太阳能工程设计基本知识课件

1、太阳能工程设计基础知识广东五星太阳能股份有限公司1流道结构2别墅分体式平板太阳能热水系统及其特点：3五星产品国际接轨、执行欧盟标准序号测试项目 EN-12975GB/T191411淋雨水温大于30度，0.05Kg/s速度，淋4小时,进水量5克/m2，5.7水温25度以下，淋水1小时，肉眼无漏水7.132空晒无液体空晒30天，睛天，并辐照度标准要求值（1000m）环境温度20-40度5.4节无液体空晒2天，睛天，环境温度15度，辐照量H17MJ/m7.113抗高温能力无液体，测试最低1小时，气温2040度，风速1m/s5.3节/4外部热冲击性睛天，并辐照度标准要求值（850m),无液体，测试保持

2、最低1小时后，淋水15分钟，水温25度以下。环境温度10度H 14JM/m5.5睛天，并辐照度标准要求值（800m),无液体，测试保持最低1小时后，淋水15分钟，水温25度以下。环境温度10度，H 17JM/m7.125内部热冲击性睛天，并辐照度标准要求值（1000m),在上限临界温度，保持1小时后，立即注入热转换液体，用水冷却15分钟，环境温度10度，H 14JM/m5.6睛天，并辐照度标准要求值（800m),立即注入热转换液体，保持1小时，用水冷却5分钟环境温度15度，H 17JM/m7.144五星产品国际接轨、执行欧盟标准序号测试项目 EN-12975GB/T191416热性能睛天，并辐

3、照度标准要求值（m）6.1，6.2，6.3GB/T4271-睛天，并辐照度标准要求值800m27.17耐压1.5倍工作压力，保压15分钟1.25倍工作压力，保压10分钟7.138负载每次250Pa逐渐增加，直到失败，最低1000pa.5.9/9防冻1.内部装水，20，保持30分钟，从20到10时间是30分钟，10，保持30分钟，3个循环2.内部排水后，试验方法同上。5.8内部装水，20维持8小时，10，保持2小时，7.1610冲击:1.玻璃冲击2.边框冲击1.直径25mm/150g的铁球落下每点每个高度10次，从0.4m逐渐升高到2.0m2.直径25mm的冰球冲击集热器10次。5.1直径25m

4、m/150g的铁球落下每点每个高度10次，从0.4m逐渐升高到2.0m7.1711内压测试设计的下限温度，保持30分钟5.2/5太阳能中央热水工程应用、光热利用系统-就是采用专门设备采集太阳能，并将之转换成所需热能，供应给工业企业及公共和民用建筑等其它行业用热的应用系统；工业方面：主要用于干燥（烘干）、去湿、空气调节、或工序产品预热等；农产品加工：水果、种子、粮食、中药材储存前的去湿、烘干，木材干燥，产品干燥等；农牧业生产：太阳能温室、太阳房等养殖、育苗、蔬菜大棚等；6太阳能中央热水工程应用、光热利用系统公共建筑：学校、医院、体育馆、影剧院、游泳池等空调、采暖、热水供应等民用建筑：住宅、小区商

5、品房供热、空调、采暖等其它:宾馆、酒店、工厂员工宿舍、学生宿舍、部队营房等空调、采暖及热水供应系统等；采暖地区厂房、车间、办公楼等的采暖等；-由于太阳能作为洁净能源，取之不尽，用之不竭，应用前景非常广阔，现阶段创导低碳、节能，太阳能爆炸式发展时代已来到！7太阳能中央热水工程应用模式简介建筑类别工程特点集热器、水箱安装位置辅助加热控制高层居住建筑-分户配套独立系统全天候24小时热水供应，供水不均匀较大且受生活习惯地域变化宜配套户用辅助加热；采用夹套水箱或内置盘管水箱；集热器 安装位置：对应不同户型的南向阳台、窗间墙等水箱位置：设置于卫生间、阳台、壁橱等分户水箱内置电加热或分户配备即热式电或燃气热

6、水器做辅助加热；太阳能多采用间接系统，温和地区介质可用水，冬季结冰地区用防冻液；太阳能温差循环控制较多；阳台壁挂采用自然循环低层居住建筑-除适用高层做法外，可在屋面配套一体式或分体式太阳能热水器全天候24小时热水供应，供水不均匀较大且受生活习惯地域变化宜配套户用辅助加热；一体式可统一规划设计安装于建筑天面；分体式系统集热器设置于天面，水箱可灵活设置于天面或分户设置于卫生间、阳台等处；分户水箱内置电加热或分户配备即热式电或燃气热水器做辅助加热；温和地区太阳能多采用直接系统，冬季结冰地区需考虑防冻，水箱内置盘管采用间接系统；太阳能温差循环控制或自然循环；8太阳能中央热水工程应用模式简介建筑类别工程

