太陽(yáng)能熱水計(jì)算書

1、第1頁(yè)/共7頁(yè)太陽(yáng)能熱水方案中國(guó)航空規(guī)劃建設(shè)發(fā)展有限公司2016年5月23日第1頁(yè)/共7頁(yè)目錄TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 第一節(jié)地理位置及概況1 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 第二節(jié)方案設(shè)計(jì)依據(jù)及標(biāo)準(zhǔn)1 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 第三節(jié)運(yùn)行原理及說明4 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 第四節(jié)重要項(xiàng)校核計(jì)算及說明5第五節(jié)太陽(yáng)能熱水經(jīng)濟(jì)分析錯(cuò)誤!未定義書簽。

2、第一節(jié)地理位置及概況一、地理位置：本項(xiàng)目位于北京市(北緯3948，東經(jīng)116。28)。我國(guó)是太陽(yáng)能資源十分豐富的國(guó)家，三分之二的國(guó)土年日照量在2200小時(shí)以上，年輻射總量大約每年3340-8360MJ/m?，相當(dāng)于110-250kg標(biāo)準(zhǔn)煤/m?。根據(jù)我國(guó)氣象部門測(cè)量年輻射總量的大小，一般將我國(guó)大陸部分劃為四個(gè)太陽(yáng)能輻射資源帶，即一類地區(qū)(6700Mjm2)，二類地區(qū)(5400-6700MJ/m)，三類地區(qū)(4200-5400MJ/m)，四類地區(qū)(4200MJ/m)，北京屬于上述的第二類資源帶內(nèi)，其太陽(yáng)能資源大有潛力可挖。二、項(xiàng)目概況：此項(xiàng)目總建筑面積為13.648萬(wàn)平米，地上43層、建筑面積約

3、為9.148萬(wàn)平米，地下五層、建筑面積約4.5萬(wàn)平米，為建筑高度220m的超高層5A甲級(jí)寫字樓。商業(yè)主要為寫字樓配套商業(yè)。用水情況：廚房、員工淋浴熱水設(shè)置集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)，采用太陽(yáng)能強(qiáng)制循環(huán)間接加熱系統(tǒng)(單水箱)，日供應(yīng)60C熱水7.5m3，太陽(yáng)能集熱板設(shè)在裙房屋面，集熱熱媒工質(zhì)采用防凍液。冬季運(yùn)行十分可靠，且不需要設(shè)電伴熱等耗能防凍措施。太陽(yáng)能熱水機(jī)房設(shè)在地下一層，緊鄰熱水用水點(diǎn)。供水穩(wěn)定可靠，系統(tǒng)換熱效率高。建筑給排水設(shè)計(jì)規(guī)范GB50015-2003中，表5.1.1-1規(guī)定，辦公樓最高日熱水用水定額為510L/人.班，淋浴最高日熱水用水定額為1726L/人.次，餐飲業(yè)-職工食堂最高日用水定

4、額為710L/人.次。選取設(shè)計(jì)用水定額如下：辦公樓最高日熱水用水定額為8L/A.d，淋浴最高日熱水用水定額為26L/人次，餐飲業(yè)-職工食堂最高日用水定額為7L/人.次。各部熱水用水量計(jì)算詳見表1。表1熱水用水量用水單元用水單Z、41=1用水指標(biāo)小時(shí)變化系數(shù)用水時(shí)間平均小時(shí)用水量最大小時(shí)用水量最咼日用水量熱源位數(shù)量員工淋浴300人次26L/人次123.93.97.8太陽(yáng)能熱水器餐飲廚房3500人7L/人1.5122.043.0624.5燃?xì)鉄岽未嗡餍∮?jì)-5.946.9632.3-未預(yù)見水量以上各項(xiàng)之和的10%0.590.73.23-合計(jì)-5.297.6635.53-輔助能源：當(dāng)陰雨天或者太陽(yáng)能

5、不足的時(shí)候，設(shè)計(jì)燃?xì)鉄崴髯鳛樘?yáng)能系統(tǒng)輔助熱源。第二節(jié)方案設(shè)計(jì)依據(jù)及標(biāo)準(zhǔn)一、方案設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：1、GB/T18713-2002太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝及工程驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范2、GB50015-2009建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范3、GB/T6242-2007平板型太陽(yáng)集熱器4、GB50017-2003鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范5、GB5009-2001建筑結(jié)構(gòu)載荷規(guī)范6、GB50207-2002屋面工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范7、GB50205-2001鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范8、GB50242-2002建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范9、GB50303-2002建筑電氣安裝工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范10、GB50003建筑工程

6、施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)11、GB50364-2005民用建筑太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范12、GB50345-2004屋面工程技術(shù)規(guī)范13、GB/T20095-2006太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)性能評(píng)定規(guī)范14、GB/T4271-2007太陽(yáng)能集熱器性能試驗(yàn)方法15、GB/150-1998鋼制壓力容器二、設(shè)計(jì)指標(biāo)：1、經(jīng)緯度：北京市(北緯3948，東經(jīng)116。28)2、基礎(chǔ)水溫：13C；一般自來水為地表水，地表水的供水溫度變化與大氣溫度變化基本一致，因此參照GB50015-2009(P96)表5.4.1的冷水計(jì)算溫度進(jìn)行取值?；A(chǔ)水溫取值月份123456789101112月平均第1頁(yè)/共7頁(yè)第2頁(yè)/共7頁(yè)基礎(chǔ)

