【正文】 1大連海事大學(xué)人才公寓太陽能熱水工程技術(shù)項(xiàng)目設(shè)計方案第一章 設(shè)計依據(jù)一、氣象資料（一） 、基礎(chǔ)水溫：11℃（二） 、太陽輻照資料根據(jù)我公司的計算，集熱器傾斜面上的太陽輻照量為 。二、設(shè)計依據(jù)第二章 技術(shù)方案及說明第一節(jié) 設(shè)計依據(jù)（一）（一）、工程概況：工程所在地：遼寧省大連市場地情況：本項(xiàng)目位于遼寧省大連市，地處甘井子區(qū)凌秀路凌秀小區(qū)，建筑面積 16000 平方米，共2 棟樓 11 層 113 戶，擬采用每戶 100 升集中集熱，分戶儲熱太陽能熱水系統(tǒng)。用水情況：應(yīng)甲方要求，每天用水量為 噸，水箱終止溫度為 45℃，24 小時供應(yīng)熱水。需要管道循環(huán)。其它情況：采用電加熱為輔助能源。（二）（二）、設(shè)計指標(biāo)：（太陽能系統(tǒng)設(shè)計以全年日均輻照量為設(shè)計基準(zhǔn)）（三）（三）、當(dāng)?shù)貧庀筚Y料地理位置：大連市（北緯 38186。55180。，東經(jīng) 121176。36180。）基礎(chǔ)水溫：11℃；冷水計算溫度:計算熱水系統(tǒng)的耗熱量時，必須確定冷水的計算溫度，冷水的計算溫度以當(dāng)?shù)刈罾湓缕骄疁刭Y料確定，水溫資料時參照下表：分區(qū) 地區(qū) 地面水溫度 地下水溫度第一分區(qū) 黑龍江、吉林、內(nèi)蒙古的全部，遼寧的大部分，河北、山西、陜西偏北部分，寧夏偏東部分，新疆北部 4 6～10第二分區(qū) 北京、伊寧、山東全部，河北、山西、陜西的大部分，河南北部，甘肅、寧夏、遼寧的南部，青海偏東和江蘇偏北的一小部 4 10～152分，新疆南部第三分區(qū) 上海、浙江全部，江西、安徽、江蘇的大部分，福建北部，湖南、湖北東部，河南南部 5 15～20第四分區(qū) 廣東、臺灣全部，廣西大部分，福建、云南的南部 10～15 20第五分區(qū) 貴州全部，四川、云南的大部分，湖南、湖北的西部，陜西和甘肅秦嶺以南的地區(qū)，廣西偏北的一小部分 7 15～20太陽輻照量：采用天津的數(shù)據(jù)，依據(jù)國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集 06SS128 《太陽能集中熱水系統(tǒng)選用與安裝》中附錄一:《主要城市各月設(shè)計用氣象參數(shù)》中選用，天津市（北緯39186。05180。）年輻照量資料如下：全年日均輻照量為 ㎡. d。因?yàn)榇筮B沒有氣象觀測站，我們選離大連較近的天津觀測站作為參考，如果因此和當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況出入較大而造成產(chǎn)水量不足或者水量不夠，不能夠作為設(shè)計問題的依據(jù)。如有上述情況，在用戶愿意追加投資的情況下，我們會依據(jù)現(xiàn)場情況積極響應(yīng)貴方的要求，增加集熱面積。集熱面積補(bǔ)償比：依據(jù)國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集 06SS128 《太陽能集中熱水系統(tǒng)選用與安裝》中附錄一:《主要城市太陽能集熱面積補(bǔ)償比》中選用，大連市（北緯 38186。55180。）參照緯度相當(dāng)?shù)奶旖蚴校ū本?39186。05180。）傾斜面上的輻照量補(bǔ)償比如下：根據(jù)上表統(tǒng)計數(shù)據(jù)，當(dāng)?shù)鼐暥鹊募療崞?50176。朝正南方向擺放傾斜面上的補(bǔ)償比為96％，則 50176。集熱器傾斜面上為 96%=㎡ 。第二節(jié) 運(yùn)行原理及說明綜合大連海事大學(xué)人才公寓 2樓，3樓太陽能熱水工程現(xiàn)場情況，我們根據(jù)用戶要求，結(jié)合貴方的實(shí)際用水情況，確定采用皇明公司 JPS60TX2150176。型三高集熱站、IIIC 智控系統(tǒng)（包括傳感器） 、HDG 水箱等主要設(shè)備，來完成貴方需求的各項(xiàng)功能。