáng)能集熱器采光面與水平面之間所夾的銳角。單位為度(°)。2.0.9 太陽(yáng)能集熱器 solar collector吸收太陽(yáng)輻射并向流經(jīng)自身的傳熱工質(zhì)傳遞熱量的裝置。2.0.10 太陽(yáng)能熱水器 solar water heater以水為傳熱介質(zhì)的太陽(yáng)能集熱器。2.0.11 儲(chǔ)熱水箱 storage tank太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)中,儲(chǔ)存熱水的容器及其附件所組成的部件。2.0.12 強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng) forced circulation system 利用水
6、泵等外部動(dòng)力設(shè)備迫使傳熱工質(zhì)通過(guò)集熱器與儲(chǔ)熱器(或換熱器)進(jìn)行循環(huán)的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。2.0.13 自然循環(huán)系統(tǒng) natural circulation system利用傳熱工質(zhì)內(nèi)部溫度梯度產(chǎn)生的密度差所形成的自然對(duì)流進(jìn)行循環(huán)的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。2.0.14 直接加熱系統(tǒng) direct heating system在太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)中,經(jīng)太陽(yáng)能加熱的水直接供用戶(hù)使用的系統(tǒng)。2.0.15 間接加熱系統(tǒng) indirect heating system在太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)中,經(jīng)太陽(yáng)輻射加熱的工質(zhì)再通過(guò)換熱器間接加熱水供用戶(hù)使用的系統(tǒng)。集熱器中的傳熱工質(zhì)可為水或其他流體。2.0.16 直流式系統(tǒng) series-
7、connected system傳熱工質(zhì)一次流過(guò)集熱器加熱后,進(jìn)入儲(chǔ)水箱或用水點(diǎn)的非循環(huán)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。其儲(chǔ)水箱的作用僅為儲(chǔ)存集熱器所排出的熱水。2.0.17 真空管集熱器 evacuated tube water heater由管壁與吸熱體之間抽成一定真空度的透明管(常為玻璃管)制成的非聚光型以水為傳熱介質(zhì)的集熱器。其吸熱體具有光譜選擇性吸收表面。2.0.18 平板型集熱器 flat plate collector吸熱體基本為平板形狀的非聚光型集熱器。2.0.19 分離式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng) remote storage system集熱器與儲(chǔ)熱器相互分開(kāi)一定距離安裝的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。若分離式太陽(yáng)
8、能熱水系統(tǒng)的集熱器和儲(chǔ)熱水箱是連續(xù)進(jìn)出水的承壓式裝置又可稱(chēng)為分離承壓式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。2.0.20 整體式太陽(yáng)能熱水器 integral collector storage solar water heater集熱器和儲(chǔ)熱水箱合為一體的太陽(yáng)能熱水器。2.0.21 分戶(hù)式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng) individual solar hot water supply system集熱器、儲(chǔ)熱水箱及循環(huán)管路設(shè)備均為各戶(hù)獨(dú)立的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。2.0.22 集中式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng) central solar hot water supply system采用集熱器、儲(chǔ)熱水箱及循環(huán)管路設(shè)備共享向多個(gè)用戶(hù)提供熱水的系統(tǒng)。
9、2.0.23 太陽(yáng)能保證率 solar fraction由太陽(yáng)能提供的熱量占系統(tǒng)總供熱量的百分率。2.0.24 控制器 controller對(duì)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)及其部件進(jìn)行調(diào)節(jié)控制,使之正常運(yùn)行所配置的部件及其組合。3 基本規(guī)定3.0.1 民用建筑的生活熱水可再生能源系統(tǒng)可選擇太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)和空氣源熱泵熱水系統(tǒng)。3.0.2 太陽(yáng)能和空氣源熱泵熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,充分考慮用戶(hù)使用、施工安裝和維護(hù)的要求,符合節(jié)地、節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、安全衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)等有關(guān)規(guī)定。3.0.3 太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)有可靠的輔助能源,且其加熱能力的設(shè)計(jì)應(yīng)按不考慮太陽(yáng)能加熱能力計(jì)算。3.0.4 按全年氣候和水溫條件選
10、型的空氣源熱泵熱水系統(tǒng)宜配置輔助能源加熱設(shè)備;按冬季最冷月平均氣候和水溫條件選型的空氣源熱泵熱水系統(tǒng)可視可靠性要求確定是否配置輔助能源加熱設(shè)備。3.0.5 太陽(yáng)能和空氣源熱泵熱水系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)與建筑的一體化,與建筑同步設(shè)計(jì)、同步施工、同步驗(yàn)收后交付使用。【條文解釋】太陽(yáng)能和空氣源熱泵熱水系統(tǒng)與建筑的一體化主要包括兩個(gè)方面:一個(gè)是外在形式上與建筑的造型和立面一體化,另一個(gè)是內(nèi)在水系統(tǒng)的流量、壓力、溫度等與建筑本身的系統(tǒng)相匹配。與建筑造型和立面的一體化主要包括敷設(shè)在屋面上尤其坡屋面上的集熱器應(yīng)與建筑師協(xié)調(diào),仔細(xì)推敲布置位置和比例關(guān)系。布置在平屋面或墻面上集熱器或熱泵主機(jī)應(yīng)規(guī)則有序、排列整齊。熱水系統(tǒng)所
11、配備的輸水管和電纜線(xiàn)應(yīng)與建筑物其他管線(xiàn)統(tǒng)籌安排。與建筑本身的水系統(tǒng)相匹配主要包括水量的充足夠用、冷熱水水壓的平衡、水溫的安全等各個(gè)方面。3.0.6 在既有建筑上增設(shè)或改造已安裝的太陽(yáng)能或空氣源熱泵熱水系統(tǒng),必須經(jīng)建筑結(jié)構(gòu)安全復(fù)核,并應(yīng)滿(mǎn)足建筑結(jié)構(gòu)及其他相應(yīng)的安全性要求。3.0.7 太陽(yáng)能和空氣源熱泵熱水系統(tǒng)的安裝應(yīng)符合相關(guān)建筑施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。3.0.8 太陽(yáng)能和空氣源熱泵熱水系統(tǒng)應(yīng)將熱源系統(tǒng)與熱水供應(yīng)系統(tǒng)有機(jī)綜合。其中的熱水供應(yīng)系統(tǒng)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50015)中的有關(guān)規(guī)定。3.0.9 坡屋面建筑設(shè)置的太陽(yáng)能光熱系統(tǒng),應(yīng)采用集熱器與水箱分離式熱水系統(tǒng)?!緱l文解