7、水溫(C)444.513.119.82425.824.419.412.44.14133、太陽(yáng)輻照量：依據(jù)國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集06SS128太陽(yáng)能集中熱水系統(tǒng)選用與安裝中附錄一：主要城市各月設(shè)計(jì)用氣象參數(shù)中選用，北緯3948，東經(jīng)116。28年輻照量資料如下：就曲娜戢虢卅m12356?391011124.S-2J5卩廠制25a24.419,41沖447叮心1汕16.12610722.29722M18.701咖1&5+21?.73022飾11041111S.1551血lfi.21516,43018.68617,51015.112137092GD.fi201.5M7259.9251.62B0.B21

8、7.0227.S測(cè)229.5191.2136.7a.年平均氣溫：年平均氣溫：11.5C；b.全年日照時(shí)數(shù)：2755.5h；全年輻照量：6281.99MJ(m)年日均輻照量：17.21MJW)4、補(bǔ)償比:Is財(cái)矽116*騒聽32mji-SO-用-60-40-50-20-W1020M607D曲t905ZS皿5tJSm婭右甥曲伽眈55S辺SO61篇65%d8S71爲(wèi)商1認(rèn)71K60S61S533E7067%71%皿85怎瑚31孟71%仍5騙5073X77%81盂盯定9餛91K34?；m觸30瞬62S9同92?70%40&35586彌足鶉盂蜩aiE亞!I39需73%30S3S鮎盟89%100100X1

9、血腳9需20&DS伽&S%09%淋g桶9礙9戊輙1090Sg收對(duì)畀95S95Sg現(xiàn)giEgjE91%ill眥90S90X魄90Sgoji9QE90S9壷勰根據(jù)上表得出，角度為50。的補(bǔ)償比為97%，則輻照量為16.6937MJ/m?角度為30。的補(bǔ)償比為100%，則輻照量為17.21MJ/m三、設(shè)計(jì)指標(biāo)：1、熱水用水量：本建筑廚房、員工淋浴熱水設(shè)置集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)，采用太陽(yáng)能強(qiáng)制循環(huán)間接加熱系統(tǒng)(單水箱)，日供應(yīng)60C熱水7.5m3。2、日均用水水溫：根據(jù)貴方經(jīng)驗(yàn)和要求，設(shè)計(jì)用水水溫60C。3、集熱系統(tǒng)防垢：為防止集熱系統(tǒng)中結(jié)垢，采用硅磷晶水處理，實(shí)踐證明具有良好的防垢、溶垢、殺菌、滅藻、防腐

10、蝕、防銹水的作用。4、集熱器型號(hào)選?。翰捎眯詢r(jià)比較高的HUJ20/2.1型集熱器，單臺(tái)集熱器的集熱總面積為3.55m2o5、太陽(yáng)熱水系統(tǒng)水質(zhì)要求：由于各地的水質(zhì)情況不同，對(duì)于水質(zhì)較差的地區(qū)，使用太陽(yáng)熱水系統(tǒng)時(shí)，將嚴(yán)重影響使用效果，因此，公司要求客戶在使用太陽(yáng)熱水系統(tǒng)時(shí)，其給水水質(zhì)必須達(dá)到下列指標(biāo)（參考生活飲用水衛(wèi)生水標(biāo)準(zhǔn)），方可保證使用效果。項(xiàng)目指標(biāo)項(xiàng)目指標(biāo)總硬度（mg/L）75溶解氧（mg/L）10懸浮物（mg/L）5含油量（mg/L）7含鐵量（mg/L）0.3若用戶的水質(zhì)達(dá)不到上述的要求時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)拇胧?，使水質(zhì)滿足要求。第三節(jié)運(yùn)行原理及說明運(yùn)行原理說明：1、溫差循環(huán)：太陽(yáng)能集熱器中加入

11、媒介，每日太陽(yáng)能輻射達(dá)到一定過強(qiáng)度時(shí)，集熱器上循環(huán)口水溫T1開始上升，當(dāng)集熱器出口溫度T1與屋面集熱水溫溫度T2溫差（T1-T2N8C）時(shí)，太陽(yáng)能集熱循環(huán)泵與板換循環(huán)泵同時(shí)啟動(dòng)，通過板式換熱器對(duì)屋面集熱水箱中的水進(jìn)行過加熱，直到集熱出口溫度T2溫差（T1-T2S2C）時(shí)，停止換熱；太陽(yáng)能集熱器繼續(xù)吸收太陽(yáng)的熱量，從而進(jìn)入下一個(gè)溫差循環(huán)；如此往復(fù)，屋面集熱水箱內(nèi)的水不斷被加熱至設(shè)定溫度。2、手動(dòng)補(bǔ)液：當(dāng)集熱系統(tǒng)缺少防凍液時(shí)，采用手動(dòng)防凍液的方式補(bǔ)充防凍液。3、集熱管路防凍循環(huán):冬季當(dāng)集熱管路T3中溫度低于5C時(shí)，集熱循環(huán)泵P1開啟進(jìn)行循環(huán),將水箱內(nèi)的熱水打進(jìn)集熱器；當(dāng)集熱器管道溫度T3升高至10

