居住建筑太阳能热水系统设计规范.doc

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1、居住建筑太阳能热水系统设计规范1.1 一般规定1.1.1 居住建筑太阳能集热器，应根据各种集热器的技术经济性能确定采用平板型集热器、真空管集热器或其它先进适用的集热器。1.1.2 采用太阳能热水器供热水的居住建筑，应根据建筑类型及室内给水系统的条件，经综合技术分析选择太阳能热水系统的类型。1.1.3 安装在建筑物屋面、墙面、阳台和其它部位的太阳能集热器、支架及连接管线，应预设预埋固定件和套管。1.1.4 太阳能热水系统的垂直管线不应明敷在建筑外墙上，严禁敷设在建筑物的风道内。1.2 集热器1.2.1 集热器的最佳安装方位应朝向正南或正南偏西，若受条件限制时，其偏差允许范围宜在正南15以内。1.

2、2.2 集热器的安装倾角，应根据热水的使用季节和地理纬度确定：1. 偏重考虑春、夏、秋三季使用效果时= （1.2.2-1）2. 偏重考虑夏季使用效果时=-(010) （1.2.2-2）3. 偏重考虑冬季使用效果时=+（010） （1.2.2-3）式中 太阳能集热器的安装倾角（） 集热器安装地的地理纬度（）。1.2.3 集热器排间距以及集热器与前侧遮光物的距离：集热器的布置应避开建筑物的遮挡，建筑物的阴影长度即集热器距遮光物的水平最小净距（或集热器排间距），可按下式计算： D=Hcot Xs （1.2.3-1）式中D集热器距离遮光物或前后排间的水平最小净距（m）； H遮光物最高点与集热器采光面最

3、低点之间的垂直高差（m）； Xs建筑物所在地冬至日上午10时的太阳高度角（全年性使用）()。1.2.4 集中式的太阳能集热器可通过并联、串联或串并联相结合的方式连接成集热器组。集热器组的串联和并联的管路布置应通过计算确定。1.2.5 集中式的太阳能集热器阵列，应采用强制循环方式或定温放水的非循环方式。1.2.6 集热器总面积：直接加热系统太阳能集热器需要安装的总面积可根据用户每日的用水量和热水温度要求以及当地太阳辐照量计算，按下式确定：（1.2.6-1）式中 Ac直接加热系统集热器总面积，m2； Qw日均热水用水量，L（可按最高日用水量的下限取值）； Cw水的定压比热容，4.187kJ/kg；

4、 tend储水箱内水的终止温度，； ti水的初始温度，（与JT取值相同月份的冷水平均温度）； f太阳能保证率，无量纲（0.40.8）； 根据系统使用期内的太阳辐照量、系统的经济性及用户要求等因素综合考虑后确定。 水的密度， 1.0kg / L ； JT当地春分、秋分所在月（春、秋季使用）或冬至所在月（冬季使用）集热器采光面上月均日辐照量， kJ/m2d； cd集热器全日集热效率，无量纲； 根据国家标准取值0.46 0.55。 L管路及储水箱热损失率，无量纲； 根据经验取值0.2 0.25。 间接加热系统太阳能集热器采光总面积的计算也可根据国际上通用f-chart软件或类似的软件进行计算。间接系

5、统集热器总面积： （1.2.6-2）式中 Ain间接加热系统的太阳能集热器总面积，m2； Ac直接加热系统太阳能集热器总面积，m2； Fhx换热器的换热因子，无量纲（按制造厂家的数据确定）。1.3 储热水箱1.3.1 集中热水供应系统的储热水箱容积应根据热水用水小时变化曲线及太阳能集热器的供热能力，综合考虑辅助加热装置加热时段和能力等多种因素经计算后确定。1.3.2 分户式太阳能热水系统储热水箱容积可按下列经验公式确定：V= (5070) A（1.3.2-1）式中 V储热器有效容积，L； A集热器的集热面积，m2（直接加热系统为Ac，间接加热系统为Ain）。注：部分无法按第1.3.1条计算的集

6、中式系统可参照本公式计算。1.3.3 储热水箱在闭式强制循环系统中必须承压，其承压能力应经计算确定。1.3.4 储热水箱材质、衬里材料和内壁涂料，应确保水质在可能出现的运行温度下符合现行的生活饮用水水质标准的要求和安全要求。1.3.5 储热水箱的布置形式（立式或卧式）和进出水管布置，不得产生水流短路，并应保证箱内具有平缓的水温梯度，充分利用水箱的储热容积。1.3.6 储热水箱保温效果必须达到国家标准，热损系数 2W/m2K。1.3.7 在开式非承压系统中，储热水箱应设置水位计、水温指示器、控制器及放空管等；在闭式承压系统中，应设置压力表、泄压装置、水温指示器、控制器及自动排气阀等。1.4 辅助