12、釋】將整體式太陽(yáng)能熱水器通過(guò)固定支架擱置在坡屋面上存在較大的安全隱患。因?yàn)殇撡|(zhì)的固定支架長(zhǎng)年暴露在日曬雨淋的環(huán)境中,一旦維護(hù)不善(難免發(fā)生的狀況),極有可能在臺(tái)風(fēng)等災(zāi)害天氣的觸動(dòng)下發(fā)生支架垮塌,圓形水箱沿坡屋面滾落造成嚴(yán)重的安全事故,國(guó)內(nèi)已發(fā)生多起這樣案列。如在多層和高層建筑的坡屋面上墜落,危害更大。分離式系統(tǒng)僅將集熱器擱置在屋面上,重量相對(duì)較輕,滑落的可能性和危害性相對(duì)較小。但是,集熱器的支架也應(yīng)與屋面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)配合,確保承重和連接符合安全要求。另外,坡屋面上設(shè)置太陽(yáng)能熱水系統(tǒng),以往較多采用的整體(背包)式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng),由于背包水箱的存在對(duì)建筑屋面景觀影響較大,目前技術(shù)的發(fā)展完全有條件采用非
13、承壓自然循環(huán)系統(tǒng)和強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)以及承壓式強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)予以替代。3.0.10 建筑的平屋面上設(shè)置太陽(yáng)能光熱系統(tǒng),應(yīng)設(shè)置適當(dāng)?shù)膰o(hù)措施?!緱l文解釋】 平屋面上設(shè)置太陽(yáng)能熱水系統(tǒng),如果不注意采用適當(dāng)?shù)膰o(hù)措施,會(huì)對(duì)建筑立面和景觀帶來(lái)不利的影響。但圍護(hù)措施只要保證在相對(duì)較近的地面人行視點(diǎn)高度不影響整個(gè)建筑的形象即可。4 系統(tǒng)分類(lèi)和選擇4.1 系統(tǒng)的分類(lèi)4.1.1 太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)按其集中程度可分為:1. 分戶(hù)集熱、分戶(hù)儲(chǔ)熱的分戶(hù)式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng);2. 集中集熱、分戶(hù)儲(chǔ)熱的半集中式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng);3. 集中集熱、集中儲(chǔ)熱的集中式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)?!緱l文解釋】 太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)發(fā)展到目前為止,絕大多數(shù)系統(tǒng)仍然是
14、各用戶(hù)獨(dú)立的分戶(hù)式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。這種系統(tǒng)原理簡(jiǎn)單,安裝、維護(hù)、使用時(shí)互不干擾。但因其分散,會(huì)造成太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)對(duì)太陽(yáng)熱能資源的利用不充分。主要原因是太陽(yáng)熱能的可利用時(shí)段及熱水生產(chǎn)量與使用量之間存在巨大的差異,差異的平衡可以采用調(diào)節(jié)元件(如儲(chǔ)熱水箱)予以解決。也可以利用規(guī)模的適當(dāng)擴(kuò)大以調(diào)節(jié)使用上的隨機(jī)不平衡。分戶(hù)系統(tǒng)在這方面的缺陷是顯而易見(jiàn)的。也就是說(shuō)會(huì)出現(xiàn)在同一單元中,有些家庭儲(chǔ)熱水箱中的熱水因某日不使用而閑置并冷卻,而另一些家庭卻因不夠用而不得不采用輔助加熱裝置強(qiáng)行加熱,造成能源消耗加大。 采用集中式的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)可以克服分戶(hù)式的缺點(diǎn),而且能使公共部位的管路減少到每組二到三根,運(yùn)行效果提
15、高,并且可以采用保溫循環(huán)等措施而使無(wú)效冷水減少到最少程度,是太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的發(fā)展方向。雖然這個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)行中需要管理和維護(hù),但較之分戶(hù)式系統(tǒng),資源共享所帶來(lái)的效益提升了其應(yīng)用價(jià)值。集中式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的規(guī)模大小應(yīng)通過(guò)嚴(yán)格的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較得出。規(guī)模過(guò)大,尤其室外埋地管線(xiàn)太長(zhǎng),會(huì)使系統(tǒng)的回水均衡性難度加大,管網(wǎng)熱損失也偏大。建議采用以單元或一幢建筑為單位設(shè)計(jì)獨(dú)立的集中式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。 集中集熱、分戶(hù)儲(chǔ)熱的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng),管路相對(duì)較少,由于輔助加熱和儲(chǔ)熱單元都在各戶(hù)室內(nèi),管理比較簡(jiǎn)單。但該系統(tǒng)必須有可靠的控制裝置,防止各戶(hù)室內(nèi)貯熱器的熱量反流到管網(wǎng)中,而且系統(tǒng)中各戶(hù)吸收太陽(yáng)熱能的量不均衡,難以利用經(jīng)濟(jì)
16、手段予以調(diào)節(jié)。4.1.2 太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)按集熱方式可分為:1. 利用溫差異重的熱虹吸進(jìn)行循環(huán)集熱的自然循環(huán)系統(tǒng);2. 利用水泵及控制系統(tǒng)強(qiáng)制循環(huán)集熱的強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng);3. 傳熱工質(zhì)通過(guò)定溫控制依靠管網(wǎng)水壓力一次經(jīng)過(guò)集熱器集熱后進(jìn)入儲(chǔ)熱水箱或用水點(diǎn)的非循環(huán)直流式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。4.1.3 太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)按集熱器及儲(chǔ)熱水箱的分合狀態(tài)可分為:1. 分離式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)2. 整體式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)【條文解釋】4.1.2、4.1.3 分離式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的集熱器與儲(chǔ)熱水箱分離設(shè)置,宜用于承壓式強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng),但也可用于自然循環(huán)系統(tǒng)。在用于自然循環(huán)系統(tǒng)時(shí),必須進(jìn)行自然循環(huán)壓差計(jì)算,保證循環(huán)效果。 整體式太陽(yáng)能熱
