杭州某别墅太阳能供热系统的设计czih.docx

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1、杭州某别别墅太阳阳能供热热系统的的设计作者姓名名：王志志强专业名称称：热能能与动力力工程指导教师师：冉均均均讲师师成都理工工大学工工程技术术学院学位论文文诚信承承诺书本人慎重重承诺和和声明：1.本人人已认真真学习学学位论文文作假行行为处理理办法（中华人民共和国教育部第34号令）、成都理工大学工程技术学院学位论文作假行为处理实施细则（试行）（成理工教发201330号）文件并已知晓教育部、学院对论文作假行为处理的有关规定，知晓论文作假可能导致作假者被取消学位申请资格、注销学位证书、开除学籍甚至被追究法律责任等后果。2.本人人已认真真学习成成都理工工大学工工程技术术学院毕毕业设计计指导手手册，已已知

2、晓学学院对论论文撰写写的内容容和格式式要求。3.本人人所提交交的学位位论文（题题目：杭杭州某别别墅太阳阳能供热热系统的的设计），是是在指导导教师指指导下独独立完成成，本人人对该论论文的真真实性、原原创性负负责。若若论文按按有关程程序调查查后被认认定存在在作假行行为，本本人自行行承担相相应的后后果。承诺人（学学生签名名）： 20 年 月月 日 杭州某别墅太阳能供热系统的设计摘要太阳能是是可再生生的清洁洁能源，并且太阳能供热在建筑中很受人们的欢迎。由于太阳能供热不稳定、时常间断，使太阳能在建筑中应用存在一定的问题。太阳能和辅助热源的结合也许是一个很好的解决办法，当太阳能供热不足时，我们可以将不足部

3、分用用辅助热源作为补偿；当太阳能过剩时，我们可以用太阳能集热器将它收集起来，在我们用的时候才使用。在太阳能能供热设设计中，我我们应计算各各个房间间的热负负荷、散散热器的的的选型型、散热热器片的的组数和和布置以以及太阳阳能集热热器的选选择等等等。关键词：太阳能能 太太阳能集集热器 散热热器 AbsttracctBecaausee soolarr poowerr iss a rennewaablee, ccleaan eenerrgy, soo iss weelcoomedd byy thhe ppeopple of sollar heaatinng iin bbuilldinngs. Buut

4、ddiscconttinuuouss att tiimess unnstaablee duue tto ssolaar hheattingg, aand sollar dessignn inn arrchiiteccturre ttherre iis aa prrobllem. Coombiininng ssolaar aand eleectrricaal eenerrgy mayy bee a goood ssoluutioon, sollar heaatinng iis llow, wee wiill nott bee ennouggh eelecctriicitty tto sservv

5、e aas ccomppenssatiion forr soolarr ennerggy ssurppluss, wwe ccan usee soolarr coolleectoors to gattherr itt upp, aat aa tiime wheen wwe uusedd too usse.In tthe dessignn off soolarr heeatiing, wee shhoulld ccalcculaate thee heeat loaad iin tthe rooom rradiiatoor, raddiattor sellecttionn, cchoiice of

6、 nummberr annd aarraangeemennt oof ggrouups, ass weell as sollar colllecctorrs, andd soo onn.Key worrds ：sollar eneergyy, soolarr coolleectoor, raddiattor目录摘要IAbstractII目录III前言11 绪论21.1 论文背景及目的21.2 目前研究现状21.3 小结32 设计概况及依据42.1 项目概况42.2 设计参数42.2.1 室外气象参数42.2.2 室内设计的温度参数42.3围护结构的主要依据43 负荷计算73.1 围护结构的传热

7、系数73.2 基本耗热量的计算公式83.3 该别墅的基本耗热量计算104 散热器的选型134.1 散热器的选择原则134.2 散热器的选型134.3 散热器的布置144.4 散热器的计算145 系统方案的选取175.1 太阳能供热系统的基本要求175.2 太阳能供热系统特点175.3 系统设计方案确定186 系统主要设备选型206.1 太阳能集热器选型206.2 集热系统布置216.3 太阳能蓄热的水箱容积确定226.4 辅助热源的选择与选型237 系统水力计算247.1 水力计算步骤247.2 循环水泵的选型268 供热管道的保温288.1 管道保温的确定288.2 保温材料的选择288.3

