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太阳能热水工程设计方案教材

太阳能热水系统工程方案设计及报价设计单位:品牌名称:制作日期:目录太阳能报价明细------------------------------------------------------- 保修承诺书------------------------------------------------------------- 太阳能系统设计------------------------------------------------------- 太阳能施工方案设计-------------------------------------------------太阳能工程保修承诺书一、太阳能空气能热水系统工程设计1、工程概况本工程为太阳能热水系统工程,经过沟通及现场勘查,用户要求采用温差循环加原有的空气源热泵辅助加热式太阳能热水系统设计及施工,保证热水供水。

用户要求,根据建筑的结构特征和布局形式,提供详细可行的太阳能热水系统设计方案及报价。

太阳能系统增配备用电加热功能。

2、设计依据(1)GB/T18713-2002《太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范》(2)GB 50364-2005 《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》(3)GB/T 20095-2006《太阳热水系统性能评定规范》(4)GB 50015-2003 《建筑给水排水设计规范》(5)GB/T17581-1998《真空管太阳集热器》(6)GB/T17049-1997《全玻璃真空太阳集热管》(7)GB/T 25966-2010 带电辅助能源的家用太阳能热水系统技术条件(8)GB/T 191 包装储运图示标志(GB 191-2000,egv ISO 780:1997)(9)GB/T 4271 平板型太阳集热器热性能试验方法(10)GB/T 4272 设备及管道保温技术通则(11)GB 4706. 1 家用和类似用途电器的安全3、太阳能热水方案主要考虑的几个问题鉴于本太阳能系统热水供应的特点,根据国家相关设计规范,结合多年来我公司在太阳能系统设计安装方面的经验,在满足上述规定的设计要求的基础上,我方还重点考虑了以下几个问题:3.1 太阳能工程系统防冻问题太阳能工程防冻设计是我国冬季结冰地区太阳能热水系统必须重视的问题。

根据我公司多年的设计经验,采用根据管道水温和太阳能集热器水温,对开式系统实现循环防冻和电伴热带和水箱防冻电加热相结合的多重防冻措施确保零下40度不冻结,对闭式系统采用高牌号的防冻热交换介质和水箱防冻电加热确保零下45度不冻结,在全国地区可以保证管路冬季不被冻死,从而确保系统正常工作。

3.2减少系统维修,提高系统可靠性问题太阳能系统经常发生的故障主要包括:a水泵噪音大或损坏;b电磁阀开闭失灵;c控制系统失效;d阀门漏水或失灵;e真空管炸管漏水;f冬季管路结冰导致系统无法使用。

我方将会根据我方多年来的经验,尽可能地减少上述可能发生的故障,确保系统正常运行。

3.3解决太阳能与建筑协调性问题在太阳能太阳能集热器选型、布局、管路敷设等方面充分考虑了与周边环境的协调问题,最好达到太阳能系统与周边环境相互映衬,完美融合。

既体现太阳能系统节能环保,又表现太阳能系统与建筑和自然环境一体化,和谐统一。

4.太阳能热水系统原理说明(后附加)5.设计过程5.1 热水用量确定根据现场和与用户方沟通,用水情况如下:供热水系统分两栋宿舍,分别已经有15吨及10吨水箱5.2 集热器类型选择目前国内使用的太阳集热器类型主要有平板型太阳集热器、真空管太阳集热器、热管真空管太阳集热器、U形管真空管太阳集热器。

平板型太阳集热器在春、夏、秋三季使用时效率高,且可以承压运行,但保温性能不如真空管太阳集热器,适合在春、夏、秋三季使用;冬季使用时,需作特殊设计。

真空管集热器在-30℃的低温条件下,仍可产生热水,可一年四季使用,冬季利用太阳能的效率最高,但本身不能承压,存在炸管泄漏问题;热管集热器可在零下50℃条件下使用,能够承压运行,但热管冷凝端(加热端)表面积仅是真空管的百分之一,易结水垢,换热效果不如真空管,且使用效果直接受到热管本身质量和寿命的影响,部分热管出现质量下降和衰减问题,不容易被发现,且成本高;U 形管真空管太阳集热器是在真空管的内壁插入了一根U 形的铜管,利用传热介质在U 形铜管内流动将真空管吸收太阳热能带走,因而可封闭带压循环,不存在炸管泄漏问题,但由于U 形管怕冻,因此必须采用防冻液介质循环,成本相对也高。

根据常德地区的气候条件和各种集热器的特点进行选择,选型原则:安全性、系统经济性综合考虑。

我们认为:应选择全玻璃真空管太阳集热器比较合适,热效率高,经济实用,是目前国内市场普遍使用的产品。

我公司生产的全玻璃真空管集热器的特点保温:无氟聚氨酯发泡保温,保温性能好,绿色环保外框:抗腐蚀铝合金型材,无光污染,美观真空管密集式排列,单位长度集热管数量多,吸热快,效率高可拆卸式标准模块,运输方便,组装快捷)5.3 真空管集热器的采光面积计算国家标准《太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范》GBT18713—2002及《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》GB50364—2005第4.4.2条规定,直接系统集热器总面积可根据用户的每日用水量和用水温度确定, 按国家标准计算采光面积,5.4计算公式一般按下式计算( 式——1)A c ——直接系统集热器采光面积,m 2;A C =Q w C w (t end -t i )fJ T ηcd (1-ηL )Qw——日均用水量,Kg;tend——储水箱内水的终止温度(用水温度),℃;Cw——水的定压比热容,KJ/(Kg·℃)ti——水的初始温度,℃;JT——当地春分或秋分所在月集热器受热面上月均日,此处选春分所在月9月份正常晴天的辐照量KJ/m2;f ——太阳能保证率,无量纲,按80%;根据系统使用期内的太阳辐照、系统经济性及用户要求等因素综合考虑后确定;ηcd——集热器全日集热效率,国标经验值取0.40~0.55;ηL——管路及储水箱热损失率,无量纲,国标经验值取0.1-0.2;a.本系统用水量按15吨水设计,已知:Q w =15000Kg,t end=45℃,C w =4.18KJ/(KG·℃), ti=15℃,J T =17000 KJ/m2(3月辐照量),f=1,ηcd=0.55,ηL=0.1。