17、水系統(tǒng)的集熱器與儲(chǔ)熱水箱整體式設(shè)置,一般用于自然循環(huán)系統(tǒng)中。 整體式根據(jù)水箱承壓能力又可分為非承壓整體式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)、承壓整體式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。 非承壓整體式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)為目前最為常用一種系統(tǒng),即背包式、直插式。但在與建筑造型相結(jié)合及、室內(nèi)水壓相匹配和防超溫危害等方面具有難以克服的缺陷 承壓整體式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng),其真空管采用熱管式真空管、承壓式水箱;或者在非承壓整體式系統(tǒng)水箱內(nèi)增加換熱盤(pán)管或換熱夾套。水箱出水采用頂水式出水,熱水出水壓力與冷水供水壓力相同。4.1.4 太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)按被加熱水的加熱方式可分為:1. 太陽(yáng)能集熱器直接加熱被加熱水的直接加熱系統(tǒng);2. 太陽(yáng)能集熱器首先加熱傳熱工
18、質(zhì),再由傳熱工質(zhì)通過(guò)換熱器加熱被加熱水的間接加熱系統(tǒng)?!緱l文解釋】 直接加熱和間接加熱兩種系統(tǒng)有各自不同的適用場(chǎng)合,間接加熱系統(tǒng)由熱媒工質(zhì)集熱并通過(guò)熱交換器將熱量傳遞給被加熱的生活熱水。因采用間接加熱方式,一次熱媒工質(zhì)可以采用防凍液防止寒冷季節(jié)的管道凍裂。同時(shí)由于傳熱工質(zhì)的硬度易于控制,可以有效地防止結(jié)垢。此外,一次熱媒集熱管道的口徑相對(duì)可以較細(xì),使得集熱管內(nèi)溫升較快,啟動(dòng)迅速。但由于采用間接加熱,存在一定的熱交換損失。因此,這種間接加熱系統(tǒng)適合于冬季比較寒冷、水質(zhì)較硬的區(qū)域。在冬季不是很寒冷又普遍使用地面水作為水源,水質(zhì)較軟的區(qū)域,可以采用直接加熱系統(tǒng)。4.1.5熱泵熱水系統(tǒng)按規(guī)模的大小可以
19、分為家用型熱泵熱水系統(tǒng)和商用型熱泵熱水系統(tǒng)。4.1.6 家用型熱泵熱水系統(tǒng)可有以下的分類(lèi):1 按熱泵主機(jī)與儲(chǔ)熱水箱是否組合在一個(gè)整體內(nèi)可分為整體式和分體式熱泵熱水系統(tǒng)。2 按主機(jī)與儲(chǔ)熱水箱間的換熱工質(zhì)可分為工質(zhì)加熱循環(huán)和熱水加熱循環(huán)的熱泵熱水系統(tǒng)。4.1.7 商用型熱泵熱水系統(tǒng)可有以下的分類(lèi):1 按儲(chǔ)熱水箱中熱水是否承壓可分為承壓式和非承壓式熱泵熱水系統(tǒng)。2 按被加熱水通過(guò)熱泵熱水機(jī)組為一次性加熱到設(shè)定溫度還是多次循環(huán)加熱到設(shè)定溫度可分為直熱式和循環(huán)加熱式熱泵熱水系統(tǒng)。4.1.8 太陽(yáng)能和熱泵熱水相結(jié)合的熱水系統(tǒng)可稱(chēng)為空氣源熱泵輔助的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。4.2 系統(tǒng)選擇4.2.1 在不同的建筑中,
20、應(yīng)根據(jù)不同的供水要求和條件選用合理的太陽(yáng)能、空氣源熱泵或者空氣源熱泵(或其他能源)輔助的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。【條文解釋】 按前述太陽(yáng)能和熱泵熱水系統(tǒng)的各種分類(lèi),在每個(gè)工程中都可以對(duì)各種分類(lèi)進(jìn)行合理的組合。選擇最適合于工程實(shí)際的太陽(yáng)能、空氣源熱泵和空氣源熱泵(或者燃?xì)?、電、生物質(zhì)能、余熱廢熱等)輔助的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。4.2.2 別墅及排屋住宅中,宜采用分離承壓式強(qiáng)制循環(huán)的分戶(hù)式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)、承壓式家用熱泵熱水系統(tǒng)或空氣源熱泵輔助的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)?!緱l文解釋】 別墅排屋類(lèi)住宅,上下各層均屬同一戶(hù),不存在公共管線(xiàn)的布置問(wèn)題。而且目前一般采用市政水壓或者變頻加壓直供的別墅區(qū),在頂層余壓較高,供水水壓條件
21、較好。若采用非承壓的整體式熱水器,頂層的冷熱水壓力難以平衡。而采用分離承壓式熱水器可以使頂層不失壓甚至可以通過(guò)設(shè)計(jì)將家庭的保溫循環(huán)管與集熱循環(huán)管綜合考慮,有利于節(jié)材、節(jié)能、節(jié)水。另一方面,別墅的外觀造型要求較高,整體式太陽(yáng)能熱水器與屋面相結(jié)合的處理相對(duì)比較困難。盡管分離承壓式熱水器價(jià)格相對(duì)昂貴,但對(duì)于屬高檔房產(chǎn)的別墅及排屋類(lèi)住宅而言是相適宜的。某些場(chǎng)合也可采用承壓整體式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。由于別墅排屋類(lèi)住宅業(yè)主對(duì)環(huán)境要求相對(duì)較高,而分離承壓式強(qiáng)制循環(huán)熱水系統(tǒng)雖然采用屏蔽式水泵,但是環(huán)境相對(duì)安靜尤其是午休時(shí)間仍會(huì)產(chǎn)生少量的噪聲,因此在安裝形式與建筑一體化結(jié)合較好的情況下(屋檐隱埋水箱、閣樓隱埋水箱等
22、形式)可以采用承壓整體式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng),其系統(tǒng)出水采用頂水式出水,熱水出水壓力與自來(lái)水供水壓力相同,同樣可以滿(mǎn)足業(yè)主熱水舒適度的需求,同時(shí)又可避免強(qiáng)制循環(huán)水泵產(chǎn)生的噪聲。 別墅排屋類(lèi)建筑也可以采用承壓式家用熱泵熱水系統(tǒng)或空氣源熱泵輔助的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以較好地發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)。4.2.3 多層住宅應(yīng)根據(jù)建筑自身?xiàng)l件選擇分戶(hù)式、半集中式或集中式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)?!緱l文解釋】 分戶(hù)式、半集中式、集中式三種太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)各有利弊,應(yīng)根據(jù)不同的場(chǎng)合選用。集中式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)宜以住宅單元或單棟建筑為系統(tǒng)規(guī)模比較合理。以組團(tuán)或小區(qū)為系統(tǒng)規(guī)模的大型集中式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)由于管線(xiàn)總長(zhǎng)度較長(zhǎng)(尤其是室外埋地管