8、 管道保温施工29总结30致谢31参考文献32附录A 别墅水平跨越式热水供暖系统管路水力计算表34附录B 别墅水平跨越式热水供暖系统管路局部阻力计算表36- IV -前言太阳能是是众所周周知的新新能源。近近年来，在在生活热热水用途途的太阳阳能集热热器的不不断增多多，就可可以证明明了太阳阳加热系系统的可可靠和成成熟。每每天全球球各地的的太阳能能热水系系统都给给我们证证明了太太阳能的的环保的的优点。受到太阳能热水系统的成功应用启发，越来越多的人们正在思考如何将太阳能用于建筑供暖中。如果能用辅助热源和太阳加热系统结合，让人们能够感受到太阳能供暖系统在建筑中的好处，这是一件让人们非常向往的事情。本文介

9、绍绍了太阳阳能供热热系统的的发展，在在建筑中中存在的的一些问问题，怎怎么去解解决他们们。重点点介绍了了在设计计过程中中，房间间的热负负荷的计计算、散散热器的的选择以以及水平平跨越式式采暖的的水力计计算等等等。1绪论1.1论论文背景景及目的的随着经济济发展和和科技进进步，世世界能源源消费量量的急剧剧增长，能能源和环环境成为为当今世世界最突出的的两大社社会问题题。人类类社会目目前消费费的能源源主要是一一些石化化能源，像这些能源，资源有限且不可再生，终究会用完。像煤、石油等传统能源，会对环境造成严重的污染。这时人们开始把他们的目光注意到哪些可再生的能源上面来，一种具有取之不尽，清洁、廉价等特点的太阳

10、能引起了人们的重视。但是由于太阳能受到天气和季节的方面的影响较大，导致了太阳能系统直接被利用受到了一些限制。随着用的人越来越多或对满足人们供热的要求越来越高，太阳能的哪些不足的地方也就越来越明显。在不同的地区和国家，太阳能辐射的时间和强度是不一样的，就连在白天和晚上太阳能运用都受到的很大的限制。白天太阳的辐射的强度很大，而遇到晚上或者阴雨天气辐射就很弱了。太阳能供热如果没有足够的辐射量，那就很难在我们需要的时候实现连续的供热了。如果我们能在太阳能系统中加入一个辅助的加热系统，那我们也许就可以解决太阳能的这个弊端了。经过人们的不断探索觉得太阳能热泵是一个不错的选择，它工作可靠，结构简单而且效率也

11、比较高。像这种工作可靠，结构简单，效率较高的辅助加热设备，将会被人们广泛的运用，因此研究并且合理利用太能能热水系统是我国能源开发与利用的重要任务1。1.2 目前研研究现状状近年来，我我国建筑筑供暖能能耗不断断下降，太太阳能热热被利用要求求越来越越高，使得我我国在这这方面的的技术不不得不提提高，不不得不加加快发展展的脚步步。在太太阳能供供热系统统中集热热器有多多种多样样，他们们集热器器的设计计各有特特点，各各不相同同，多数数的集热热器还是是由太阳阳能热利利用的企企业自主主设计、安安装的，而且大多多数设计的的者是没有建建筑设计计单位的的。在我国太太阳能开开发方面面有相关关的研究究，在全全球的能能源

12、危机机下，开开发像太太阳能这这种的新新能源越越来越受受到人们们的期待待。如何何开发并并利用太太阳能，这这是各国国科学家家都必须须先解决决的问题题。现在在的今天天，就我我们国家家而言，在在太阳能能利用的的方面已已经获得得很多的的成果。例例如：太太阳能电电池、太太阳能电电动车和和太阳能能供热等等等。但但是如何保保证冬季季夜间或或阴雨天天气太阳阳能能够够连续的的采暖，在在这方面面的研究究还有待待解决2。1.3小小结由于太阳阳能资源源很多又又环保，还是可可以再生生能源。目目前太阳阳能热泵泵系统存存在像能能源的密密度有点点低，而而且具有有随机性性和不连连贯性等等一些问问题；但但我相信信在我们们这科技时代

