一、太陽能熱水工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求
?、?系統(tǒng)產(chǎn)水量：系統(tǒng)設(shè)計(jì)春、秋晴好天氣日產(chǎn)45℃以上洗浴熱水10噸。
?、?晴好天氣以太陽能為主，陰雨天氣或陽光不足時(shí)，利用電輔助加熱。
㈢.洗浴方式：全天候24小時(shí)供水。
太陽能熱水工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)及施工
二、太陽能熱水工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù)
㈠.設(shè)計(jì)規(guī)范引用標(biāo)準(zhǔn)
1.GB/T18713-2002《太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝及工程驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》
2.GB/T4272-1992《設(shè)備及管道保溫技術(shù)通則》
3.GB/T6424-1997《太陽能集熱器技術(shù)條件》
4.GB/T93-86《工業(yè)自動(dòng)化儀表工程及驗(yàn)收規(guī)范》
5.《建筑給排水工程規(guī)范》(暖通空調(diào)規(guī)范)
6.《給水排水工程施工手冊》
㈡.自然條件
用戶地處我國內(nèi)蒙古部地區(qū)，屬溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫為16.2℃，太陽輻射量約為3200MJ(兆焦)/年m2，晴天平均日照時(shí)間為8.2小時(shí)。
內(nèi)蒙古地區(qū)太陽能月積累輻射量(單位：MJ/㎡)
?、?太陽能真空集熱管(器)熱性能參數(shù)：
太陽輻射吸收率≥93%，發(fā)射率≤6%，集熱器效率≥53%
?、?該單位應(yīng)提供的基本條件
1.樓頂可供采光面積：滿足使用。
2.水源：滿足使用(壓力不低于2.4Mpa)。
3.電源：電負(fù)載容量不低于40kw。
4.輔助熱源：利用電輔助加熱。
三、太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念
?、?采用整合設(shè)計(jì)原則，從項(xiàng)目立項(xiàng)到施工設(shè)計(jì)的整個(gè)過程，綜合考慮用戶的建筑物、使用工況、集熱器規(guī)格及性能參數(shù)、系統(tǒng)配置及運(yùn)行方式、使用和維修、節(jié)能與安全、經(jīng)濟(jì)效益等因素，均應(yīng)符合工程系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則。
㈡.力求使太陽能與常規(guī)能源組合，充分利用太陽能，限度降低常規(guī)能源消耗量，從而達(dá)到節(jié)約費(fèi)用開支之目的。
㈢.系統(tǒng)設(shè)計(jì)的*行、安全性、可靠性、耐久性等綜合考慮。
?、?較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，為客戶在環(huán)保、節(jié)能、文明用水、洗浴檔次等方面提供一套可靠的硬件設(shè)施。
四、系統(tǒng)設(shè)計(jì)
太陽能熱水系統(tǒng)主要有集熱器、儲(chǔ)熱水箱、輔助熱源、循環(huán)管道、自動(dòng)控制、五部分組成。
㈠.集熱器
1.熱負(fù)荷： 需用熱水量10000kg
Q=10000kg×(45℃-15℃)×4.187=1256MJ
2.集熱面積：太陽能熱水系統(tǒng)的產(chǎn)水量與太陽輻射強(qiáng)度和日照時(shí)間密切相關(guān)，一年四季變化很大。因此本方案按年平均輻射進(jìn)行設(shè)計(jì)。據(jù)資料查得本地日平均太陽輻射量為17MJ/m2。太陽能熱水系統(tǒng)集熱效率為56%，則集熱面積為A=1256MJ/(17MJ/m2×53%)=139.4m2。為安裝組合便利取24組，采光面積154㎡。