23、線(xiàn)),每戶(hù)所分?jǐn)偟墓补芫€(xiàn)長(zhǎng)度較長(zhǎng),損失總量相對(duì)較大。同時(shí)集熱器要求集中布置,難度較大。一般只適宜在有其他可靠的廉價(jià)熱源的場(chǎng)合,太陽(yáng)熱能只是作為一種季節(jié)性補(bǔ)充。其優(yōu)點(diǎn)是集中管理,運(yùn)行易于控制,系統(tǒng)較大,同時(shí)系數(shù)變小更易于發(fā)揮系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力,設(shè)備總?cè)萘康呐渲每梢源蟠罂s小。以住宅單元或單棟建筑為系統(tǒng)規(guī)模的集中式系統(tǒng)和分戶(hù)式系統(tǒng)更適宜于在太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)中的應(yīng)用。首先,要使太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)與建筑一體化普及并推廣,關(guān)鍵點(diǎn)是利用各幢建筑的屋面資源,合理布置太陽(yáng)能集熱器。因此集熱器的布置必定是各幢各單元分散的,這就決定了以住宅單元或單棟建筑為系統(tǒng)規(guī)模的集中式系統(tǒng)和分戶(hù)式系統(tǒng)是一種合理的選擇。綜合系統(tǒng)的規(guī)模及管
24、線(xiàn)布置的難易等各種因素,這種系統(tǒng)是比較合理的系統(tǒng)。但系統(tǒng)的管理相對(duì)復(fù)雜,在選擇時(shí)應(yīng)視具體的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件確定。4.2.4 在布置太陽(yáng)能集熱器確有困難的住宅,可選擇空氣源熱泵熱水系統(tǒng)替代。住宅的空氣源熱泵熱水系統(tǒng)宜選擇家用型熱泵熱水機(jī)組?!緱l文解釋】 可參考民用建筑可再生能源應(yīng)用核算標(biāo)準(zhǔn)(DB33/1105-2014)的相關(guān)條款標(biāo)準(zhǔn)。4.2.5 太陽(yáng)能和空氣源熱泵熱水系統(tǒng)管線(xiàn)的布置應(yīng)考慮檢修的可行性,任何一組(根)管線(xiàn)檢修或更換時(shí)不應(yīng)影響其他管線(xiàn)的正常使用。【條文解釋】 本條主要針對(duì)分戶(hù)式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。該系統(tǒng)的管道布置是太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)用的一個(gè)瓶頸。按常規(guī)的分離承壓式系統(tǒng)計(jì)算,每戶(hù)2根,則一個(gè)最
25、常見(jiàn)的六層一梯二戶(hù)的住宅單元,總共12戶(hù),在公共部位最密集處應(yīng)有24根管線(xiàn),布置困難,占地較大。有些廠商為縮小安裝位置,采取捆扎式集合布置的方式,甚至在塑料管體系中采用集中發(fā)泡的形式保溫,這給以后的管道維修更帶來(lái)了麻煩,不符合建筑給水排水管道布置的基本原則,因此提出了本條的要求。4.2.6 集中集熱、分戶(hù)儲(chǔ)熱的半集中式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng),應(yīng)采用下列措施保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行:1. 應(yīng)采用間接式加熱系統(tǒng);2. 應(yīng)有可靠的技術(shù)措施防止戶(hù)內(nèi)的熱量倒流至管網(wǎng)。 3. 循環(huán)立管和儲(chǔ)熱水箱宜布置在同一設(shè)備平臺(tái)上,接入各戶(hù)儲(chǔ)熱水箱的換熱循環(huán)支管總長(zhǎng)度不宜超過(guò)6米?!緱l文解釋】 集中集熱、分戶(hù)儲(chǔ)熱的半集中式太陽(yáng)能熱水
26、系統(tǒng),采用間接加熱的形式在管理上比較方便,而且總管線(xiàn)較少,優(yōu)點(diǎn)比較突出。但要求有可靠的技術(shù)手段防止戶(hù)內(nèi)熱量(通過(guò)輔助能源自行加熱)倒流至管網(wǎng)。4.2.7 集中集熱、集中儲(chǔ)熱的集中式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)適當(dāng)控制系統(tǒng)規(guī)模,避免管線(xiàn)過(guò)長(zhǎng),熱損失量過(guò)大?!緱l文解釋】 太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)在住宅中的應(yīng)用,一般都是利用分散在各棟住宅屋面上的集熱器進(jìn)行集熱,而熱水管線(xiàn)在棟與棟之間埋地或架空敷設(shè)會(huì)造成大量的熱量損耗。因此,建議集中式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)當(dāng)集熱器在各棟屋面分散布置時(shí),系統(tǒng)的規(guī)模宜以單元或單棟建筑為單位。4.2.8 屋面資源不足的高層建筑,可采用分段供應(yīng)熱水的方法部分滿(mǎn)足上部建筑的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的集熱要求,其余部
27、分可采用熱泵熱水系統(tǒng)或采用欄板式、陽(yáng)臺(tái)式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)制取生活熱水,但應(yīng)保證集熱器全年能充分地采集陽(yáng)光?!緱l文解釋】 太陽(yáng)能不能滿(mǎn)足整棟建筑熱水系統(tǒng)要求時(shí),可以分段解決,下部建議采用分戶(hù)式的熱泵熱水系統(tǒng)或者欄板式、陽(yáng)臺(tái)式系統(tǒng)。因?yàn)橛锌赡艽嬖谖菝婊蛉照粘浞值膲γ尜Y源不均衡使用的問(wèn)題。同時(shí)不提倡使用日照時(shí)數(shù)不足的屋面和墻面,這樣會(huì)使系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能下降。4.2.9 空氣源熱泵熱水系統(tǒng)在住宅建筑中的使用宜遵循以下原則:1.可視室外平臺(tái)的條件和儲(chǔ)熱水箱宜靠近用水點(diǎn)的原則選擇整體式還是分體式空氣源熱泵熱水系統(tǒng)。2.家用型熱泵熱水系統(tǒng)宜采用承壓式。3.在以地面水為水源且水質(zhì)硬度較低的地區(qū)可采用直接加熱的
28、熱泵熱水系統(tǒng)。4.2.10 公共建筑宜針對(duì)不同的建筑類(lèi)型和用水性質(zhì),生活熱水系統(tǒng)可采用各種分類(lèi)系統(tǒng)的合理組合。分類(lèi)組合的建議選擇見(jiàn)表4.2.10表4.2.10 不同公共建筑熱水系統(tǒng)組合選型建筑類(lèi)型熱水用水性質(zhì)太陽(yáng)能系統(tǒng)類(lèi)型(A)空氣源熱泵熱水系統(tǒng)(B)空氣源熱泵輔助的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)(A+B)酒店式公寓生活洗浴A2,A3,B1,B2,A+B賓館、酒店生活洗浴A3,B2,A+B醫(yī)院生活洗浴A3,B2,A+B辦公樓的值班室、休息間生活洗浴A3,B1,B2,A+B大型商超(肉蔬區(qū))清洗、衛(wèi)生A3,B2,A+B職工、學(xué)生宿舍生活洗浴A2,A3,B1,B2,A+B療養(yǎng)院、休養(yǎng)所生活洗浴A3,B1,B2,A
29、+B公共浴室洗浴A3,B2,A+B幼兒園生活洗浴A1,A3,B2,A+B注:A1- 分戶(hù)集熱、分戶(hù)儲(chǔ)熱的分戶(hù)式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng); A2- 集中集熱、分戶(hù)儲(chǔ)熱的半集中式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng); A3- 集中集熱、集中儲(chǔ)熱的集中式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng); B1- 家用型空氣源熱泵熱水系統(tǒng); B2- 商用型空氣源熱泵熱水系統(tǒng); A+B-空氣源熱泵輔助的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。 在以上類(lèi)型的公共建筑中還可以采用除太陽(yáng)能和熱泵熱水系統(tǒng)外的其他能源的加熱方式并組合,在此不再列出。4.2.11 當(dāng)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)、空氣源熱泵熱水系統(tǒng)中的用水點(diǎn)設(shè)有冷熱水混合器或混合龍頭時(shí),冷熱水供應(yīng)系統(tǒng)在配水點(diǎn)處壓差不應(yīng)大于0.02MPa?!緱l文解釋】