13、，我我们将很很快的得得到解决决，使其其理论不不断得到到完善。太阳能能技术成成为解决决我国能能源和环环境两大大重要问问题的，也也将成为为我国当当前供热热行业的的主流方方向。随着碳氢氢燃料日日渐枯竭竭，新型型能源的的技术不不断的完完善，促促使越来来越多新新型能源源被广泛泛使用，使使太阳能能为家庭庭供热也也成为可可能。2 设计计概况及及依据2.1项项目概况况该项目为为杭州市市一栋两两层的别墅，其其中有健健身房、厨厨房、接接待室、卧卧室等功功能用途途的房间间。层高高为3米，建建筑面积积约3000m2，采暖暖面积约约为2000m2。该系系统设计计的主要要内容是是建筑维维护结构构耗热量量的计算算，采暖暖系

14、统以以及热水水系统方方案的选选择与确确定，散散热器的的选择，太太阳能集集热器面面积和蓄蓄热器容容积的计计算以及及水力计计算。2.2设设计参数数2.2.1室外外气象参参数纬度：北北纬：330114， 东经：1200100；冬季大气气压力为为10338.22Pa；冬季：采采暖室外外计算温温度为=-1；最低日日平均温温度为=-6；室外平均均风速为为=2.3 m/s； 最冷月相相对湿度度：777%； 日照照率为770%。2.2.2 室室内设计计的温度参参数室内设计计的温度度参数见见表2.1表2.11 室内内设计的的参数房间功能能接待厅卧室厨房健身房室内设计计温度（）202018182.3围围护结构构的

15、主要要依据为了保证证室内人人员的热热舒适性性要求，根根据室内内空气温温度与围围护结构构内表面面的温差差要求来来确定围围护结构构的最小传热热阻。其其不同室室温下的的最小传热热阻见表2.22所示：表2.22杭州地地区不同同室内设设计温度度下的最最小传热热阻围护结构构类型冬季围护护结构室室外计算算温度的的计算公公式冬季围护护结构室室外计算算温度（）室内计算算温度为为18的最小小热阻（m2/W）室内计算算温度为为20的最小小热阻（m2/W）I-10.36640.4003II-30.40030.4441III-4.550.43310.4669在计算冬冬季围护护结构室室外计算算的温度时，当围护结结构类型型

16、不同时时，选择择的公式式也不相相同。表表中为采暖暖室外计计算温度度，为累累年最低低日平均均温度。（2-11）式中：围护护结构的的最小传传热热阻阻，m2/WW冬季季围护结结构室外外计算温温度，；采暖暖室内设设计温度度，；室内内温度与与围护结结构内表表面的温温差，这这里取66。这里将计计算的结果列列于表22.2。已知外墙墙结构如如图2.1所示，根根据公式式（2-22）和（2-33）计算算不同砖砖墙厚度度时的热热隋性指标标和实际际传热阻阻，将计计算的结结果列于于表2.4。这些砖墙墙结构的的热惰性性指标按按下列公公式计算算：（2-22）式中：各层层材料的的传热阻阻，m2/WW；各层层材料的的畜热系系数

17、，W/ m2；各层层材料的的厚度，mm；各层层材料的的导热系系数，WW/m。总结构的的传热热热阻按下下式计算算：（2-33）公式中：内内表面换换热系数数，在这这里取88.7 W/ m2；外表表面换热热系数，在在这里取取23 W/ m2。表2.33 建筑筑材料的的热物特特性建筑材料料导热系数数W/m蓄热系数数SW/m22水泥沙浆浆0.87710.779砖墙0.81110.553图2.11外墙结结构表2.4 不同同砖墙厚厚度的实实际传热热阻砖墙厚度度mm240370490总结构的的隋性指标标及类型型3.6116（IIII型）5.3006（II型）6.8666（I型）总结构的的实际传传阻m2/W0.

