太阳能热水设计方案

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。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、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01002003004005006007001月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月系列11、集热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φ=47mmL=1500mm6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3140×2040×1653采光面积6．4㎡8单组日产热水量420L-430L4运行负荷（含支架）41㎏/㎡9真空管置向横向5单只管日产水量7.5L2、真空管的技术参数①、采用干涉膜工艺,吸收比≥92%，散射率≤6%。②、空晒性能参数Y≥254m²℃/KW③、平均热损失≤0.52W/m²℃④、真空度低于5.0×10-3Pa/KW⑤、闷晒太阳辐照量≤4.7MJ/㎡⑤、材质为高硼硅3.3玻璃,⑥、材质为3.3高硼硅玻璃。⑦、抗直径25mm以下冰雹正面冲击。⑧、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=25122MJ2、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：()(1)WWendiCTcdLQCttfAJ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℃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0.51L——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、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：①、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。②、集热器排与排之间的距离应符合设计要求，避免遮挡。③、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。④、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。⑤、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2mm，径向误差不大于2mm。⑥、集热器连接完毕，应进行检漏试验。⑦、嵌入屋面设置的集热器与四周屋面应做好防水措施。⑧、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500×500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-041E220403.53.625PH-251E2202507.513.865PH-401E22040019.517.450MHI-80422015004112402、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