30、 本條是為了強(qiáng)調(diào)冷熱水調(diào)溫所需要的承壓條件,且冷熱水壓差不宜大于0.02Mpa,這是民用建筑節(jié)水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(GB50555-2010)中第4.2.3中的要求。5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1 一般規(guī)定5.1.1 太陽(yáng)能和空氣源熱泵熱水系統(tǒng)應(yīng)納入建筑給水排水設(shè)計(jì),并應(yīng)符合現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求?!緱l文解釋】 太陽(yáng)能和空氣源熱泵熱水系統(tǒng)屬建筑給水排水專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)范圍。在整體建筑設(shè)計(jì)出圖時(shí),給排水專(zhuān)業(yè)應(yīng)將熱水系統(tǒng)的供回水管路設(shè)計(jì)完成,并應(yīng)符合建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50015)的要求。太陽(yáng)能和空氣源熱泵熱水系統(tǒng)的熱源部分屬于兩次設(shè)計(jì)的內(nèi)容。給排水設(shè)計(jì)人員應(yīng)首先確定熱源方案,主要包括系統(tǒng)選型、方案原理圖繪制及設(shè)備布置位
31、置和管線(xiàn)通道的預(yù)留。熱泵或集熱器的位置、色澤及數(shù)量要與建筑師配合設(shè)計(jì),在承載、控制等方面要與結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)、電氣專(zhuān)業(yè)配合設(shè)計(jì),使太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)真正納入到建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中來(lái)。方案的深度應(yīng)達(dá)到甲方可以據(jù)此對(duì)熱源系統(tǒng)進(jìn)行招標(biāo)的水平。招標(biāo)完成后,太陽(yáng)能系統(tǒng)的陣列排布、熱泵系統(tǒng)選型配置、基礎(chǔ)預(yù)制、管線(xiàn)設(shè)計(jì)等關(guān)乎產(chǎn)品、系統(tǒng)性能的熱源部分施工圖深化設(shè)計(jì),應(yīng)由供貨方完成,建筑設(shè)計(jì)單位認(rèn)可。5.1.2 太陽(yáng)能或熱泵熱水系統(tǒng)的垂直管線(xiàn)不應(yīng)直接明敷在建筑外墻上(設(shè)備平臺(tái)和擱板位置除外),且不得敷設(shè)在建筑物的風(fēng)道內(nèi)。【條文解釋】 太陽(yáng)能或熱泵熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)顧及建筑物美觀要求。不能破壞建筑造型的完整性,并應(yīng)充分注意集熱器反射所
32、造成的光污染對(duì)環(huán)境的影響。管線(xiàn)的布置應(yīng)符合建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范的相關(guān)要求,例如水管布置在煙道內(nèi)就是該規(guī)范明令禁止的。在外墻上明敷太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的管道影響建筑的美觀,除非由建筑專(zhuān)業(yè)進(jìn)行合理的偽裝或砌封。將垂直管安裝在設(shè)備陽(yáng)臺(tái)或擱板位置是合理的。5.2 太陽(yáng)能集熱器5.2.1 集熱器的最佳安裝方位應(yīng)朝向正南或正南偏西,若受條件限制時(shí),其偏差允許范圍宜在正南±15°以?xún)?nèi)。在偏差允許范圍以外的集熱器安裝應(yīng)通過(guò)日照模擬計(jì)算確定得熱量并經(jīng)能效評(píng)價(jià)后實(shí)施?!緱l文解釋】 本條確定了太陽(yáng)能熱水器的安裝方位角和高度角。根據(jù)日照條件分析,條文所規(guī)定的朝向有利于最大限度地吸收太陽(yáng)熱能,而且南偏西較
33、之于南偏東更有利于吸收太陽(yáng)輻射。后面超出標(biāo)準(zhǔn)安裝方位和高度角的情況應(yīng)視日照分析和技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件確定是否適宜。目的是為了限制某些不合理的強(qiáng)制安裝行為。5.2.2 集熱器的安裝傾角,應(yīng)根據(jù)熱水的使用季節(jié)和地理緯度確定:1. 偏重考慮春、夏、秋三季使用效果時(shí)=2. 偏重考慮夏季使用效果時(shí)=-(010)°3. 偏重考慮冬季使用效果時(shí)=+(010)°式中 太陽(yáng)能集熱器的安裝傾角(°) 集熱器安裝地的地理緯度(°)?!緱l文解釋】 本條的規(guī)定也是根據(jù)日照條件的分析而得出的。但在工程實(shí)踐中,集熱器布置會(huì)受到屋面造型的影響,甚至?xí)筚N在平屋面上安裝,這樣肯定會(huì)影響最需要太
34、陽(yáng)熱量的冬季集熱效果。應(yīng)盡量將集熱器傾角做大,以便充分顧及冬季的集熱效果。迫不得已時(shí)應(yīng)結(jié)合廠家的產(chǎn)品對(duì)集熱器或集熱管布置進(jìn)行處理,使效益最大化。5.2.3 集熱器排間距以及集熱器與前側(cè)遮光物的距離:集熱器的布置應(yīng)避開(kāi)建筑物的遮擋,建筑物的陰影長(zhǎng)度即集熱器距遮光物的水平最小凈距(或集熱器排間距),可按下式計(jì)算: D=H·cot Xs (5.2.3)式中D集熱器距離遮光物或前后排間的水平最小凈距(m); H遮光物最高點(diǎn)與集熱器采光面最低點(diǎn)之間的垂直高差(m);Xs建筑物所在地冬至日上午10時(shí)的太陽(yáng)高度角(全年性使用)(°)。【條文解釋】 本條是針對(duì)呈若干排布置及前有遮光物的情況
35、提出的布置間距。建議在居住建筑中盡量按顧及冬季使用的冬至日上午10時(shí)太陽(yáng)高度角計(jì)算前后排間距。在場(chǎng)地條件允許的情況下應(yīng)適當(dāng)放大,使冬季的集熱器采光面上有充分的日照。5.2.4 集中式的太陽(yáng)能集熱器可通過(guò)并聯(lián)、串聯(lián)或串并聯(lián)相結(jié)合的方式連接成集熱器組。集熱器組的串聯(lián)和并聯(lián)的管路布置應(yīng)通過(guò)計(jì)算確定?!緱l文解釋】 集中式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng),若所有集熱器全部采用串聯(lián)形式,則集熱循環(huán)時(shí)的水頭損失過(guò)大,收集熱量時(shí)間過(guò)長(zhǎng),影響水溫的穩(wěn)定性,但可以相對(duì)節(jié)約管路。反之若全部采用并聯(lián)形式,雖然能使集熱時(shí)循環(huán)水頭損失減小,但總管路過(guò)長(zhǎng)也不可取。因此,應(yīng)該二者合理結(jié)合。同時(shí),一定要考慮集熱管的同程布置,除非有非常精確控制手