3.集熱器選型及鋪設(shè)安裝：
⑴.光源牌太陽能集熱器技術(shù)參數(shù)：
真空管規(guī)格：Ф47×1500mm
每組集熱器采光面積：6.4m2。
單組真空管支數(shù)：56支
單管額定產(chǎn)水量：8 kg/天
每組額定產(chǎn)水量：448kg/天
⑵.設(shè)計(jì)選型：
根據(jù)上述技術(shù)參數(shù)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)總配置集熱器為24組。采光面積154m2。利用真空管1344支，春、夏、秋三個(gè)季節(jié)晴好天氣日產(chǎn)45℃以上熱水10噸。冬季在產(chǎn)水量不變的情況下，水溫可達(dá)到35℃以上。
⑶.集熱器安裝鋪放
按照用戶提供的建筑物可占用面積，將太陽能集熱器安裝在樓頂以串3組并3組的方式東西排列，南北兩排。整個(gè)集熱器所產(chǎn)熱水直接進(jìn)入儲(chǔ)水箱備用。
?、?儲(chǔ)熱水箱
儲(chǔ)熱水箱1個(gè)，內(nèi)膽尺寸為：3000㎜ ×2000㎜×1830㎜，水箱容量為10.08噸，放置在樓頂能承重的適合部位。內(nèi)膽采用進(jìn)口SUS304食品級(jí)不銹鋼1.5mm板材，亞弧焊接而成，外皮為0.4mm彩鋼板裝飾，中間60mm聚氨酯發(fā)泡保溫。
?、? 輔助加熱
太陽能作為一種新能源，取之不盡，用之不竭，但不能解決全天候供應(yīng)熱水問題。陰雨天氣或光照不足時(shí)，需要相應(yīng)的輔助熱源才能滿足熱水需求。根據(jù)客戶的實(shí)際情況，確定利用電輔助加熱。采用專用輔助電加熱機(jī)組，該機(jī)組電加熱管采用特殊不銹鋼材料制成，具有防腐抗水垢功能，壽命高于一般管1—2倍。
?、?.管道循環(huán)系統(tǒng)
1. 管道管件：采用國標(biāo)熱鍍鋅鋼管，鑄鐵或沖壓管件。
2. 管道保溫：50mm特制巖棉保溫管，外纏防水布，化纖玻璃絲布，樹脂膠涂刷包裝;(或聚氨酯保溫)同時(shí)加裝電伴熱帶，預(yù)防冬季管道凍堵。
3.電磁閥：采用產(chǎn)品。
4.手動(dòng)閥門：采用銅體閘閥。
?、?自動(dòng)控制系統(tǒng)
根據(jù)本工程系統(tǒng)功能的要求，此控制系統(tǒng)全部由我公司獨(dú)立設(shè)計(jì)制作完成，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化智能操作，確保經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，水溫水位、進(jìn)水出水、循環(huán)系統(tǒng)、輔助加熱等工作狀態(tài)數(shù)碼顯示，直觀可見，操作人員一目了然，管理使用十分方便。系統(tǒng)安裝控制柜1臺(tái)，電加熱驅(qū)動(dòng)柜1臺(tái)，同時(shí)具備手動(dòng)強(qiáng)制啟停功能，維修更方便，功能更齊全。
五、太陽能熱水系統(tǒng)工作原理及運(yùn)行方式
㈠.太陽能熱水系統(tǒng)工作原理：
本系統(tǒng)采用定溫進(jìn)水、溫差循環(huán)的運(yùn)行方式，晴好天氣充分利用太陽能，陰雨天氣或光照不足時(shí)，使用輔助加熱。
㈡.太陽能熱水系統(tǒng)運(yùn)行方式
1.定溫進(jìn)水：當(dāng)集熱器溫度達(dá)到設(shè)定溫度值45℃時(shí)，上水電磁閥自動(dòng)開啟，將集熱器中的熱水頂進(jìn)儲(chǔ)熱水箱，集熱器溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，電磁閥自動(dòng)關(guān)閉，停止上水。系統(tǒng)吸收太陽熱量儲(chǔ)存于集熱器內(nèi)的水中，使溫度繼續(xù)升高，然后再開啟，再關(guān)閉。通過這樣一個(gè)不斷重復(fù)的過程，把太陽的能量轉(zhuǎn)化為熱能，直到把儲(chǔ)熱水箱的水加滿。