18、50010.66610.80093 负荷荷计算3.1围围护结构构的传热热系数表3.11 围护护结构的的参数表表结构类型型具体结构构及参数数传热系数数W/（ m2）外墙外水泥砂砂浆抹灰灰加浅色色喷浆：20mmm；砖墙：2400mm；内粉刷刷加油漆漆：200mm2外窗双层木框框透明玻璃璃窗，窗高高2m，大窗窗长2mm,小窗窗长1mm。3.011内墙240mmm普通通砖墙，两两侧有220mmm水泥砂砂浆抹面面，涂白白色外墙墙涂料1.722屋面砖红色粘粘土装饰饰瓦屋面面，瓦材材下面设设1000mm保保温层0.9二层顶棚棚水泥砂浆浆找平层层：200mm；泡沫混混泥土保保温层：1000mm；现浇钢钢筋混泥

19、泥土楼板板：700mm；麻刀灰灰抹面：20mmm0.977外门双层实木木，尺寸寸（宽高高）为11.822m。2.333内门单层实木木，尺寸寸（宽高高）为11.822m。2.911一层顶棚棚水泥砂浆浆抹面：20mmm；现浇钢钢筋混泥泥土楼板板：700mm；麻刀灰灰抹面：20mmm1.83.2 基本耗耗热量的的计算公式式在计算别别墅的热热负荷，我我们只考考虑围护护结构传传热的冷冷风渗透透和耗热量量引起的的热负荷荷计算量量，其它它的热负负荷我们们不考虑虑。（1）围围护结构构基本耗耗热量按按下式计计算：W（3-1）式中： K围护结结构的传传热系数数，W/m2；围护护结构的的面积，m2；围护护结构的的温

20、差修修正系数数；室内内空气计计算温度度, ；室外外供暖计计算温度度, 。不供供暖房间间或空间间的空气气温度,。暖通规规范规规定：不不同的朝朝向，选选用不同同的修正正率。如如表3.2所示：表3.22 朝向向修正率率朝向东、西南东南、西西南北、东北北、西北修正率-5%-15%-330%-10%-115%0%-10%风力附加加是考虑虑室外的的风速对对维护结结构影响响的修正正。而我国的很很多的地地方的冬冬季的室外平均均风速为为233m/ss。因此，在在暖通通规范中明确的规定：在这种情况下，一般不考虑风力附加。高度附加加的耗热量量是考虑虑房间的的高度对对维护结结构耗热热量的影影响而附附加的耗耗热量3。由

21、暖通通规范规规定可知知，该别别墅不考考虑高度度附加。所以该建建筑的外外部维护结结构的总总耗热量量为：（3-33）式中：外部部围护结结构的基基本耗热热量；外部部围墙结结构的附附加耗热热量。（2）冷冷风渗透透耗热量量的计算公式式为：W（3-4）式中：经过过门和窗隙入入室内的的总空气气量，mm3/h；室外外计算温温度下的的空气密密度，kkg/mm3；冷空空气的定定压比热热，在这里取1kJ/（kg.）；室内内空气计计算温度度, ；室外外供暖计计算温度度, 。冷风渗透透耗热量量公式中中V的确定定：V=Lllnm2/h（3-55）l外外门和窗缝隙隙长度，m；L每每米门和和窗缝隙隙的基准准渗风量,见表3.3

22、，m3/（hm）；n渗渗透空气气量的朝朝向修正正系数。表3.33 每米米门、窗窗缝隙渗渗入的空空气量LLm3/（mhh）门窗类型型冬季室外外平均风风速（mm/s）23双层木窗窗1.42.2在确定门门、窗缝隙隙渗入空空气量VV后，冷冷风渗透透耗热量量，就可以按下列公公式计算算=0.2278WW （3-66）（3）冷冷风侵入入耗热量量按下式式计算：（3-77）式中：NN冷冷风侵入入的外门门附加率率，按表表3.4采用；外门门的基本本耗热量量，W。外门布置置状况附加率一道门65n%两道门（有有门斗）80n%三道门（有有点个门斗）60n%公共建筑筑和生产产厂房的的主要出出入口500nn%表3.44 外门