36、段保證集熱器陣列內(nèi)任何一點(diǎn)都能均衡地將熱量輸出。另外,在直接用真空玻璃管充水集熱的集熱器要慎用串聯(lián)系統(tǒng),以避免其中任何一根玻璃管破壞而造成整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。5.2.5 集中式的太陽(yáng)能集熱器陣列,可采用強(qiáng)制循環(huán)方式、定溫放水的非循環(huán)方式或者強(qiáng)制循環(huán)與定溫放水組合的方式?!緱l文解釋】 對(duì)于分離承壓式的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)采用強(qiáng)制循環(huán)的方式收集熱量。而對(duì)于定溫放水式系統(tǒng),則可以利用冷水壓力頂水收集熱量。系統(tǒng)設(shè)計(jì)成兩者組合的方式有利于發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)。但系統(tǒng)和控制要求相對(duì)復(fù)雜,本條有排除集中式系統(tǒng)采用自然循環(huán)做法的含義。5.2.6 集熱器總面積:直接加熱系統(tǒng)太陽(yáng)能集熱器需要安裝的總面積可根據(jù)用戶(hù)每日的用水量和熱
37、水溫度要求以及當(dāng)?shù)靥?yáng)輻照量計(jì)算,按下式確定:(5.2.6-1)式中 Ac直接加熱系統(tǒng)集熱器總面積,m2; Qw日均熱水用水量,L;按民用建筑節(jié)水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(GB50555)中的平均日節(jié)水用水定額取值; Cw水的比熱,4.187kJ/kg·; tend儲(chǔ)水箱內(nèi)水的終止溫度,; ti水的初始溫度,(與JT取值相同月份的冷水平均溫度); f太陽(yáng)能保證率,無(wú)量綱(0.40.5); 根據(jù)系統(tǒng)使用期內(nèi)的太陽(yáng)輻照量、系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性及用戶(hù)要求等因素綜合考慮后確定。 水的密度,1.0kg/L; JT當(dāng)?shù)卮悍?、秋分所在月(春、秋季使用)或冬至所在月(冬季使用)集熱器采光面上月均日輻照量,kJ/m2
38、3;d; cd集熱器全日集熱效率,無(wú)量綱;具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)集熱器產(chǎn)品的實(shí)測(cè)結(jié)果確定。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取值0.25 0.50。 L管路及儲(chǔ)水箱熱損失率,無(wú)量綱; 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取值0.2 0.25。 間接加熱系統(tǒng)太陽(yáng)能集熱器采光總面積的計(jì)算也可根據(jù)專(zhuān)業(yè)軟件進(jìn)行計(jì)算。間接系統(tǒng)集熱器總面積: (5.2.6-2)式中 Ain間接加熱系統(tǒng)的太陽(yáng)能集熱器總面積,m2; Ac直接加熱系統(tǒng)太陽(yáng)能集熱器總面積,m2; Fhx換熱器的換熱因子,無(wú)量綱(按產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)的數(shù)據(jù)確定)?!緱l文解釋】 本條所列的公式是太陽(yáng)能集熱器總面積計(jì)算的經(jīng)典公式。公式中的各項(xiàng)內(nèi)容都在符號(hào)解釋中列出了可供選擇的參數(shù)。設(shè)計(jì)者只要根據(jù)工程實(shí)際及經(jīng)濟(jì)、技術(shù)條
39、件在各參數(shù)的上、下限范圍內(nèi)取值即可。如果是注重冬天使用效益的用戶(hù),建議采用冬至所在月日均太陽(yáng)輻照量。如果是空氣源熱泵(其他能源)輔助的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng),集熱面積的確定可由設(shè)計(jì)者在保證系統(tǒng)能夠安全使用的前提下進(jìn)行選擇和搭配。前提是必須滿(mǎn)足浙江省可再生能源應(yīng)用核算標(biāo)準(zhǔn)的核算要求。平板式集熱器設(shè)計(jì)集熱效率:由于平板式集熱器的實(shí)際構(gòu)成結(jié)構(gòu)所限,平板集熱器的集熱效率易受環(huán)境溫度影響,因此其具體年平均集熱效率實(shí)際設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)需根據(jù)集熱器檢測(cè)報(bào)告實(shí)際測(cè)定值,通過(guò)集熱器瞬時(shí)效率方程求得(根據(jù)廠家產(chǎn)品檢測(cè)報(bào)告為準(zhǔn)):式中:集熱器全年平均集熱效率;:歸一化溫差=0時(shí)的瞬時(shí)效率,參考集熱器檢測(cè)報(bào)告;:瞬時(shí)效率方程一次項(xiàng)
40、系數(shù),應(yīng)為正值W/() ,參考集熱器檢測(cè)報(bào)告;:瞬時(shí)效率方程二次項(xiàng)系數(shù),應(yīng)為正值W/() ,參考集熱器檢測(cè)報(bào)告; ,:歸一化溫差,()/W; 其中:集熱器進(jìn)口溫度,;其中::水的初始溫度,; :貯熱水箱內(nèi)水的終止溫度,; :使用期環(huán)境平均溫度,; :太陽(yáng)輻照度,W/;,其中:系統(tǒng)安裝所在地年平均日日照小時(shí)數(shù)(全年使用)、冬季所在月平均日日照小時(shí)數(shù)(冬季使用)、春分或秋分所在月(春、夏、秋季使用)(h/d);:當(dāng)?shù)鼐暥葍A斜受熱面上年均日太陽(yáng)輻照量,按附錄選取。5.2.7 集熱器面積的計(jì)算可根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求分別按夏季、全年和冬季的冷水水溫和輻射量計(jì)算?!緱l文解釋】 由于可再生源在熱水系統(tǒng)的廣泛使用
41、,受集熱布置范圍的限制和熱泵熱水系統(tǒng)的加入和其他輔助能源獲得的難易、經(jīng)濟(jì)性及系統(tǒng)的穩(wěn)定性等各種需求的綜合。某些系統(tǒng)的太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)可能會(huì)按夏季需求設(shè)計(jì)集熱面積,其他季節(jié)采用其他能源解決問(wèn)題。這個(gè)設(shè)計(jì)點(diǎn)也較好地解決了夏季超溫、超壓等問(wèn)題。在系統(tǒng)組合時(shí)可以根據(jù)要求合理設(shè)計(jì)集熱器面積。 系統(tǒng)的管路及儲(chǔ)水箱熱損失率經(jīng)驗(yàn)值L在管路較長(zhǎng)的分戶(hù)式系統(tǒng)和集中集熱分戶(hù)儲(chǔ)熱的系統(tǒng)中應(yīng)視管路的具體情況予以計(jì)算和修正。5.3 熱泵主機(jī)5.3.1 當(dāng)空氣源熱泵熱水系統(tǒng)的儲(chǔ)熱水箱容積能符合日用水量調(diào)節(jié)的要求,熱泵供熱能力可按平均日平均小時(shí)需熱量配置。否則應(yīng)按平均日最大小時(shí)需熱量計(jì)算。【條文解釋】 熱泵熱水系統(tǒng)由于主機(jī)的配
42、置價(jià)格較高,難以像設(shè)計(jì)鍋爐一樣將加熱能力配置到最高日最大時(shí)的水平。一般可以通過(guò)加大儲(chǔ)熱水箱容積來(lái)調(diào)劑最大時(shí)平均時(shí)的不均衡性,一般熱水系統(tǒng)用水量最高峰和氣溫和水溫條件最差的時(shí)段不重合,故可不按最高日用水量取值。5.3.2 熱泵熱水系統(tǒng)的平均設(shè)計(jì)小時(shí)供熱量應(yīng)按下式計(jì)算。 (5.3.2)式中: Qg熱泵設(shè)計(jì)小時(shí)供熱量(kJ/h); qr熱水用水定額(L/人·d或L/床·d),按民用建筑節(jié)水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(GB50555)中的平均日節(jié)水用水定額取值(溫度不同時(shí),按等熱量換算水量)。 m用水計(jì)算單位數(shù)(人數(shù)或床位數(shù)); tr熱水溫度, tr=55(); tl冷水溫度, 按不同季節(jié)選取,見(jiàn)附
