太阳能热水设计方案.pdf

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1、设计方案 第一部分 技术方案 一、工程概况 工程位置：河北省廊坊市富士康公寓楼（一期）工程概况：富士康公寓楼（一期）太阳能热水工程（三个相同公寓）1#、1-1#公寓楼日需洗浴热水 200 吨 2#、2-2#公寓楼日需洗浴热水 200 吨 3#、3-3#公寓楼日需洗浴热水 200 吨 二、设计要求 1、系统产水量：太阳能热水系统为 1#、2#、3#公寓楼提供洗浴热水均为200 吨，每个公寓楼设四个系统。2、产水温度：保证出水温度 45以上。3、供水方式：全年四季使用，全天候（或定时）供水。4、集热器类型：全玻璃太阳能真空集热管集热器。5、辅助热源：电力。6、工程内容：太阳能热水系统采购及安装计。

2、三、设计依据（一）、设计规范引用标准 1、GB/T18713-2002太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范 2、GB50015-2003 建筑给水排水设计规范 3、GB/T17581-1998真空管太阳集热器 4、GB50017-2003 钢结构设计规范 5、GB50009-2001 建筑结构荷载规范 6、GB4272-92 设备及管道保温技术通则 7、GB4706.1-2005 家用和类似用途电器的安全通用要求 8、JB4088-1999日用管状电热组件 9、室内用热水、热力供应设计规范 10、GB50303-2002 建筑电气工程施工质量验收规范 11、GB50258-1996 电气

3、装置安装工程 1KV及以下配线工程施工及验收规范 12、GB50207-1994 屋面工程技术规范 13、GBJ242-82采暖与卫生工程施工及验收规范 14、JBJ242-92民用建筑电气设计规范 15、GBJ93-86工业自动化仪表工程施工及验收规范 16、GB/T10800-89隔热用聚氨酯泡沫塑料 17、GB/T12464.1-1998焊接质量要求、金属材料熔化焊 18、NY/514-2002家用太阳热水器储水箱 19、GB/T18708-2002家用太阳热水系统热性能试验方式 20、NY/T343-1998家用太阳热水器技术条件 21、NY/T6510-2002家用太阳热水系统安装、

4、运行维护技术规范 22、NY/T513-2002家用太阳热水器电辅助热源 23、GB/T50364-2005民用建筑太阳能热水系统应用技术规范 24、GB/T123936-1991太阳能热水用术语 25、01SS105常用小型仪表及特种阀门选用安装 26、GB5749 85 生活饮用水水质标准（二）、自然条件 工程所在地位于河北省廊坊市，地理位置属太阳能资源较丰富地区，太阳能年辐射总量为 5700MJ（兆焦）/m2左右，晴天年平均日照时数为 2800 小时以上，日照率 50-70%，具有良好的太阳能资源优势。华北地区太阳能月积累辐射量（单位：MJ/）（三）、“”牌太阳能集热器基本参数 1、集热

5、器的技术参数 序号 名 称 技术参数 序号 名 称 技术参数 1 真空管结构尺寸=47mmL=1500mm 6 真空管热性能 吸收率92%，发射6%热效率51%2 真空管支数 56 支 7 集热器结构尺寸 31402040165 3 采光面积 64 8 单组日产热水量 420L-430L 4 运行负荷（含支架）41/9 真空管置向 横向 5 单只管日产水量 7.5 L 2、真空管的技术参数、采用干涉膜工艺,吸收比92%，散射率6%。、空晒性能参数 Y254m2/KW 、平均热损失0.52W/m2、真空度低于 5.010-3Pa/KW、闷晒太阳辐照量4.7MJ/、材质为高硼硅 3.3 玻璃,、材

6、质为 3.3 高硼硅玻璃。、抗直径 25mm以下冰雹正面冲击。、保证真空管 15 年的使用寿命。（四）、该单位应提供的基本条件 1.楼顶可供采光面积：满足使用。2.水源：满足使用（压力不低于 2.4Mpa）。3.电源：电负载容量每栋楼不低于 300kw。4.辅助热源：利用电辅助加热。三、设计理念（一）采用整合设计原则，从项目立项到施工设计的整个过程，综合考虑用户的建筑物、使用工况、集热器规格及性能参数、系统配置及运行方式、使用和维修、节能与安全、经济效益等因素，均应符合工程系统的设计原则，以“客户满意”为目标。（二）综合考虑现有建筑的使用工况、集热器技术参数、系统配置、运行方式、使用与维修维护