23、门附加率率N值注：n建筑筑物的楼楼层数3.3该该别墅的的基本耗耗热量计计算这里我们们以该别别墅的厨厨房（1102）为例，进进行该房房间的基基本耗热热量计算算，厨房房（2001）房房间见图图纸。厨房（1102）供热设设计热负负荷计算算步骤：1.围护护结构传传热耗热热量的计计算：围护结构构传热耗耗热量的的计算全全部列入入表3.5中，其其围护结结构总传传热耗热热量=3399+7000+2118+1158+97+1355+1770+22=18879 W2.冷风风渗透耗耗热量的的计算：该别墅厨厨房（1102），因因为有相相邻的两两面外墙墙，所以以其门、窗窗缝隙的的计算长长度全部部计入门门、窗的的可开启启

24、部分的的缝隙长长度，即即l=122+100=222 m。在杭州市市冬季室室外的平平均风速速vpj =22.3 m/ss下，由由表3.3可得，双双层木窗窗的每米米缝隙的的冷风渗渗透量LL=1.64 m3/（hm）。所所以总的的冷风渗渗透量VV为：V = Lln=1.642221=36.08 m3/h冷风渗透透耗热量量=0.2278=0.2278336.00811.2998118-（-1） = 2447 WW表3.55 1002房间间的围护护结构传传热耗热热量房间编号号房间名称称围护结构构传热系数数室内计算算温度供暖室外外计算温温度室内外计计算温度度差温差修正正系数基本耗热热量耗热量修修正围护结构

25、构耗热量量朝向风向修正值修正后热热量高度名称及方方向面积Ktnt/wtn- t/wQ/1jxcnxf1+xccn+ xfQxgQ1/m2W/（m2）W%W%W102厨房北墙10.55218-1191399001003990399西墙19.442737-595700700西窗43.011229-595218218南墙4.92186-1585158158南窗23.011114-15859797南门3.62.333159-1585135135地面一190.4771700100170170地面二0.40.23320100223.外门门冷风侵侵入耗热热量的计计算外门冷风风侵入耗耗热量的的计算,由于该该门

26、的开开启时间间不长。则：=0.66511599=1003 WW4.厨房房（1002）设计热热负荷总总计为（按按十位数数汇总）= +=18779+2247+1033=22230 WW该别墅的的其他房房间用面面积指标标法进行行概算，其其公式为为：kW式中：建筑筑物的供供暖设计计热负荷荷，kWW；F建建筑物的的建筑面面积，mm2；建筑筑物的供供暖面积积指标，W/m2，它表示每1m2建筑面积的供暖热负荷。通过查找找热网网规范4，可得出杭州市的建筑物供暖面积指标=40 W/m2。该别墅的其他房间的供暖设计热负荷列入表3.6中。房间编号号房间名称称房间面积积（m2）热负荷（W）101接待室57228002

27、01客卧17680202主卧3313200203客卧19760204健身房22880表3.66 其他他房间的的供暖设设计热负负荷该别墅房房间总的的供暖热热负荷为为：=22330+222800+6880+113200+7660+8880=81550 WW =88.155 kWW4 散热热器的选选型4.1散散热器的的选择原原则散热器是是最常见见的一种种散热设设备，对对散热器器的设计计要求主主要有以以下几方面面5：1. 散散热器在在成本方面的要要求，散散热器单单位时间间向房间间释放的的热量越越多，用用的金属属材料越越少，且且用的成成本越少少，这样样它的经经济效果果就越好好。2. 散散热器在在热工性性

28、能方面面的要求求，如果果散热器器的传热热系数越越大，那那么它的的热工性性能就越越强，我我们可以以增大散散热器的的散热面面积，增增大散热热器的辐辐射强度度和加快快散热器器周围的的空气速速度等方法来来提高散散热器的的热工性性能。3. 散散热器在在卫生和和美观方方面的要要求，不不仅要让让散热器器方便清清扫上面面的积灰灰，而且且还不能能影响散散热器的的美观。4. 散散热器在在工艺方方面和安安装使用用方面的要要求，散散热器应应该便于于安装，且且占用房房间和空空间的面面积要小小，并且且它能承承载在使使用过程程中的机机械强度度，也要要方便厂厂家能够够大批量量的生产产。5. 散散热器在在使用年限限方面的的要求