12、C時(shí)，系統(tǒng)控制關(guān)閉循環(huán)泵,以防止循環(huán)管路凍堵（冬季使用）；4、定時(shí)定溫管道循環(huán)：在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)，當(dāng)用水管道溫度低于40C（可調(diào)）時(shí)，DCF2打開，啟動(dòng)水泵將管道中的冷水打入到供水水箱中，當(dāng)管道溫度達(dá)到45C（可調(diào)）時(shí)，DCF2關(guān)閉，管道循環(huán)停止。（詳細(xì)原理解釋見原理圖）第四節(jié)重要項(xiàng)校核計(jì)算及說明所用集熱器年均集熱效率計(jì)算集熱器基于總面積瞬時(shí)效率曲線方程為：ncd=0.5111.936、式中：片*=（ta）/G；t.：工質(zhì)進(jìn)口溫度，C；t=tL/3+tx2/3=13/3+60 x2/3=44（C）iiLetL：水的初始溫度，13C；te：儲(chǔ)水箱內(nèi)水的終止溫度，60C；叮環(huán)境溫度，11.5C；aG

13、：集熱器采光面上總?cè)蛰椪斩?，W/m?G=JT/(Sy3.6)=17210/(7.5x3.6)=637(W/m)；Ti*=(tita)/G=(44-11.5)/637=0.051(mC/W)ncd=0.5111.936T”=0.5111.936x0.051=0.41；經(jīng)計(jì)算集熱器年平均效率ncd=042；(1)直接系統(tǒng)集熱器集熱面積計(jì)算AQC(td-ti)fcJn(1-n)TcdL式1)式中：A直接系統(tǒng)太陽(yáng)集熱器集熱面積；c日均用水量，7500kg；儲(chǔ)水箱內(nèi)水的終止溫度（用水溫度），60C；tendC水的定壓比熱容，4.18KJ/(kg.C)；w水的初始溫度，13C；當(dāng)?shù)丶療崞魇軣崦嫔咸?yáng)能年均

14、日輻照量J=17210KJ/m；t太陽(yáng)能保證率，無(wú)量綱，選50%；集熱器的年平均集熱效率；國(guó)標(biāo)經(jīng)驗(yàn)值取0.450.55，根據(jù)我公司實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算年均cd集熱效率取0.41“L管路及儲(chǔ)水箱熱損失率，此處取0.2。經(jīng)過計(jì)算直接系統(tǒng)的集熱面積為：129.2m（2）熱交換器換熱量可按下式計(jì)算1）熱交換器換熱量的計(jì)算：Qz=ktxfxqrdxcxprx(te-tL)x1000/(3600 xSY)=1.8x50%x7.5xl03x4.18xlx(6013)/(3600 x7.5)=49.115(Kw)QZ集熱系統(tǒng)換熱量，Kw；kt太陽(yáng)能輻照度時(shí)變系數(shù)，取1.51.8；f太陽(yáng)能保證率，50%；qrd設(shè)計(jì)日用

15、熱水量，7500L/d；pr熱水密度，1000Kg/m3；te貯水箱內(nèi)水的設(shè)計(jì)溫度60C；tL水的初始溫度，13C；Sy當(dāng)?shù)氐哪昶骄咳盏娜照招r(shí)數(shù)，h。2)浮動(dòng)盤管熱交換器換熱面積的計(jì)算：AHX=CrxQz/(sxKxJti)=1.1x49.115/(0.6x3x6)=5(mJAHX間接系統(tǒng)熱交換器的換熱面積，m2;Cr集熱系統(tǒng)的熱損失系數(shù)，1.11.2；QZ集熱系統(tǒng)換熱量，Kw；結(jié)垢影響系數(shù)，0.60.8；K熱交換器傳熱系數(shù)，據(jù)廠家提供的浮動(dòng)盤管的傳熱系數(shù)為3kw/(mJC)；傳熱溫差，宜取510C；(3)間接系統(tǒng)集熱器總面積按下式計(jì)算AINU-A)LJU-A丿hxhx式中：A間接系統(tǒng)集熱器總面積，INA直接系統(tǒng)集熱器采光總面積，Ac1=129.2m；Cc1L集熱器總熱損失系數(shù)。采用真空管集熱器，國(guó)家質(zhì)檢中心檢測(cè)數(shù)據(jù)為1.961W/(mC)；U熱交換器傳熱系數(shù)，按熱交換器技術(shù)參數(shù)確定3000w/mJC；hxA間接系統(tǒng)熱交換器換熱面積，A=5m；