代入式中——1中,得出:Ac=223m2,为使系统整体协调使用我公司φ58/1600/50支真空管集热模块工程共需18块,为使整体协调安装集热器35快,每块6.5m2,共计采光面积为227.5m2。

b.本系统用水量按10吨水设计,已知:Qw =10000Kg,tend=45℃,C w =4.18KJ/(KG·℃), ti=15℃,J T =17000 KJ/m2(3月辐照量),f=1,ηcd=0.55,ηL=0.1。

代入式中——1中,得出:Ac=149m2,为使系统整体协调使用我公司φ58/1600/50支真空管集热模块工程共需18块,为使整体协调安装集热器23快,每块6.5m2,共计采光面积为149.5m2。

5.5太阳能工程系统智能控制器设计太阳能热水工程系统智能控制器应实现以下功能:太阳能系统自动产生热水/太阳能贮水箱满水后自动转入温差循环/自动优先利用太阳能加热热水,当太阳能不足时自动启动电加热管辅助加热/系统自动补水自动切换/系统自动防冻/水温水位等参数的中文显示/太阳能系统远程监控/自动手动转换/用户要求的其它功能等。

我公司研发的该类型智能控制器和控制程序属国内领先,采用工业级CPU 可编程电脑控制器,实现太阳能系统的全自动化、智能化,确保控制系统的可靠性,实现自动化运行,并具有可以根据用户的实际需要,任意修改控制程序,使太阳能系统实现真正意义上的全自动控制和智能化管理。

该控制器已在上千个太阳能系统上使用多年,智能化程度高,升级方便,稳定可靠。

5.6其他安全问题防风雪系统支架为整体结构,并与楼面预留的地墩固定。

承重基础做好防水。

防冻系统室外冷水和循环上水安装有自限温电伴热带,可保证冬季不冻。

防雷击系统如不在原建筑防雷设施防护区内,按相关标准做防雷设施。

防冰雹系统配置的真空管可抗击Φ2.5CM冰雹。

防漏电采用漏电开关和接地双重保护,确保用电安全。

防水垢采用控制温度及水循环的办法尽量减少水垢产生防渗漏严格按施工工艺要求做好防水防渗工序二、太阳能施工方案设计1、太阳集热器的摆放形式我公司生产的工程用集热器模块,已实现标准化、模块化,对于施工和与建筑物结合非常有利。

所有工程模块复杂技术已在车间完成,现场安装只需简单拼接即可,方便快捷。

根据建筑的结构布置形式,并考虑太阳能集热器的摆放方便性、与建筑本身的协调性等问题。

太阳能集热器摆放在建筑楼顶。

太阳能集热器拟采用集中摆放方式,这样热损小,外形美观,不需考虑集热器之间的遮光距离.并且占地面积小.2、太阳能集热器钢结构支架采用槽钢/角钢现场制作整体支架,支架焊接处做四遍防腐防锈处理,支架结构详见集热器支架结构图.其他案例图:3、太阳能系统防过热、防冻、防雷、防漏电、防渗漏、防风、防冰雹、防腐、承重安全、关键设备保护、系统检修等系统安全设计(1)防过热控制程序设计有太阳能高温及水箱高温保护程序.高温时会自动启动高温保护模式。

(2)防冻1.真空管集热器防冻用于开式系统全玻璃真空管集热器采用真空保温,可用在年最低气温-30℃以上的地区,根据河北地区气象资料,真空管集热器完全可以满足系统防冻要求。

2.室外循环管路防冻温差自动循环:循环管路温度差低于5℃时,循环泵自动停止,循环管路温度高于8℃时,循环泵自动启动。

应急排空:当系统停电时,冬季最低气温连续低于-30℃时,可采用打开室外安装的排空阀方式,排空管道内水方式达到防冻目的。

(3)防雷太阳能支架设置避雷针,并按规范与屋面防雷网采用镀锌钢筋多点连接。

(4)防漏电采用可靠接地及漏电开关保护双重保护。

(5)防风系统设计的太阳能集热器为整体支架,支架与屋面承重墙体生根连接。

每套真空管太阳能集热器通过18条Φ8不锈钢螺丝与整体支架固定。

(6)防冰雹1.系统配置的真空管采用高强度硼硅玻璃,可抗击Φ35mm冰雹。

2.管路:国标热镀锌钢管。

3.支架:采用镀锌角钢,支架焊接处打磨刷环氧聚酯漆2遍,外刷银色摩天碳漆2遍。

(7)承重太阳能对屋面的荷载对屋面产生载荷主要包括三部分:集热器整体支架重量、集热器本身及容水重量、屋面管道阀门保温附材重量,经计算真空管太阳能集热器对屋面的荷载为:50Kg/m2。

(8)关键设备保护循环水泵:设计有水位保护,不会缺水运转,并具有缺相、短路、高温、漏电保护。

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