3系統(tǒng)運(yùn)行原理示意圖此圖為系統(tǒng)原理示意圖，不表示實(shí)際連接方式運(yùn)行原理說明溫差循環(huán)：當(dāng)集熱水箱水位 L1≥1，集熱器溫度 T1 與集熱水箱溫度 T2 比較，若 T1T2≥溫差循環(huán)的啟動溫差時，循環(huán)泵 P1 自動啟動；溫差 T1T2≤2℃時溫差循環(huán)泵自動關(guān)閉。2 、分戶換熱：當(dāng)集熱水箱中的水溫 T2 達(dá)到設(shè)定值（099℃可調(diào)）時，循環(huán)泵 P2 啟動，使集熱水箱與用戶儲水箱進(jìn)行換熱，當(dāng) T2 小于設(shè)定溫度（099℃可調(diào)）時,P2 停止；若用戶儲水箱中的水溫 Ta 高于主管道水溫 Ta+1,換熱電磁閥 DCFa 關(guān)閉，不參與系統(tǒng)換熱，若用戶儲水箱中的水溫 Ta 低于主管道水溫 Ta+1（可調(diào)）,換熱電磁閥 DCFa 打開，參與系統(tǒng)換熱。防炸管循環(huán)（高溫斷續(xù)循環(huán)）：當(dāng)集熱水箱水位 L1≥1 時，若集熱器溫度 T195℃時，循環(huán)泵 P1 每循環(huán) 10 分鐘，停 20 分鐘，周而復(fù)始的循環(huán)。自動補(bǔ)水(定水位補(bǔ)水)：當(dāng)水箱內(nèi)水位低于 3 水位（該水位可設(shè)定）時，補(bǔ)水電磁閥DCF1 打開開始補(bǔ)水，當(dāng)達(dá)到 4 水位時 DCF1 關(guān)閉停止補(bǔ)水。當(dāng)集熱器溫度 T1 超過 95℃時，電磁閥 DCF1 不允許打開，系統(tǒng)不能進(jìn)水。防凍保護(hù)A、防凍加熱：輔助能源采用電加熱。在陰雨雪及陽光不足的天氣，集熱水箱的溫度低于10℃且水位 L2≥2 水位，自動啟動電加熱，當(dāng)溫度達(dá)到 15℃時自動關(guān)閉電加熱。4B、防凍循環(huán)：當(dāng)室外管道溫度 T3 低于 5℃時，集熱循環(huán)泵 P1 自動啟動，當(dāng)其達(dá)到 10℃時自動停止，防止管道凍堵。C、防凍伴熱帶：當(dāng)室外管道溫度 T3 低于 0℃時，集熱循環(huán)泵 P1 自動啟動，當(dāng)其達(dá)到 5℃時自動停止，防止管道凍堵。輔助加熱：（可調(diào)） ，則啟動分戶水箱內(nèi)電加熱，達(dá)到設(shè)定溫度停止加熱。 （室內(nèi)控制部分不需防凍循環(huán)和防凍電熱功能,其余功能保留。)水處理設(shè)備：根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)，選用軟水機(jī)進(jìn)行處理補(bǔ)充冷水。第三節(jié) 重要項(xiàng)校核計算及說明一、三高集熱站直接采光面積 （式——1）)1(LcdTienwcJftCQA???式中：——直接系統(tǒng)集熱器采光面積，㎡；cA ——日均用水量，11500kg；wQ——儲水箱內(nèi)水的終止溫度（用水溫度） ，45℃；endt——水的定壓比熱容，（㎏℃） ；wC—— 水的初始溫度，11℃；it——當(dāng)?shù)丶療崞鞑晒饷嫔系哪昶骄仗栞椪樟?，㎡；tJ——太陽能保證率，根據(jù)系統(tǒng)使用期內(nèi)的太陽輻照、樓頂可供安裝面積等因素綜合考慮后f確定， 58％；——集熱器全日集熱效率，國標(biāo)經(jīng)驗(yàn)值取 ～，根據(jù)我們公司實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)取 ；cd? ——管路及儲水箱熱損失率，無量綱，此處取 。 L經(jīng)計算知： =㎡。cA根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情，大連海事大學(xué)人才公寓 2樓，3樓太陽能熱水工程共安裝 30 組 JPS60TX2150176。型三高集熱站、總集熱面積為 。在集熱器傾斜面輻照量大于㎡（太陽能保證率為 58％）的條件下，整套太陽能熱水系統(tǒng)每天能將 噸水5從基礎(chǔ)水溫 11℃升高到 45℃。