43、表;T1熱泵機(jī)組設(shè)計(jì)工作時(shí)間(h),T應(yīng)根據(jù)用水需求、氣候條件和系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性等因數(shù)綜合考慮確定。分戶(hù)獨(dú)立式系統(tǒng)為58個(gè)小時(shí),集中式熱水系統(tǒng)的全日制供水時(shí)建議取820(h),不設(shè)輔助加熱設(shè)備的系統(tǒng),熱泵的工作時(shí)間宜取下限,以便給最高日用水量發(fā)生時(shí)流出足夠補(bǔ)充加熱能力。定時(shí)供水時(shí),T1由設(shè)計(jì)人確定。Kl 安全系數(shù), 取1.11.2。5.3.3 熱泵熱水系統(tǒng)的輸入功率應(yīng)根據(jù)熱泵的能效比值和平均秒功率確定。 Qr = ( Qg/3600 )/COPQr熱泵的輸入功率(kw);COP 熱泵系統(tǒng)的能效比值,無(wú)量綱。浙江地區(qū)的系統(tǒng)COP值:考慮全年使宜用取2.5,冬季使用宜取1.5?!緱l文解釋】 熱泵主機(jī)標(biāo)準(zhǔn)
44、工況下的COP值可以達(dá)到3.73.9,實(shí)測(cè)的生活熱水系統(tǒng)熱源部分(不包括熱水供回水管的熱損)能效值約為2.5左右,在冬季工況下的實(shí)測(cè)能效值約為1.5左右。不同的產(chǎn)品熱泵主機(jī)的能效值差異較大,但是也容易引起混淆。因此統(tǒng)一在一個(gè)相對(duì)比較可行的COP值,以保證系統(tǒng)的輸入功率的計(jì)算的一致性,因?yàn)闊岜幂斎牍β适求w現(xiàn)配置水平的主要參數(shù),這與鼓勵(lì)采用能效值較高的技術(shù)產(chǎn)品是不矛盾的。能效值的主要優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在節(jié)能上,而且對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行安全有更大的保障。 5.3.4 熱泵熱水系統(tǒng)主機(jī)應(yīng)按全年平均的環(huán)境溫度和冷水水溫條件計(jì)算輸入功率,不設(shè)輔助熱源的系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)冬季的環(huán)境溫度和冷水溫度條件,在合理延長(zhǎng)熱泵工作時(shí)間的條件下校
45、核和調(diào)整熱泵主機(jī)的輸入功率配置?!緱l文解釋】 地處長(zhǎng)江中下游的浙江地區(qū),是空氣源熱泵能否在冬季安全使用的臨界區(qū)域。如果不設(shè)輔助熱源,可按下列方式選定熱泵:首先確定全年平均和冬季的水溫差值,冬季取5,全年平均取15,熱水溫度按55計(jì)的話(huà),兩者的熱量差值應(yīng)為:( 55-5)/(55-15)=1.25倍;而系統(tǒng)全年平均的COP值取2.5,冬季選1.5,兩者的配置差值為2.5/1.5=1.67倍,因此兩者的影響重疊的話(huà),輸入功率需求的差值約為2.09倍。如熱泵系統(tǒng)按全年平均日的參數(shù)設(shè)計(jì),加熱時(shí)間按下限8h計(jì)算。則冬季最不利季節(jié)的熱泵工作時(shí)間可以控制在16.72小時(shí)即17小時(shí)以?xún)?nèi),上限為20小時(shí),符合要
46、求。5.3.5 熱泵熱水系統(tǒng)的室外主機(jī)應(yīng)在通風(fēng)條件良好的屋頂、陽(yáng)臺(tái)、室外平臺(tái)等處布置。成組布置時(shí)進(jìn)風(fēng)側(cè)的間距宜大于2.0倍進(jìn)風(fēng)口的高度。靠墻一側(cè)的主機(jī)距墻面的凈距宜大于1.5倍的進(jìn)風(fēng)口高度。【條文解釋】 本條的主要目的是為了避免成組或靠墻布置時(shí)熱泵的進(jìn)風(fēng)條件不能滿(mǎn)足機(jī)器的進(jìn)風(fēng)要求。進(jìn)風(fēng)口高度是指熱泵機(jī)組換熱翅片的垂直高度。5.3.6 成組布置的熱泵熱水機(jī)組應(yīng)采用并聯(lián)方式換熱,機(jī)組宜采用同程管路的形式保證各臺(tái)機(jī)組工作的均衡性。【條文解釋】 采用異程布置的管路容易造成機(jī)組之間工作的不均衡,設(shè)計(jì)人員如果經(jīng)過(guò)精密計(jì)算并有合理的技術(shù)手段保證機(jī)組中各臺(tái)主機(jī)工作的均衡性則可以采用異程的管路形式。5.3.7
47、當(dāng)熱泵熱水系統(tǒng)采用直熱式機(jī)組時(shí),應(yīng)同時(shí)設(shè)置循環(huán)加熱管路保證水箱內(nèi)冷卻的水可被再次加熱?!緱l文解釋】 直熱式機(jī)組在非承壓的熱泵系統(tǒng)中應(yīng)用很廣泛,它可以使系統(tǒng)變得較為簡(jiǎn)單,但是已被加熱的水存在冷卻后需要再加熱的可能性,冬季極端溫度下,要求系統(tǒng)完全達(dá)到直熱要求也有一定的難度,故建議設(shè)循環(huán)加熱回路保證系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性和靈活性。5.4 儲(chǔ)熱水箱5.4.1 集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)的儲(chǔ)熱水箱容積應(yīng)根據(jù)熱水用水小時(shí)變化曲線(xiàn)及太陽(yáng)能集熱器或熱泵的供熱能力,綜合考慮輔助加熱裝置加熱時(shí)段和能力等多種因素經(jīng)計(jì)算后確定?!緱l文解釋】 理論上儲(chǔ)熱水箱應(yīng)根據(jù)產(chǎn)熱、用熱包括輔助加熱三者之間的變化曲線(xiàn)求得需要調(diào)節(jié)的熱量,換算出儲(chǔ)熱水
48、箱的容積。但實(shí)際上這種曲線(xiàn)的取得有一定的難度,而且太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的特點(diǎn)是使用時(shí)段基本上與集熱時(shí)段錯(cuò)開(kāi)。而輔助加熱時(shí)段一般在使用時(shí)間段之前,也就是說(shuō),產(chǎn)熱時(shí)段與用熱時(shí)段是基本分開(kāi)的。儲(chǔ)水箱的容積與產(chǎn)熱量(集熱面積)的關(guān)系更密切。儲(chǔ)水箱容積的大小直接影響到系統(tǒng)效率,容積越大,對(duì)太陽(yáng)能的集熱效益越好,反之,則相反。當(dāng)然,容積過(guò)大會(huì)帶來(lái)負(fù)面效應(yīng)。首先水溫偏低,不得不使輔助加熱裝置經(jīng)常開(kāi)啟。若容積大到經(jīng)常不能當(dāng)日使用完畢的情況,既會(huì)影響次日的集熱效益,又會(huì)無(wú)端浪費(fèi)輔助加熱能源。因此在集中式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)中,建議按最高日熱水使用量、綜合可布置的集熱面積產(chǎn)熱量及輔助加熱能力等因素后確定儲(chǔ)熱水箱的容積。 熱泵
49、熱水系統(tǒng)的水箱應(yīng)在分析用水時(shí)段需熱量和加熱時(shí)段的供熱量之間的按時(shí)變化曲線(xiàn)后,以最高日需要調(diào)節(jié)的水量為設(shè)計(jì)值。 5.4.2 分戶(hù)式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)儲(chǔ)熱水箱容積可按下列經(jīng)驗(yàn)公式確定:V= (5070) · A式中 V儲(chǔ)熱器有效容積,L; A集熱器的集熱面積,m2(直接加熱系統(tǒng)為Ac,間接加熱系統(tǒng)為Ain)。注:部分無(wú)法按第6.4.1條計(jì)算的集中式系統(tǒng)可參照本公式計(jì)算。5.4.3 熱泵熱水系統(tǒng)的儲(chǔ)熱水箱可按下式計(jì)算:V= m qr(1-T1/24) V 貯熱水箱(罐)有效容積(L);m 用水計(jì)算單位數(shù)qr 熱水用水定額(L/人*d或L/床*d);熱泵機(jī)組設(shè)計(jì)工作時(shí)間(h/d);【條文解釋】