2.溫差循環(huán)：儲(chǔ)水箱水滿后，只要有陽光輻射，集熱器的水溫必然繼續(xù)升高，當(dāng)集熱器的水溫高于水箱底部溫度8℃時(shí)，循環(huán)泵啟動(dòng)，系統(tǒng)開始循環(huán)，水箱繼續(xù)增溫，直到兩個(gè)水箱的水溫接近時(shí)，循環(huán)泵停止工作。這樣即可保證太陽能得到最充分的利用。
3.輔助加熱：
?、?自動(dòng)監(jiān)測水溫：陰雨天氣或光照不足水箱水溫低于設(shè)定值
45℃時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)打開輔助熱源，水溫達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，輔助熱源自動(dòng)關(guān)閉。
⑵.自動(dòng)監(jiān)測水位：當(dāng)洗浴人數(shù)較多，用水量過大，水箱水位降到20%時(shí) ，進(jìn)水電磁閥自動(dòng)打開，向水箱注入自來水水，同時(shí)啟動(dòng)輔助熱源，溫度升到設(shè)定溫度時(shí)自動(dòng)關(guān)閉，從而保證及時(shí)供應(yīng)熱水。
六、太陽能熱水系統(tǒng)功能及特點(diǎn)
?、?高效節(jié)能，成本低廉
效率的利用太陽能量可節(jié)約能源75%以上，運(yùn)行成本大大降低，智能化控制還可以節(jié)省人員開支，所以日常運(yùn)行費(fèi)用很低。
㈡.安全可靠，沒有危險(xiǎn)
太陽能沒有常規(guī)能源所存在的易燃易爆、中毒、斷路、觸電等危險(xiǎn)，因此是的熱水系統(tǒng)。
?、?綠色環(huán)保，沒有污染
采用了太陽能潔凈綠色能源，避免了礦物燃料對(duì)環(huán)境的污染。因此，系統(tǒng)在制熱水的過程中沒有粉塵懸浮微粒的污染，也沒有廢渣、廢水物的產(chǎn)生，更沒有硫化物、氮化物、一氧化碳和二氧化碳的排放，符合國家環(huán)保政策，利國利民，為用戶提供了一個(gè)干凈、舒適的生活空間。
㈣.控制*，智能運(yùn)行
系統(tǒng)采用了*的智能化控制技術(shù)，實(shí)行自動(dòng)控制，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，可設(shè)置全天候供應(yīng)熱水，使用非常方便。
?、?整個(gè)集熱系統(tǒng)安全可靠，使用壽命長，在正常情況下，使用壽命可達(dá)到15年以上。
七、太陽能熱水工程施工方案
?、?不破壞建筑物的結(jié)構(gòu)和承載能力。
㈡.不破壞樓頂面防水層和附屬設(shè)施。
?、?采取緊固措施，保證系統(tǒng)設(shè)備能經(jīng)受大風(fēng)力的負(fù)載。
?、?集熱器基礎(chǔ)建在樓頂防水層5-10cm以上高度，為樓頂面日后維修提供便利。
㈤.集熱器擺放面向正南方或偏西10度，安裝斜角不大于36度。
?、?電控系統(tǒng)的安全符合GB8877規(guī)定的要求。
㈦.電源線及信號(hào)線的安裝符合GB50258規(guī)定的要求。
㈧.管道的坡向和坡度根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行安裝，DN32以上管道用法蘭連接，DN32以下管道用活節(jié)或焊接連接，管道支撐有足夠的強(qiáng)度，支撐點(diǎn)安裝距離不超過3米。管道保溫工藝及材料厚度均按設(shè)計(jì)要求規(guī)范操作。
?、?水泵的型號(hào)選擇符合設(shè)計(jì)和合同的要求。
?、?調(diào)試驗(yàn)收：整個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)行或靜態(tài)時(shí)均不出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，安裝符合驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的指標(biāo)，水溫、水質(zhì)檢驗(yàn)符合設(shè)計(jì)要求。