7、等因素，最大限度符合太阳能建筑一体化的设计原则。（三）力求使太阳能与常规能源最佳组合，充分利用太阳能，千方百计降低运行成本，努力实现节能减排之目的。（四）系统设计的先进行、可靠性、耐久性等综合考虑，为甲方提供一套可靠的太阳能热水系统洗浴设施，较好的经济效益和社会效益，为客户在环保、节能、文明用水、洗浴档次等方面提供一套可靠的硬件设施。四、太阳能热水系统设计 本工程类型为“集中式太阳能热水系统”，主要特点是：集中集热，集中使用，恒压供水，全天开放。整体系统内容主要有以下七部分组成：1、集热器部分 2、储热水箱部分 3、辅助加热部分 4、机泵管道循环部分 5、水处理部分 6、供水部分 7、智能化控

8、制部分（一）、集热器部分 1、热负荷确定依据公式：Q=M(t2-t1)C（MJ）式中：Q日需热量（MJ）M 日用水量（）t2热水终止温度（）t1冷水初始温度（）C水的比热容 Q=200000kg(45-15)4.187=25122MJ 2、集热面积确定 太阳能热水系统的产水量与太阳辐照强度和日照时间及集热热器采光面积密切相关，一年四季变化很大。因此本方案按年平均太阳能辐射量进行设计。据资料查得邢台市秋分日太阳辐射量为 16.0MJ/2m，太阳能集热器效率为 51%。集热面积依据公式：式中：CA直接系统集热器采光面积（2m）wQ日均用水量（Kg）wC水的比热()endt储水箱内水的终止温度，45

9、 it储水箱内水的初始温度，15 tJ当地集热器秋分日太阳能辐照量，16.0KJ/f太阳能保证率，70%cd集热器全日集热效率，取值为 0.51 L管路及储水箱热损失率，0.25 计算所得 1#、2#、3#楼系统集热面积均为：AC=2873；3、集热器选型及铺设安装 该系统拟选用本公司生产的“”牌太阳能集热器。主要有真空管、联集箱、支架三部分组成：（1）、真空管：真空管是太阳热利用的核心技术元件，其质量的优劣直接影响到集热效率的高低。该工程所用真空管全部采用本公司生产的“三高”真空管，其工艺选用铜-氮-铝溅射镀膜技术，在吸热管表面沉积高温选择性太阳能吸收膜，使太阳能吸收率比国家标准提高了3 个

10、百分点，由 49%提高到 51%；发射率降低了 1 个百分点，由 6%降低到 5%。由此被誉为“三高”真空管，即高热效、耐高寒、抗高晒。30 冰雹砸不坏，零下 30冻不裂，空晒 3 年不脱膜，综合性能达到国内一流水平。“三高”真空管（2）、联集箱：有三部分组成。内胆选用 SUS304/2B 进口不锈钢板材，高频氩弧焊接，厚度为 0.6；外壳采用 0.6 热镀锌板拉铆成型；保温层为 50 聚氨酯整体高压发泡成型，闭孔率达到 97%，保温性能良好。联集箱（3）、支架：太阳能热水系统支架及材料采用 4#角钢，除锈刷防锈漆、银粉漆双层防腐处理。焊接符合国标（钢结构工程施工质量验收规范）GB50205要

11、求。支架安装时在不影响承载力的情况下选择有利于排水的方式放置，在由于结构或其他原因造成不易排水时，采取合理的排水方式确保排水畅通。焊缝外形均匀，焊缝与焊缝与钢材过渡平滑，焊渣与飞溅物及时清除干净。支架角度排间距严格按设计放置，前后排相互连接为一个整体，前排预后排的支架与建筑物可靠固定满足抗风要求。支架在紧固前进行调节对角线尺寸偏差与东西两侧高度尺寸偏差尽量缩小。支架整体达到美观、协调，钢度、强度、防腐性能满足要求。（4）、集热器总配置：型号：GYJR56-1 根据上述技术参数，系统设计总配置 1#、2#、3#公寓楼集热器均为477 组；采光面积 2873m2；利用真空管 26712 支；春、夏