50、熱泵熱水系統(tǒng)的儲(chǔ)熱水箱容積設(shè)計(jì)概念與常規(guī)能源的儲(chǔ)熱水箱是完全不同的,常規(guī)能源系統(tǒng)的儲(chǔ)熱水箱容積主要是調(diào)節(jié)最大時(shí)用水量與秒流量之間的不平衡關(guān)系。因?yàn)闊岜脽崴到y(tǒng)中的小時(shí)供熱量是平均時(shí)概念,儲(chǔ)熱水箱以日為單位計(jì)算調(diào)節(jié)容積,可以不考慮最大時(shí)與平均時(shí)的比值Kh。因此,必須配置大容量的儲(chǔ)熱水箱。建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)水箱的規(guī)定為:全日制集中熱水供系統(tǒng)貯熱水箱(罐)有效容積,應(yīng)根據(jù)日耗熱量、熱泵持續(xù)工作時(shí)間及熱泵工作時(shí)間內(nèi)耗熱量等因素確定,當(dāng)其因素不確定時(shí)宜按下式計(jì)算: 式中: Qh設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量 (kJ/h); Qg設(shè)計(jì)小時(shí)供熱量(kJ/h); Vr貯熱水箱(罐)有效容積(L);T設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量持續(xù)時(shí)間
51、(h); 有效貯熱容積系數(shù),貯熱水箱、臥式貯熱水罐=0.800.85,立式貯熱水罐=0.850.90; k2安全系數(shù),取1.101.20。 這個(gè)公式按設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量持續(xù)時(shí)間來(lái)確定儲(chǔ)熱水箱的容積。在物理概念上是正確的,但很難取值。往往讓設(shè)計(jì)人員無(wú)所適從。建議按日均用水量減去熱泵工作時(shí)的產(chǎn)水量求出水箱的容積:Vr= m qr(1-T/24) 這個(gè)公式的物理含義就是假設(shè)每天熱泵工作時(shí)段內(nèi)的產(chǎn)水量和供水量是平衡的,需要儲(chǔ)存的是熱泵不工作時(shí)段內(nèi)的平均時(shí)用水量。5.4.4 儲(chǔ)熱水箱在閉式強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)中必須承壓,其承壓能力應(yīng)經(jīng)計(jì)算確定?!緱l文解釋】 儲(chǔ)熱水箱根據(jù)系統(tǒng)分類(lèi),分為承壓式和非承壓式,其中承壓式系統(tǒng)
52、中的儲(chǔ)熱水箱是壓力容器,必須要有承壓能力的計(jì)算和等級(jí)的標(biāo)注。并且應(yīng)有相關(guān)政府管理部門(mén)的壓力容器生產(chǎn)許可證。5.4.5 儲(chǔ)熱水箱材質(zhì)、襯里材料和內(nèi)壁涂料,應(yīng)確保水質(zhì)在可能出現(xiàn)的運(yùn)行溫度下符合現(xiàn)行的生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。【條文解釋】 在熱水系統(tǒng)尤其是太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)中的儲(chǔ)熱水箱,在夏天可能出現(xiàn)的高溫環(huán)境要比普通的煤氣、電或熱泵熱水的儲(chǔ)熱水箱更高。因?yàn)楹笳邩O限高溫可自行設(shè)定(70左右),而前者是不確定的,很可能會(huì)超過(guò)80。因此儲(chǔ)熱水箱的材質(zhì)應(yīng)達(dá)到系統(tǒng)耐高溫能力的要求。但要求有可靠的技術(shù)措施限制溫度的上升到70以上,以免燙傷。5.4.6 儲(chǔ)熱水箱的布置形式(立式或臥式)和進(jìn)出水管布置,不得產(chǎn)生水流短
53、路,并應(yīng)保證箱內(nèi)具有平緩的水溫梯度,充分利用水箱的儲(chǔ)熱容積?!緱l文解釋】 承壓式儲(chǔ)熱水箱內(nèi)流速(層流或紊流)、使用的間歇性,立式和臥式安裝都會(huì)影響到水箱的有效儲(chǔ)熱容積。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮這些因素,趨利避害。一般立式水箱相比臥式水箱的溫度隨水箱高度的變化曲線(xiàn)要平緩很多,容易將水箱的容積利用得更充分。5.4.7 承壓儲(chǔ)熱水箱保溫效果必須達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),熱損系數(shù) 2W/m2·K。家用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)儲(chǔ)熱水箱熱損系數(shù)應(yīng)小于16W/m3.K。【條文解釋】 本條是對(duì)儲(chǔ)熱水箱保溫效果國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的重申。5.4.8 在開(kāi)式非承壓系統(tǒng)中,儲(chǔ)熱水箱應(yīng)設(shè)置水位計(jì)、水溫指示器、控制器及放空管等;在閉式承壓系
54、統(tǒng)中,應(yīng)設(shè)置壓力表、泄壓裝置、水溫指示器、控制器及自動(dòng)排氣閥等?!緱l文解釋】 本條所列的要求是對(duì)非承壓儲(chǔ)熱水箱的常規(guī)要求。同時(shí)要求水箱的水位和水溫變換成模擬過(guò)程量在控制系統(tǒng)中體現(xiàn)。5.4.9 太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)儲(chǔ)熱水箱的出水溫度不應(yīng)超過(guò)70,系統(tǒng)應(yīng)有保證水箱儲(chǔ)水不超溫的技術(shù)措施。【條文解釋】 任一種太陽(yáng)能熱水系統(tǒng),如果沒(méi)有設(shè)計(jì)防止儲(chǔ)熱水箱超溫的技術(shù)措施,儲(chǔ)熱水箱在夏天時(shí)很容易達(dá)到95以上。極易發(fā)生燙傷事故。整體非承壓式集熱水箱溫度難以控制,應(yīng)采用有效技術(shù)手段防止用水側(cè)出現(xiàn)超溫。5.4.10 集中集熱、分戶(hù)儲(chǔ)熱式的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)當(dāng)采用集熱系統(tǒng)非承壓、換熱系統(tǒng)承壓的形式時(shí)應(yīng)設(shè)非承壓的緩沖水箱。緩沖水箱
55、的容積可按整個(gè)換熱系統(tǒng)介質(zhì)容積的23倍計(jì)算?!緱l文解釋】 集熱系統(tǒng)不承壓,換熱系統(tǒng)承壓的集中集熱、分戶(hù)儲(chǔ)熱系統(tǒng)是近年來(lái)經(jīng)常采用的系統(tǒng)。集熱系統(tǒng)不承壓可以節(jié)約投資。這種系統(tǒng)的集熱和換熱系統(tǒng)之間應(yīng)增設(shè)非承壓的緩沖水箱。因?yàn)榫彌_水箱的存在,無(wú)需設(shè)置膨脹罐。非承壓緩沖水箱容量的計(jì)算:本著溫差越高,換熱效率越高的原則,緩沖水箱理論上越小越好。但是過(guò)分的小容量,由于系統(tǒng)高溫會(huì)個(gè)日常維護(hù)維修帶來(lái)危險(xiǎn)和不便。緩沖水箱的容量:既要滿(mǎn)足正常運(yùn)行時(shí)的循環(huán)集熱和換熱時(shí)最低水量需求,又要滿(mǎn)足夏季高溫時(shí)段,戶(hù)內(nèi)水箱均已達(dá)到溫度上限換熱系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí),集熱系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下緩沖水箱水箱溫度不能超過(guò)95的要求。5.5 輔助能源5.5.1 太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)必須配設(shè)輔助加熱裝置,可采用電、燃油、燃?xì)饣虺鞘衅渌麩嵩醋鬏o助能源。在分戶(hù)式系統(tǒng)中宜采用電或燃?xì)庾?/p>
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