29、，散散热器应应该不容容易损害害，且具具有耐腐腐蚀性，使使用年限限越长越越好。在散热器器的选取取方面，我我们优先先考虑铸铸铁型的的散热器器。因为为它结构构简单，防防腐蚀性性好，并且且使用年年限很长长以及它它的热稳稳定性较较好等一些些优点。在在这设计计中，我我们选用用M1332型散热器器。这种种散热器器金属热热强度及及传热系系数高，外外形也好好看，清清除积灰灰也比较较容易，容容易组成成所需的的面积，安装也方便。4.2散散热器的的选型散热器在在设计中中应该具具有耐用用性和经经济性，本本工程选选用铸铁铁柱型M1132散散热器，其具体性能及参数见表4.1。表4.11散热器器性能参参数型号散热面积积水容量

30、重量工作压力力传热系数数KM1322型0.244m21.322L/片7kg0.5MMPaK=2.42664.3 散热器器的布置置背部与墙墙面间距距不小于于25mmm，顶顶部与窗窗台板之之间的距距离不小小于500mm，底部距距地面之之间的距距离不小小于600mm，一般为1500mm。散热器器在布置置的过程程中，应应该满足足以下的的一些规规范66：1. 散散热器在在安装过过程中，一一般安装装在外面面墙体的的窗子下下面。这这样可以以通过散散热器热热空气的的对流改改善窗子子的冷辐辐射和冷冷空气对对流对房房间的供供热影响响，使房房间暖和和一些。2. 为为了减少少散热器器的散热热损失，散散热器一一般都不不

31、在外面面作其它它的装饰饰，除非非有明确确的要求求说明时，那就就特殊的的处理。3. 两两道外门门之间禁禁止设置置散热器器，主要要是为了防止止散热器器被冻裂裂。4. 在在楼梯间间布置散散热器时时，应布布置在底底层，主主要是为为了热气气上升使使房间更更加暖和和些。5. 同同一个房间的的散热器器可以串串连，但但是串联联的管径径的的大小必必须一样样，这样样主要是是为了散散热器管管道中的的水能够够顺利的的流出。像像厕所、浴浴室等一一些辅助助性的房房间，我我们可以以让它与与较近的的一些供热热房间串串联供热热。6. 铸铸铁散热热器M1132型型的组装装片数一一般不易易超过220片。4.4 散热器器的计算算散热

32、器的的散热面面积F按下式式计算： m2（4-11）式中：QQ一组组散热器器的散热热量，WW；散热热器内热热媒平均均温度；散热热器组安安装片数数的修正系系数；散热热器连接接形式的的修正系系数；散热热器安装装形式的的修正系系数。该建筑供供暖的供供回水温温度分别别为500/300,散热器器内热媒媒的平均均温度为为：（）/2（50030）/240（4-22）式中：散热热器进水水温度，；散热热器出水水温度，。这里我们们以该别别墅厨房房（1002）为为例进行行散热片片的计算算。已知：厨厨房（1102）设设计热负负荷Q=22330 WW ，=（50+30）/2=40，=188，=-=400-188=222。

33、由表4-1可知知，M1132型型的散热器器:K=2.4266=2.4266220.2866=5.87 W/（m2）修正系数数：先假假定=11.100；查找找可得：=1.0；=1.02=199.377m2M1322型散热热器片数数为：nn/=F/ff=199.377/0.24=80.71片片81片查供热热工程7，当散散热片nn200时，=11.100；与前面面的假设设一致，即即：实际所需需的散热热器的面面积F=F/=19.37mm2实际采用用片数nn为：n=80.711片取整数，应应采用MM1322型散热热器811片。该别墅所所有房间间的散热热片数的的计算结果果，见表4.2。表4.22别墅采采暖