12、、秋三个季节晴好天气日产 45以上热水 200 吨，冬季在产水量不变的情况下，水温可达到 35以上。（5）、集热器铺放安装：、集热器安装倾角和定位应符合设计要求，安装倾角误差为 3。集热器应与建筑主体结构或集热器支架固定牢靠，防止滑脱且集热器支架要进行临时固定。真空集热器模块带选择性吸热涂层。、集热器排与排之间的距离应符合设计要求，避免遮挡。、集热器联集管水箱、尾座固定在集热器支架上，并确保联集管水箱、尾座摆放整齐、一致、牢固、无歪斜。、真空管安装应符合以下规定：a.真空管的安装应在系统管道安装完毕，具备通水条件后进行，真空管安装前，应将真空管联集管水箱内的异物清除干净；b.真空管安装时，应采

13、用润滑剂润滑，同一方向旋转安装；c.真空管安装完后，硅胶密封圈应无扭曲变形；d.真空管安装完后，真空管标识均在正上方；并使防尘圈贴紧联集管水箱外表面，确保防尘效果。、集热器水嘴之间应按照设计规定的连接方式连接，且密封可靠，无泄漏，无扭曲变形。相邻两个联集管水箱接头间距符合设计要求，误差不大于 2 mm，径向误差不大于 2 mm。、集热器连接完毕，应进行检漏试验。、嵌入屋面设置的集热器与四周屋面应做好防水措施。、集热器之间连接管的保温应在检漏试验合格后进行。（6）、集热器防风 集热器与楼顶预埋件用槽钢可靠焊接，起到防风目的，可防 10 级大风。（7）、避雷系统：支架最高处安避雷安装规范安装避雷装

14、置，采用 10#镀锌圆钢与支架、原有避雷网焊接、焊接长度为圆钢直径的 6 倍。（二）、储热水箱部分 1、水箱制作工艺（1）水箱内胆:采用 SUS304-2B食品级不锈钢板材，板厚 2.0，内胆尺寸（详见图纸）。（2）外壳采用 0.5mm厚度的不锈钢材质制作完成。（3）保温层采用 70mm聚氨酯发泡；水箱内部设有加强拉筋以保证强度，水箱外 500500 人孔，便于水箱清洗及维修，水箱整体制作现场完成。外形美观，经久耐用，保温效果极佳，春秋季 24 小时降温不大于 5。（三）辅助加热部分 众所周知，太阳能取之不尽，用之不竭。但由于太阳能的特殊性，目前还不能解决全天候供应热水问题。阴雨天气或光照不足

15、时，需要相应的辅助热源才能满足热水需求。根据现有条件，确定采用电力作为辅助热源，即阴雨天气或设备故障下利用电辅加热，设备配置电加热管，每个热水系统功率为：300KW。(每楼分两个系统)（四）机泵管道循环部分 1、水泵：系统采用中德“威乐”牌水泵，经验证明，该品牌水泵具有耐高温、低噪音、低功率、寿命长等特点，适合太阳能热水系统使用。威乐水泵的参数 型号 电压（V）功率(W)扬程（m）流量(t/h)口径(mm)PH-041E 220 40 3.5 3.6 25 PH-251E 220 250 7.5 13.8 65 PH-401E 220 400 19.5 17.4 50 MHI-804 220

16、1500 41 12 40 2、管道管件：管道采用国标热镀锌管道及管件。3、管道保温：为预防冬季管道冻堵，管道采用三项防护措施，一是采用 40mm厚度的聚乙烯管道保温，0.5 镀锌板外壳。二是加装 8.5 电伴热带及冷点开关，当管道温度低于零度时，伴热带自动加热，高于 4 度时自动关闭。三是系统管道采用间歇循环技术，保持系统存水的流动性。上述三项保温措施相互作用，保证管道在寒冷的冬季畅通无阻,正常循环，永不冻堵。4、电磁阀：系统各部位采用浙江余姚“永创”牌铜质电磁阀。5、手动阀门：采用优质铜阀门。（五）水处理部分 实践证明，水垢是太阳能热水系统的一大克星。为解决水垢对整体系统造成的危害，保证集