7、能源1.4.1 太阳能热水系统必须配设辅助加热装置，可采用电、燃油、燃气或城市其他热源作辅助能源。在分户式系统中宜采用电或燃气作为辅助能源。1.4.2 为保证太阳能热水系统全天候正常运行，辅助能源的加热能力配备应按不计太阳能集热器供热能力的常规热水系统计算，具体选型应根据现行国家标准建筑给水排水设计规范（GB50015-2003）中第5章的有关条款执行。1.4.3 辅助能源可直接加热，也可通过热交换器间接加热储热水箱中的水。1.4.3 当采用燃油、燃气作为辅助加热的手段时，应按相关的专业规范采取防火、防油、防气污染的技术措施。1.5 热交换器1.5.1 太阳能集热器收集的热量，可以直接加热储热

8、水箱中的水，也可以通过热交换器间接加热储热水箱中的水。1.5.2 采用热交换器间接加热生活热水的系统适用于原水水质易于在集热器盘管或流道中结垢的高硬度水，同时适用于暴露在室外的集热器具有较高防冻要求的地区。1.5.3 在利用热交换器间接加热的太阳能热水系统中，热交换器换热不应明显降低集热器效率。当集热器的太阳能收益达到可能的最大值时，热交换器导致的集热器效率降低不应超过10%。1.6 集热循环泵1.1.1 分离式太阳能热水系统中，在自然循环不能保证集热效益的前提下必须设置循环水泵。1.1.2 集热循环泵的流量应根据太阳能集热器的面积大小确定，并可按下式计算：qx=(0.010.02) A （1

9、.1.2-1）式中 qx集热循环泵流量，（L/s）； A集热器总面积，（m2）（直接加热系统为Ac，间接加热系统为Ain）。1.1.3 大型的集中式太阳能热水系统的集热循环泵流量应根据集热器及相关管路的容积和集热循环泵一次运行历时确定：qx= Vx / Tx （1.1.3-1）式中 Vx集热器及相关管路的容积（L）；Tx集热循环泵一次运行历时（s）。1.1.4 集热循环泵的扬程根据克服集热系统最大水头损失计算确定。1.1.5 集热循环泵的启闭，应按太阳能集热器上部的水温与储热水箱下部水温温差实施控制。控制启闭的温差宜采用高于15时启泵，低于5时停泵。1.1.6 集热循环泵宜靠近储热水箱设置，不

10、应与有安静要求的卧室、书房等房间贴邻安装。水泵应采用低噪音机组并有防噪音措施。1.1.7 集热循环泵的吸水管上应设阀门，出水管上应设阀门、止回阀及压力表。1.7 管路设计1.7.1 太阳能热水系统中的热水供回水管道应按建筑给水排水设计规范（GB50015-2003）中的有关条款执行。在间接加热系统中，集热循环管作为热媒管道应符合热媒流体的压力及材质要求。1.7.2 太阳能热水系统的管道设计时应有可靠的防冻、防超温、超压措施。1.7.3 集热管线的设计应尽量短捷，减小热损。在计算集热器总面积、辅助加热功率及储热水箱容积时应考虑集热循环水管及热水供回水管的热损失。1.7.4 选择太阳能热水系统时，

11、应对管路系统的热损耗量和控制系统的简便性、可靠性、系统投资总额以及技术经济性能进行综合比较后确定。1.7.5 在闭式循环系统中，应设置压力式膨胀罐或泄压阀。1. 日用热水量小于等于10m3的热水供应系统可采用泄压阀泄压的措施；2. 日用热水量大于10m3的热水供应系统应设置压力式膨胀罐。膨胀罐总容积按建筑给水排水设计规范（GB50015-2003）中第5.4.21式计算。1.7.6 太阳能热水系统的冷水进水管上应有可靠的防止倒流措施。1.8 运行控制设计1.8.1 太阳能集热系统、辅助加热系统和热水供回水系统应采用全自动控制操作方式。1.8.2 辅助加热设备应根据储热水箱的温度及热水供水温度之

12、间设定的温差，按用户需要实行分时、定温或变温自动控制。1.8.3 集中热水供应系统和分户热水供应系统的用水量较大者应设保温循环系统。保温循环泵的启闭视系统的大小、用水温度的要求，采用定时定温循环或连续循环。1.8.4 太阳能热水系统的控制器应具备如下智能化管理功能：1. 显示集热系统循环泵的工作状况，控制集热循环泵的启闭，并反馈信息；2. 显示储热水箱的热水温度，并反馈信息；3. 在非承压式系统中显示储热水箱的水位；4. 对辅助加热设备按设定程序进行启、停控制，并显示反馈信息；5. 在集中热水供应系统中应记录瞬间热水用水量、温度压力及其变化曲线（用水量、温度及供水压力变化曲线图）。1.9 电气及防雷设计1.9.1 电气设计应满足太阳能热水系统用电负荷和运行安装要求。1.9.2 系统应设专用供电回路，回路有漏电保护措施，保护动作电流值不得超过30mA。1.9.3 除分户式系统外，电辅助加热的供电回路应有计量装置，PE线有可靠接地。1.9.4 系统电气控制线路应穿管暗敷，或在管道井中敷设。1.9.5 如太阳能热水系统不处于建筑物上避雷系统的保护中，应按照国家现行标准建筑物防雷设计规范（GB50057-942000版）的要求增设避雷设施。