34、散热热器片数数计算表表房间编号房间名称设计温度度平均温度度散热器组组数散热器片片数片数修正正系数修正后散散热器片片数房间负荷W 101接待厅20405931.09322800102厨房185811.08122300201客卧202281.028680202主卧203541.05413200203客卧202311.031760204健身房182321.0328805 系统统方案的的选取5.1太太阳能供供热系统统的基本本要求（1）系系统必须须全部灌灌满水，主主要是保保证系统统在密闭闭的环境境下进行行。因此此，在系系统的最最高处要要设一个个水箱（一一般为开开口式的的），也也是防止止管道中中的水受受热

35、而流流出来，这这个水箱箱叫做高高位膨胀胀水箱。现在在系统设计中一般采用低位（落地）隔膜式膨胀罐，这主要是为了与空气隔绝，减少空气中的氧进入管道中。采暖系统管道中的热水是密闭的，这样对散热器的工作非常有好处。在封闭式的系统中，系统的总阻力跟水泵的扬程有关，跟系统的高度没什么关系。在暖通设计规范中规定，为了控制整个系统的静水压力，当建筑物采暖系统的高度超过50m时应该在竖向设立分区。（2）必必须保证证有足够够的循环环水量采暖系统统的总循循环水量量（G），等于建建筑物的的总采暖暖热负荷荷除以供供水温度度减去回回水温度度的差，即即G=0.86 kg/h；式中：GG系统统的循环环水量，kg/h；系统统各

36、采暖暖房间热热负荷的的累积值值，W；、分分别为系系统供、回回的水温； 0.886换算系系数。按照同样样的计算算方法，可可以计算算一个房房间或着一组散散热器所所需的循循环水量量。5.2太太阳能供供热系统统特点太阳能系系统的集集热不均均匀性，其其主要的的影响因因素有三三个方面面：一是是季节的的变化，不同的季节太阳的辐射是不一样的，例如：在冬季太阳的辐射是最小的，夏季辐射是最大的；二是天气的变化，即使在同一个季节不同的天气状况，太阳的辐射强度也不一样；三是即使在同一天太阳的辐射也不一样，白天有太阳的辐射，晚上没有太阳的辐射8。太阳能系系统集热热不均匀匀，使的的太阳能能系统的的热水供供应也就就不稳定定

37、，夏天天供热水水的水温温高，冬冬天供热热水的水水温低；有太阳阳时供热热水的水水温高，没有有太阳时时供热水水的水温温低；天天亮时供供热水的的水温高高，傍晚晚供热水水的水温温低等一些些特点。采暖系统统的运行行也不均均匀，在在冷的时时候我们们才供暖暖，系统统才运行行；天气气热的时时候就不不用供暖暖，自然然系统也也就不用用运行了了。系统统在运行行时，随随着天气气温度的的降低，系系统供的的热水温温度也就就会逐渐渐增大。此此外，对对于一天天连续采采暖的系系统，提提供热水水的温度度基本是是不会变变化；对对于一天天间断式式采暖的的系统，提提供热水水的温度度变化很很大。5.3系系统设计计方案确确定对于这个个工程

38、我我们只需需要设计计一个小小型的供供暖系统统就可以以了。选选用太阳阳能加热热泵热水水的系统，在在楼顶装装饰构架架上的集热器器我们的的集中布布置，并并给它配上自己己可以实实现进水水或加热热的一些些辅助控控制装置置。太阳能集集热器用用来采集集热量并并且加热热管道中中的水，另外在在系统外外配备的的一个辅辅助加热热的热泵泵。当太太阳能加加热的水水温不足足时，辅辅助加热热的热泵泵自动开开始工作作，使水水温满足足人们的的需求；同时也也确保了了该系统统都有人人们所需需要的热热水99。当太阳能能的辐射射充足时时，建筑筑物的全全部热负负荷由太太阳能系系统提供供，并把把多余的的热量储储存在蓄蓄热器中中，以备备太阳