17、热效率，提高设备耐久性，本工程采用德国水处理技术，每个系统安装除垢阻垢处理装置，硅磷晶添加剂为韩国进口产品，水垢阻垢率达到 80%以上，使用成本较低，每吨水仅为 0.25 元，水质通过卫生防疫部门检测检验，完全符合国家生活热水卫生标准。（六）智能化控制部分 控制柜采用 PA-3控制系统。1、保温水箱水温、水位显示与水位设置 2、集热器水温显示 3、上水/停水控制：自动控制，手动控制 4、电加热控制：恒温控制、即时加热 5、防干烧：无水时自动停止电热 6、温差循环 7、定时定温管路循环 8、防冻循环 9、防冻电热 10、高温断续循环 11、联集管防冻循环 12、循环超时停止功能 13、漏电保护：

18、在电源进线中设置了漏电断路器，当相线对地出现可动作的漏电电流时，电源自动切断。控制系统的安装：14、温度传感器的定位和安装与被测部位有良好的热接触，温度传感器进行良好的保温。15、集热器的温度传感器安装在集热器出水口部位，通过盲管安装在集热器内部。16、水箱的温度传感器安装在盲管中。17、控制系统中的显示器，按说明书要求放置在合适的位置。18、控制系统中所有传感线及控制线都应穿在穿线管中，穿线管走向应横平坚直，可靠固定，所有线的接头部位连接可靠、牢固，并做好绝缘处理。19、控制系统中的显示、自动控制及手控制功能能够完整实现。20、可实现爆管真空管声光电源自动切断并自动报警功能 智能控制柜 六、

19、运行方式及工作原理：1、工作原理：本系统采用定温放水与温差循环相结合的运行方式，最大限度利用太阳能。1、无水补水;当水箱内水位低于 1 水位时，补水电磁阀打开开始补水，当达到 2 水位时电磁阀停止。2、集热温差循环:当集热器温度与集热水箱中的水温温差5 时，集热循环泵启动，将集热器中热水打进集热水箱中，当两者温差 2 时，循环泵停止；3、温控补水：当集热水箱中的水温高于设定值时，且水箱水位低于满水位时，上水电磁阀打开，补水到设定温度或者水满停止。4、辅助加热：若水箱有 2 水位，水温达不到洗浴水温，则启动水箱电加热，达到设定温度停止。5、高温断续循环：当集热器温度高于 95，且仅高于水箱温度

20、210范围内时，集热循环泵每循环 10 分钟，停 20 分钟（防空晒炸管）；6、防冻循环：冬季当集热管路中温度低于 5时，集热循环泵开启进行循环，将水箱内热水打进集热器；当集热器管道温度升高至 10时，系统控制关闭循环泵，以防止循环管路冻堵（冬季使用）；7、防冻伴热：防冻伴热：当管道温度低于设定值下限，伴热带启动给管道加热，当管道温度高于设定值上限，防冻伴热停止。8、定时定温管道循环：在设定的时间段内，当用水管路水温低于设定温度5时，热水回水电磁阀开启，管道增压泵启动，将管道中的冷水顶进水箱，水箱中的热水进入管道，保证用水时打开即出热水，当用水管路中的水温到达设定温度时，热水电磁阀关闭，管道增

21、压泵停止。设 备 清 单 1#、1-1#公寓楼太阳能热水系统 序号 设备名称 规格型号 单位 数量 生产厂家 1 全玻璃真空管 47-1500 支 26712 2 集热器联箱 GYTJ40-1 套 477 3 尾托架 GYTJ47-20 套 954 4 硅胶密封圈 47 个 26712 5 挡风圈 47 个 26712 6 可调塑尾托 47 个 26712 7 支架 GY56-1 套 477 8 储热水箱 200T 吨 1 9 槽钢 8#米 150 10 镀锌管道 DN25-50 米 2200 11 聚乙烯保温管 DN25-50 米 2200 12 循环泵 台 6 13 箱间泵 台 4 14 供水泵 台 8 15 电磁阀 ZQDF-1-40 个 20 16 阀门管件 批 1 17 归立精阻垢器 套 1 18 系统控制柜 CA-3 套 4 19 恒压控制柜 HYKZ-1 套 4 20 传感器 LM56 个 45 21 伴热带 8 米 2200 芜湖科华 22 控制电缆 批 1 河北腾达 23 辅料 项 1