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工程設計

太陽能熱水系統方案設計依據 
(一)、設計依據 
1、設計參考資料
    本工程的設計標準、質量標準﹑檢驗標準﹑測試方法是根據相關的國家標準為依據組織制訂和實施的。參照執行的有關標準有: 
1.《建筑給水排水設計規范》 GB50015-2003
2.《太陽能熱利用術語》 GB/T12936-1991
3.《真空管太陽集熱器》 GB/T17581-1998
4.《太陽能熱水系統設計、安裝及工程驗收技術規范》 GB/T18713-2002
5.《家用太陽熱水系統熱性能試驗方法》 GB/T18708-2002
6.《建筑結構荷載規范》 GB50009-2001
7.《鋼結構設計規范》 GB50017-2003
8.《低壓配電設計規范》 GB50054-1995
9.《家用和類似用途電器的安全通用要求》 GB4706.1-1998
10.《設備及管道保溫技術通則》 GB4272-92
11.《建筑物防雷設計規范》 GB50057-94
12.《室外給水排水和燃氣熱力工程抗震設計規范》 GB50017-2003
13.《家用太陽熱水系統技術條件》 GB/T19141-2003
14.《民用建筑太陽能熱水系統應用技術規范》 GB/T50364-2005
15.相關地方標準
1).《太陽能實用工程技術》 喜文華主編  甘肅蘭州大學出版社1997年出版
2).《給水排水設計手冊》 核工業第二研究設計院主編  中國建筑工業出版社2001年出版
3).《熱能工程設計手冊》 夏敏文主編  化學工業出版社1998年出版

(2)、設計參數
1、氣象參數(江蘇)
當地緯度傾角平面平均日輻射量:12712KJ/M2
年日照時數:2000小時; 
年平均環境溫度:15℃
2、熱水設計參數
熱水定額q=100L/人·d;
設計熱水溫度:50℃ 冷水設計溫度10℃
3、生活熱水供應設計模式
設計太陽能熱水系統集中式供應熱水,定溫24小時供應熱水(根據溫度控制模塊設定回水管溫度,及當溫度低于設定溫度時啟動)。 輔助能源為(電加熱)。 
4、太陽能集熱系統設計:
(1).太陽能集熱器的定位:太陽能集熱器向南布置。 
(2).大日用水量的確定
根據公式Qrd=m·q
式中Qrd——大日用水量(L);
m —— 用水人數,(人);
q —— 熱水用水定額(L/人·d) 
則整個系統的大日用水量Qrd=120×100=12000L

(3)、確定太陽能集熱器面積
根據GB/T50364-2005《民用建筑太陽能熱水系統應用技術規范》直接系統集熱器采光面積:

式中: As—太陽集熱器總面積 (m2);
Qrd——大日用水量(L),12000L; 
C-熱水的比熱,4.187(KJ/Kg·℃); 
tr-熱水溫度,50 ℃;
tl-冷水溫度,10 ℃;
f-太陽保證率,選用45%;
JT-年平均日太陽輻照量,常州=12712(KJ/m2); 
η -集熱器年平均集熱效率,。0.5;
ηL-貯水箱和管路的熱損失率,。0.2;
則:太陽集熱器

(4)、太陽集熱器的選型 
選用型號為BDLT-GJ1858-50真空管橫置式太陽能集熱器:其規格為¢58×1800mm,每組50根集熱管、集熱面積7.5m2,共需178/7.5=23.7組,取24組,實際太陽集熱器總面積為178m2。 
(5)、系統熱水箱的配置
根據大日用熱水量Qrd=12000(L/d),選用1個12噸的不銹鋼方形水箱。水箱內膽采用SUS304不銹鋼,保溫材料采用聚氨酯硬質泡沫熟料發泡,保溫厚度不少于55mm。
(6)、集熱系統循環水泵的選擇
1)水泵循環流量:qx=B2·As=0.015×178=2.67L/s
2)循環水泵揚程:

根據水泵揚程和循環流量選用威樂PH-251E熱水循環水泵一臺
水泵性能 Q=5.3 L/s,H=7.5m,管徑為DN50。

(7)、輔助加熱系統的選型 
(8)、集熱系統管道的選擇
根據集熱系統的循環流量qx= 2.67L/s,集熱循環管路的管徑選用DN50。 
管道采用聚乙烯保溫管(PEF)。 

