太阳能热水工程设计方案
一、基本情况分析
该单位拟安装日产洗浴热水10吨的太阳能热水工程, 从而达到节约能源, 降低费用之目的。

二、设计要求
㈠.系统产水量: 系统设计春、秋晴好天气日产45℃以上洗浴热水10吨。

㈡.晴好天气以太阳能为主, 阴雨天气或阳光不足时, 利用电辅助加热。

㈢.洗浴方式: 全天候24小时供水。

三、设计依据
㈠.设计规范引用标准
1.GB/T18713- 《太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范》
2.GB/T4272-1992《设备及管道保温技术通则》
3.GB/T6424-1997《太阳能集热器技术条件》
4.GB/T93-86《工业自动化仪表工程及验收规范》
5.《建筑给排水工程规范》( 暖通空调规范)
6.《给水排水工程施工手册》
㈡.自然条件
用户地处中国内蒙古部地区, 属温带季风气候区, 年平均气温为16.2℃, 太阳辐射量约为3200MJ( 兆焦) /年m2, 晴天平均日照时间为8.2小时。

内蒙古地区太阳能月积累辐射量( 单位: MJ/㎡)
㈢.太阳能真空集热管( 器) 热性能参数:
太阳辐射吸收率≥93%, 发射率≤6%, 集热器效率≥53%
㈣.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: 电负载容量不低于40kw。

4.辅助热源: 利用电辅助加热。

四、设计理念
㈠.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。

㈡.力求使太阳能与常规能源最佳组合, 充分利用太阳能, 最大限度降低常规能源消耗量, 从而达到节约费用开支之目的。

㈢.系统设计的先进行、安全性、可靠性、耐久性等综合考虑。

㈣.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。

五、系统设计
太阳能热水工程主要有集热器、储热水箱、辅助热源、循环管道、自动控制、五部分组成。

㈠.集热器
1.热负荷: 需用热水量10000kg
Q=10000kg×(45℃-15℃)×4.187=1256MJ
2.集热面积: 太阳能热水系统的产水量与太阳辐射强度和日照时间密切相关, 一年四季变化很大。

因此本方案按年平均辐射进行设计。

据资料查得本地日平均太阳辐射量为17MJ/m2。

太阳能热水系统集热效率为56%, 则集热面积为
A=1256MJ/(17MJ/m2×53%)=139.4m2。

为安装组合便利取24组, 采光面积154㎡。

3.集热器选型及铺设安装:
⑴.光源牌太阳能集热器技术参数:
真空管规格: Ф47×1500mm
每组集热器采光面积: 6.4m2。

单组真空管支数: 56支
单管额定产水量: 8 kg/天
每组额定产水量: 448kg/天
⑵.设计选型:
根据上述技术参数, 系统设计总配置集热器为24组。

采光面积154m2。

利用真空管1344支, 春、夏、秋三个季节晴好天气日产45℃以上热水10吨。

冬季在产水量不变的情况下, 水温可达到35℃以上。

⑶.集热器安装铺放
按照用户提供的建筑物可占用面积, 将太阳能集热器安装在楼顶以串3组并3组的方式东西排列, 南北两排。

整个集热器所产热水直接进入储水箱备用。

㈡.储热水箱
储热水箱1个, 内胆尺寸为: 3000㎜× ㎜×1830㎜, 水箱容量为10.08吨, 放置在楼顶能承重的适合部位。

内胆采用进口SUS304食品级不锈钢1.5mm 板材, 亚弧焊接而成, 外皮为0.4mm彩钢板装饰, 中间60mm聚氨酯发泡保温。

㈢. 辅助加热
太阳能作为一种新能源, 取之不尽, 用之不竭, 但不能解决全天候供应热水问题。

阴雨天气或光照不足时, 需要相应的辅助热源才能满足热水需求。

根据客户的实际情况, 确定利用电辅助加热。

采用专用辅助电加热机组, 该机组电加热管采用特殊不锈钢材料制成, 具有防腐抗水垢功能, 寿命高于一般管1—2倍。

㈣ .管道循环系统
1. 管道管件: 采用国标热镀锌钢管, 铸铁或冲压管件。

2. 管道保温: 50mm特制岩棉保温管, 外缠防水布, 化纤玻璃丝布, 树脂胶涂刷包装; ( 或聚氨酯保温) 同时加装电伴热带, 预防冬季管道冻堵。

3.电磁阀: 采用名牌产品。

4.手动阀门: 采用铜体闸阀。

㈤.自动控制系统
根据本工程系统功能的要求, 此控制系统全部由我公司独立设计制作完成, 实现自动化智能操作, 确保最佳经济运行, 水温水位、进水出水、循环系统、辅助加热等工作状态数码显示, 直观可见, 操作人员一目了然, 管理使用十分
方便。

系统安装控制柜1台, 电加热驱动柜1台, 同时具备手动强制启停功能, 维修更方便, 功能更齐全。

六、系统工作原理及运行方式
㈠.工作原理:
本系统采用定温进水、温差循环的运行方式, 晴好天气充分利用太阳能, 阴雨天气或光照不足时, 使用辅助加热。

㈡.运行方式
1.定温进水: 当集热器温度达到设定温度值45℃时, 上水电磁阀自动开启, 将集热器中的热水顶进储热水箱, 集热器温度低于设定温度时, 电磁阀自动关闭, 停止上水。

系统吸收太阳热量储存于集热器内的水中, 使温度继续升高, 然后再开启, 再关闭。

经过这样一个不断重复的过程, 把太阳的能量转化为热能, 直到把储热水箱的水加满。

2.温差循环: 储水箱水满后, 只要有阳光辐射, 集热器的水温必然继续升高, 当集热器的水温高于水箱底部温度8℃时, 循环泵启动, 系统开始循环, 水箱
继续增温, 直到两个水箱的水温接近时, 循环泵停止工作。

这样即可保证太阳能得到最充分的利用。

3.辅助加热:。