二、循環(huán)泵的型號設(shè)計流量對于太陽熱水系統(tǒng)，集熱循環(huán)管路為閉合回路，則管道計算流量為循環(huán)流量，按下列公式計算： sQAq??式中：q—循環(huán)流量，L/h。QS—集熱循環(huán)流量, 由于太陽輻照量的不確定性，太陽能熱水系統(tǒng)的集熱循環(huán)流量無法準(zhǔn)確計算，一般采用每平方米集熱器的流量為 ～， 即 3672L/(h ㎡) 。 A—太陽能集熱器的總集熱面積。根據(jù)各地太陽輻照量的不同以及皇明多年的工程設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，集熱循環(huán)流量通常按下表選取。集熱循環(huán)流量取值表 表 地區(qū) 集熱循環(huán)流量 Qs L/(h㎡)青海、西藏 70~80內(nèi)蒙、新疆 60其他地區(qū) 50集熱循環(huán)所需水壓集熱循環(huán)泵的揚(yáng)程計算公式為：H=H1+H2+H3式中，H——建筑內(nèi)給水系統(tǒng)所需水壓，kPa； H1——水泵吸水管起點(diǎn)至最不利配水點(diǎn)（集熱循環(huán)系統(tǒng)中如若某一配水點(diǎn)的水壓被滿足則系統(tǒng)中其他任何用水點(diǎn)的壓力也均能被滿足，則該點(diǎn)稱為系統(tǒng)中的最不利配水點(diǎn)。 ）位置高度所要求的靜水壓，kPa； H2——水泵吸水管起點(diǎn)至最不利配水點(diǎn)的給水管路既計算管路的沿程與局部水頭 損失之和，kPa ； H3——最不利配水點(diǎn)所需要的流出水頭 kPa.。其中 H3 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可取 23m。管徑計算6循環(huán)管及給水管網(wǎng)管徑確定依據(jù) 4/jdqv??式中： ——設(shè)計流量， 3/ms ——管道計算內(nèi)徑，j ——流速， v/s上式中流速的確定，根據(jù)我國《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》GB500152022，第 99 頁中表 中規(guī)定，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，并考慮室內(nèi)環(huán)境產(chǎn)生噪聲允許范圍來選用，見表。 熱水管道的速度 表 公稱直徑㎜ 15～20 25～40 ≥50水流速度 m/s ≤ ≤ ≤（GB500152022，第 99 頁）給水管道的水頭損失管路的水頭損失包括沿程水頭損失和局部水頭損失，即管路壓降。熱水管網(wǎng)的水頭損失應(yīng)遵守下列規(guī)定：A、管段沿程水頭損失：根據(jù)水力學(xué)的基本原理，循環(huán)熱水管網(wǎng)的沿程水頭損失可按水力坡降進(jìn)行計算，公式如下：　　iLhy?式中： —管段的沿程水頭損失，kPa 或 mmH2O；yh—水力坡降，即單位長度的沿程水頭損失，kPa/m；i—管段長度，m；L管道單位長度沿程水頭損失應(yīng)按下式計算： 式中，i—單位長度沿程水頭損失系數(shù)；??7。/qm3威 廉 系 數(shù) ， 查 表 可 得海 澄—；給 水 設(shè) 計 流 量 ， ；管 道 計 算 內(nèi) 徑 ，?hgjCsd海澄﹒威廉系數(shù)管材 Ch 值 管材 Ch 值塑料管、內(nèi)襯（涂）塑料管 140 襯水泥、樹脂的鑄鐵管 130鋼管、不銹鋼管 130 普通鋼管、鑄鐵管 100B、局部水頭損失 ???gvhj/式中： ——局部水頭損失，j m——局部阻力系數(shù)，?——管道中流速，v/s——重力加速度，g2m由于管網(wǎng)中局部配件較多，如三通、彎頭、閥門等，局部阻力系數(shù)各不相同，水頭損失計算過程繁瑣，可按管道的連接方式，采用管件當(dāng)量長度法計算。管件當(dāng)量長度的含義是指：管（配）件所產(chǎn)生的局部損失大小與同管徑某一長度管道所產(chǎn)生的沿成水頭損失相等。亦即該長度為該管（配）件的當(dāng)量長度。當(dāng)管道的管（配）件長度資料不足時，可按管網(wǎng)沿程損失的百分?jǐn)?shù)估算局部水頭損失，生活給水系統(tǒng)中采用 25%—30%。