(9)、供水系統水泵的選型
(10)、關鍵設備與配件選型
1)太陽能集熱器
l集熱聯箱內膽:SUS304-2B食品級不銹鋼厚0.5mm
l集熱聯箱保溫:無氟聚氨酯發泡保溫,保溫性能好,綠色環保 
l支架:鍍鋅角鋼美觀耐腐蝕。 
l真空管密集式排列,單位長度集熱管數量多,吸熱快,效率高 
l可拆卸式標準模塊,運輸方便,組裝快捷。 
2)控制系統:微電腦控制系統un=220v,電磁閥220v,功能有:
1、定溫循環泵進水 2 、溫差循環 3、管道防凍循環
4、定溫用水管道循環 5、定時、定溫電加熱 6、增壓供水
7、防干燒 8、手動自動切換.
★ 太陽能集熱器及電加熱水溫顯示:水溫顯示范圍為0~99℃;
儲熱水箱水位顯示:自下而上顯示1~4級水位,缺水時1級水位指示燈閃爍。
★ 防干燒功能:當滿足電加熱條件,但水位低于兩級時(水箱水位顯示0或1),自動打開進水至兩級。
★ 自動補水: 智能判斷是否給工程水箱補水。
★ 水滿自動停止進水功能:當水滿或達到設置水位時,自動停止給工程水箱補水。 
★ 溫差循環:檢測集熱器與儲熱水箱的溫差,并進行熱水循環。 
★ 管道循環:檢測管道的溫度并進行循環,保證打開水嘴開關很快出熱水。 
★ 防凍循環:檢測管道的溫度,并進行循環,防止管道凍壞。 
★ 漏電保護:在電源進線中設置了漏電斷路器,當相線對地出現可動作的漏電電流時,電源自動切斷。 
3)泵/閥/管路
水泵:采用世界頂級泵德國威樂wilo水泵運行穩定,噪音小。 
閥:三力信 大口徑、直開式電磁閥,阻力小
管路:國標熱鍍鋅鋼管

4)系統安全
防風雪 系統支架為整體結構,并與樓面墻體固定。
防 凍 管道防凍防護
防 雷 系統如在原建筑防雷區外,按相關標準做防雷設施。
防冰雹 系統配置的真空管可抗擊Φ2.8CM冰雹。
防漏電 采用漏電開關和接地雙重保護,確保用電安全。
防 水 支架底腳為水泥墩,不會破壞屋面防水。
防 垢 采用控制溫度及水循環的辦法避免水垢產生
關鍵設備 全玻璃真空管

(11)、電加熱說明
1)太陽能熱水器電加熱
太陽能熱水器電加熱器經過精心設計,采用美國進口的優質英格萊800材質電加熱管表面經特氟龍涂層處理制造而成,具有很高的抗腐蝕性。并配有進口雙重保護的優質溫控器。是專為太陽能配套的優質產品。是太陽能光電互補系統的主要部件。實現了太陽能熱水器陰雨雪天都能達到所需水溫的功能。
2)太陽能熱水器電加熱特點 
先進材料:采用進口優質英格萊電加熱管經氮化處理制造而成。
防干燒:設計余量大,耐干燒;帶限溫裝置,到達一定溫度可自動斷電。
自動調節水溫:可配置溫控柜,可根據自已需求設定溫度,當水箱溫度達到設定溫度時,電加熱器自動斷電。
 
(12)、控制柜說明
1)太陽能工程控制柜
太陽能工程控制柜集高科技、高智能為一體,采用新單片技術開發而成的集熱工程自動控制系統,人性數字化控制設計,讓您無需人工值守,給您帶來無限的便捷。 
2)太陽能工程柜主要特點
◆自動上水
◆定時上水
◆溫控上水
◆手動上水
◆自動加熱
◆定時加熱
◆手動加熱
◆集熱循環
◆管道循環
◆手動循環操作
◆頻繁啟動保護
◆循環泵無水保護
◆電加熱防干燒保護
◆集熱器防空曬循環保護
◆溫度、時間雙界面顯示
◆上水故障及防溢流保護


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