39、能能供热不不足时使使用；如果遇遇到太阳阳辐射不不强的天天气时，太太阳能供供热就不不能满足足该建筑筑物全部部的需求求，这时时热泵就就开始工工作，使使水温达达到人们们所需要要的温度度。该系统的的自动控控制装置置，是由由一般有有两组测测量温度度的电偶偶和其控控制作用用的仪器器组成。一组电偶和控制仪器相连控制着水泵，当房间的温度低于设计的温度时，这时热泵就自动开始工作，直到房间的温度达到设计温度的要求，热泵才会停止工作。另一组电偶和控制仪器相连控制着热泵的开关。使用者可以根据自己需要自由的设计水温。整体的太阳能供热系统原理见图5.1，是其它部件以及自动控制器没有表示出来。图5.11 太阳阳能热泵泵联合

40、供供暖系统统图最后综合合考虑到到本工程程的实际际规模、材材料的节节俭和施施工的方方便等存在的的因素，本本工程最后后决定采采用太阳阳能+热泵机机组的水平跨跨越式系系统热水水供热。本工程程设计的供、回水温温度分别别为50、30，最后后根据建建筑的实实际情况况，分布水平平管和跨跨越管，把散散热器分分别分配配到每个个房间中中。详细细的情况况请见图图纸。6 系统统主要设设备选型型6.1 太阳能能集热器器选型由国家对对排水设设计的相关规规定可知知，系统供供热水温温度设计计成500，一般般情况下下水的温度是15，太太阳能系系统的热水我们们按50设设计110，所以太阳阳能集热热系统热热水升高高的温度度为：T=

41、500-155=35。该别别墅有66人居住住，假设设50的热水每每人每一一天用1100kkg，及6个人一一共需要要50的的热水量量为：661000=6000kg。6个人每每小时用用的热水量量为：660024 =255kg/h ；每一天用用水的高高峰期约约为4小时，则则6个人在在高峰期用水量量为2554=1000kg ；所以6个个人在高高峰期用的热水量为：10006=6000kg ；该别墅采采暖循环环所需循循环水量量为G，由公公式：G=0.86（6-11）则采暖用用水量GG0.88681550/（50-330）=3500kg/h。则太阳能能热水系系统热水水负荷225（50-155）/0.86=1

42、0177W；太阳能采采暖系统统热水负负荷3550（50-300）/0.86=81550W；因此太阳阳能热水水系统负负荷为110177+81150=91667W9.22 kWW；TMQRRZ188-188P型能能量输出出值：00.955kW/组，则则太阳能能集热面积积为3.00 m2/组；本太阳能能热水系系统需要要TMQQRZ118-118P型型的全真空空玻璃热热管集热热器111：9.2/0.995100组其该集热热面积为为30m2，则需需要蓄能能式热管管真空管管（58818000mmm）3000支，其其中南北北屋顶面面各水平平装置的集热器器5组。其所所选太阳阳能集热热器的性能参参数见表6.11

43、：表6-11 蓄能能式热管管真空管管集热器器性能参参数产品型号号TMQRRZ188-188P/33.0/5818000外形尺寸寸（mmm）16500200001088集热器件件玻璃真空空集热管管规格数量量58118000188支蓄能材料料无鸣蓄能能固体粉粉末传热器件件14铜管管水平热热管冷凝凝端144655集热面积积3.0承压能力力（kgg/cmm）6能量输出出值日太阳辐辐射量（杭杭州）17MMJ/mm2热水补偿偿速度杭州地区区参考值值：300L/hh，t=335集管材料料38铜管管外壳材料料茶色彩涂涂铝板自重（kkg）108保温材料料35mmm高密度度聚氨酯酯6.2集集热系统统布置由建筑物物的结构构可知，标标准TMMQRZZ18-18PP型的集热器器5组摆放于于别墅南面面屋顶，集集热管南南北朝向向，这就就和屋顶顶面同坡坡，集热热器采用用串联连接接；水平平TMQQRZ118-118P型型的集热器器5组摆放于于别墅的的北面屋屋顶，集集热管沿沿东西水水平方向向放置，北北屋顶的的集热器器和南屋顶的的集热器器的连接接方式一一样。楼楼梯间顶顶层梁柱柱结构平平台上。对于集热循环管，我们这里用热镀锌管并且暗装12