根據(jù)太陽熱水系統(tǒng)的性質(zhì)，按經(jīng)驗(yàn)取沿程水頭損失的 30%。根據(jù)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)管道沿程損失，一般區(qū)域若不超過 6 臺，可計為經(jīng)過一臺集熱器循環(huán)一周的管道+集熱器管線總長度的 3%。三、補(bǔ)水電動閥的確定：電動閥口徑： d＝ VQ?4式中：d――管徑，m ――流量， /sQ3m ――流速，1m/sV上式中流速的確定，根據(jù)我國《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》GB500152022，表 中規(guī)定，考慮經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件及噪音影響，取 v=。 8 生活給水管道的水流速度 表 公稱直徑㎜ 15～20 25～40 50～70 ≥80水流速度 m/s ≤ ≤ ≤ ≤四、金屬管道保溫層厚度確定：金屬管道保溫層厚度 計算公式：?)(211D??式中， —保溫絕熱層厚度，m；?—保溫層外徑，m；2D—管道外徑，m；1保溫層外徑 的計算公式：2 ]1[????式中， —絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)， ；?cmWo?/ —管道內(nèi)介質(zhì)溫度（對于金屬管道和設(shè)備的表面溫度和介質(zhì)溫度相同） ， ；0T co —環(huán)境溫度（用于防凍計算時取極端最低溫度） ， ；a co —絕熱層外表面向周圍環(huán)境的放熱系數(shù)， ，取 ；s? m?/ cmWo?/ —絕熱層的熱損， ；最大允許熱損失量見下表。Q2/mW設(shè)備、管道外表面溫度 )(co50 60 100 150最大允許熱損失值 /258 65 93 116五、三高集熱站安裝說明固定說明：三高集熱站安裝固定需制作基礎(chǔ)，三高集熱站基礎(chǔ)制作需根據(jù)現(xiàn)場情況定，安裝三高集熱站后，需能抗 10 級風(fēng)載荷。避雷說明：9太陽能系統(tǒng)安裝，必須有防雷措施，根據(jù)建筑的避雷情況及設(shè)備安裝布置確定?！吨腥A人民共和國氣象法》和中國氣象局第 3 號令《防雷減災(zāi)管理辦法》明確要求：防雷產(chǎn)品及防雷設(shè)計方案必須具有相應(yīng)資質(zhì)和資格的防雷機(jī)構(gòu)設(shè)計、監(jiān)管?；拭魈柲芄煞萦邢薰九c山東德州市氣象局防雷中心合作，根據(jù)太陽能的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及特殊的安裝位置，共同設(shè)計出一套綜合的太陽能防雷方案措施，并研制開發(fā)出專門的防雷裝置，可以有效的防護(hù)太陽能免遭雷擊，從而保護(hù)用戶的財產(chǎn)、人身安全不受損害。熱水器防雷應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：、首先確定安裝熱水器的建筑物本身防雷系統(tǒng)是否合格，如不合格或沒有做防雷裝置，則太陽能系統(tǒng)不能安裝避雷系統(tǒng)，否則太陽能防雷系統(tǒng)將會成為引雷裝置。、避雷針高度及安裝位置應(yīng)按照其要保護(hù)的范圍來確定（由專業(yè)設(shè)計人員計算） 。、太陽能集熱器支架、水箱等金屬部件必須有可靠的金屬連接，并且每排集熱器至少有兩處與建筑物頂部的避雷帶進(jìn)行可靠焊接，同時避雷針與避雷帶進(jìn)行可靠焊接。、防腐處理：在所有焊接點(diǎn)處涂防銹漆兩遍，然后再涂銀粉漆一遍，提高避雷針的防腐效果。、檢測：避雷裝置施工完成后，要申請當(dāng)?shù)胤览字行膶Ψ览紫到y(tǒng)進(jìn)行檢測、驗(yàn)收，并將檢測結(jié)果備案。、避雷設(shè)計：億家能公司根據(jù)各種建筑物以及熱水器（系統(tǒng)）的形式結(jié)構(gòu)，設(shè)計開發(fā)了 、 等幾種避雷針產(chǎn)品，可保證億家能公司所