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工程设计

太阳能热水系统方案设计依据 
(一)、设计依据 
1、设计参考资料
    本工程的设计标准、质量标准﹑检验标准﹑测试方法是根据相关的国家标准为依据组织制订和实施的。参照执行的有关标准有: 
1.《建筑给水排水设计规范》 GB50015-2003
2.《太阳能热利用术语》 GB/T12936-1991
3.《真空管太阳集热器》 GB/T17581-1998
4.《太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范》 GB/T18713-2002
5.《家用太阳热水系统热性能试验方法》 GB/T18708-2002
6.《建筑结构荷载规范》 GB50009-2001
7.《钢结构设计规范》 GB50017-2003
8.《低压配电设计规范》 GB50054-1995
9.《家用和类似用途电器的安全通用要求》 GB4706.1-1998
10.《设备及管道保温技术通则》 GB4272-92
11.《建筑物防雷设计规范》 GB50057-94
12.《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》 GB50017-2003
13.《家用太阳热水系统技术条件》 GB/T19141-2003
14.《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》 GB/T50364-2005
15.相关地方标准
1).《太阳能实用工程技术》 喜文华主编  甘肃兰州大学出版社1997年出版
2).《给水排水设计手册》 核工业第二研究设计院主编  中国建筑工业出版社2001年出版
3).《热能工程设计手册》 夏敏文主编  化学工业出版社1998年出版

(2)、设计参数
1、气象参数(江苏)
当地纬度倾角平面平均日辐射量:12712KJ/M2
年日照时数:2000小时; 
年平均环境温度:15℃
2、热水设计参数
热水定额q=100L/人·d;
设计热水温度:50℃ 冷水设计温度10℃
3、生活热水供应设计模式
设计太阳能热水系统集中式供应热水,定温24小时供应热水(根据温度控制模块设定回水管温度,及当温度低于设定温度时启动)。 辅助能源为(电加热)。 
4、太阳能集热系统设计:
(1).太阳能集热器的定位:太阳能集热器向南布置。 
(2).最大日用水量的确定
根据公式Qrd=m·q
式中Qrd——最大日用水量(L);
m —— 用水人数,(人);
q —— 热水用水定额(L/人·d) 
则整个系统的最大日用水量Qrd=120×100=12000L

(3)、确定太阳能集热器面积
根据GB/T50364-2005《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》直接系统集热器采光面积:

式中: As—太阳集热器总面积 (m2);
Qrd——最大日用水量(L),12000L; 
C-热水的比热,4.187(KJ/Kg·℃); 
tr-热水温度,50 ℃;
tl-冷水温度,10 ℃;
f-太阳保证率,选用45%;
JT-年平均日太阳辐照量,常州=12712(KJ/m2); 
η -集热器年平均集热效率,取:0.5;
ηL-贮水箱和管路的热损失率,取:0.2;
则:太阳集热器

(4)、太阳集热器的选型 
选用型号为BDLT-GJ1858-50真空管横置式太阳能集热器:其规格为¢58×1800mm,每组50根集热管、集热面积7.5m2,共需178/7.5=23.7组,取24组,实际太阳集热器总面积为178m2。 
(5)、系统热水箱的配置
根据最大日用热水量Qrd=12000(L/d),选用1个12吨的不锈钢方形水箱。水箱内胆采用SUS304不锈钢,保温材料采用聚氨酯硬质泡沫熟料发泡,保温厚度不少于55mm。
(6)、集热系统循环水泵的选择
1)水泵循环流量:qx=B2·As=0.015×178=2.67L/s
2)循环水泵扬程:

根据水泵扬程和循环流量选用威乐PH-251E热水循环水泵一台
水泵性能 Q=5.3 L/s,H=7.5m,管径为DN50。

(7)、辅助加热系统的选型 
(8)、集热系统管道的选择
根据集热系统的循环流量qx= 2.67L/s,集热循环管路的管径选用DN50。 
管道采用聚乙烯保温管(PEF)。 

(9)、供水系统水泵的选型
(10)、关键设备与配件选型
1)太阳能集热器
l集热联箱内胆:SUS304-2B食品级不锈钢厚0.5mm
l集热联箱保温:无氟聚氨酯发泡保温,保温性能好,绿色环保 
l支架:镀锌角钢美观耐腐蚀。 
l真空管密集式排列,单位长度集热管数量多,吸热快,效率高 
l可拆卸式标准模块,运输方便,组装快捷。 
2)控制系统:微电脑控制系统un=220v,电磁阀220v,功能有:
1、定温循环泵进水 2 、温差循环 3、管道防冻循环
4、定温用水管道循环 5、定时、定温电加热 6、增压供水
7、防干烧 8、手动自动切换.
★ 太阳能集热器及电加热水温显示:水温显示范围为0~99℃;
储热水箱水位显示:自下而上显示1~4级水位,缺水时1级水位指示灯闪烁。
★ 防干烧功能:当满足电加热条件,但水位低于两级时(水箱水位显示0或1),自动打开进水至两级。
★ 自动补水: 智能判断是否给工程水箱补水。
★ 水满自动停止进水功能:当水满或达到设置水位时,自动停止给工程水箱补水。 
★ 温差循环:检测集热器与储热水箱的温差,并进行热水循环。 
★ 管道循环:检测管道的温度并进行循环,保证打开水嘴开关很快出热水。 
★ 防冻循环:检测管道的温度,并进行循环,防止管道冻坏。 
★ 漏电保护:在电源进线中设置了漏电断路器,当相线对地出现可动作的漏电电流时,电源自动切断。 
3)泵/阀/管路
水泵:采用世界顶级泵德国威乐wilo水泵运行稳定,噪音小。 
阀:三力信 大口径、直开式电磁阀,阻力小
管路:国标热镀锌钢管

4)系统安全
防风雪 系统支架为整体结构,并与楼面墙体固定。
防 冻 管道防冻防护
防 雷 系统如在原建筑防雷区外,按相关标准做防雷设施。
防冰雹 系统配置的真空管可抗击Φ2.8CM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 支架底脚为水泥墩,不会破坏屋面防水。
防 垢 采用控制温度及水循环的办法避免水垢产生
关键设备 全玻璃真空管

(11)、电加热说明
1)太阳能热水器电加热
太阳能热水器电加热器经过精心设计,采用美国进口的优质英格莱800材质电加热管表面经特氟龙涂层处理制造而成,具有很高的抗腐蚀性。并配有进口双重保护的优质温控器。是专为太阳能配套的优质产品。是太阳能光电互补系统的主要部件。实现了太阳能热水器阴雨雪天都能达到所需水温的功能。
2)太阳能热水器电加热特点 
先进材料:采用进口优质英格莱电加热管经氮化处理制造而成。
防干烧:设计余量大,耐干烧;带限温装置,到达一定温度可自动断电。
自动调节水温:可配置温控柜,可根据自已需求设定温度,当水箱温度达到设定温度时,电加热器自动断电。
 
(12)、控制柜说明
1)太阳能工程控制柜
太阳能工程控制柜集高科技、高智能为一体,采用最新单片技术开发而成的集热工程自动控制系统,人性数字化控制设计,让您无需人工值守,给您带来无限的便捷。 
2)太阳能工程柜主要特点
◆自动上水
◆定时上水
◆温控上水
◆手动上水
◆自动加热
◆定时加热
◆手动加热
◆集热循环
◆管道循环
◆手动循环操作
◆频繁启动保护
◆循环泵无水保护
◆电加热防干烧保护
◆集热器防空晒循环保护
◆温度、时间双界面显示
◆上水故障及防溢流保护


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