7、特点集热器、水箱安装位置辅助加热控制工厂学校宿舍、部队营房等公共建筑全天候热水供应用水时间多为晚上且较短、集中、量大；供储水箱容量与用水量相当；系统控制相对简单；通常集热器、水箱等集中设置安装于建筑天面上均需配套足够的辅助加热设备；常见的有燃油、燃气锅炉/热泵等做辅助加热，小系统也有采用电或其它辅助加热微电脑程控全自动，温和地区多采用直接系统，冬季结冰地区需考虑防冻，多采用间接系统；太阳能温差循环控制较多；医院、宾馆、酒店、会所等公共建筑全天候24小时热水供应，供水不均匀较大且受规模变化；需设恒温供水水箱，控制较复杂；通常集热器、水箱等集中设置安装于建筑天面上；也有水箱设在设备间或地下室等均需

8、配套足够的辅助加热设备；常见的有燃油、燃气锅炉/热泵等做辅助加热，小系统也有采用电或其它辅助加热除同前述第一项外，大系统多采用变频恒压供水；9资源区划及各区太阳能保证率推荐选择范围资源区划年太阳辐照量指标生活热水系统太阳能保证率采暖空调系统太阳能保证率资源丰富区6700MJ/（a)60%40%资源较富区54006700MJ/（a)50%60%20% 40%资源一般区42005400MJ/（a)40%50%10% 20%资源贫乏区 4200MJ/（a) 40% 10%10太阳能工程设计太阳能工程设计基础内容11太阳能工程设计资料收集1、展开设计需要确认和了解的工程情况资料1.1确认欲安装太阳能建

9、筑类别-公共建筑/民用建筑/工业建筑/其它-建筑风格：中式、欧式、仿古、其它-结构特点（多层、小高层、高层/木结构、砖混、框架、现浇钢筋混凝土、 剪力墙、预应力、预制构件拼装、钢结构、其它形式等-太阳能安装场地情况：主要是屋面-平屋面、坡屋面、构架、平台、造型、 阳台、外墙、雨棚等 -安装功能特点：独立应用、建筑结合、兼做建筑构件部分功用、替代构 件功能、装饰效果要求、其它特殊要求12太阳能工程设计资料收集1.2确认欲安装太阳能项目目的、目标、效果生活热水供应：人数、用水方式、用水量标准、冷热水温度、节能要求、保 证率等工业、农业或其它供热：生产工艺、功能、产量、参数、负荷变化、节能要 求、保

10、证率等供水方式：定时、分时段、分质、分量、全天候、全年或季节使用、辅助或 预热、特殊用途；中央式、集中或分散、分户独立等；管理方式、 收费、计量措施等其它情况：辅助能源、水电供应、预期设想或发展变化等不确定的变化、 项目其它工种配合程度、现场情况与施工条件及工期要求、项目 管理运作（设计与方案深化确认，施工、竣工验收或达标要求等13太阳能工程设计1.3利用客户提供的资料构思初步设计方案1.3.1.图纸熟悉或勘察重点: 安装场地空间关联功能其它构筑物或设施、设备布设情况； 安装场地所处建筑朝向、遮挡、安全隐患、运行维护便利等； 安装场地承载、防水、隔热、防雷等情况，对周边环境或设施的潜在影响或必

11、要加固加强办法、防护措施及要求；1.3.2.初步设计框架设计建议： 主要设备安装位置确定水箱、辅助设备14太阳能工程设计1.3.2.初步设计框架设计建议： 主要管路走向、供回水方式、补水方式、系统太阳能运行方式、防冻 方法或措施； 设计工作或施工项目工作界面确定； 太阳能集热器产品类别确定，安装形式、支架结构材料、连接方式确认，主要材料设备品牌、规格、确认，主要设备、管道施工或安装工艺、施工方法确定；1.4.太阳能系统平面设计1.4.1.按选定的集热器产品规格安装倾角连接方式间隔等确定集热器阵列组合方式进行能布局设计,尺寸、定位准确；1.4.2.布局效果:不遮挡、配水布水均匀、循环无死角、无短

12、路；15太阳能工程设计1.4.3.管路宜同程式布置，泄水、排气畅通，水流条件利好，管道汇集须错口避免水流正面冲击导致消能，有效利用管路分流、变向及标高变化实现管道对冷热冲击产生伸缩的自然补偿； 弯管两侧管段允许的长度见下表管 材薄壁铜管薄壁不锈钢管PP-RPEXPB长度 M10.08.01.51.52.016太阳能工程设计1.4.4. 集热器阵列前后左右有足够的采光,不得遮挡,并联组合每组数量应一致,串联组合阵列集热器数量或面积应相当或偏差不大；1.4.5. 集热器阵列每组或并联组合自下循环至上循环应呈上升坡度3；因场地限制,集热器前后排间距减少或缩短时,可通过提高后排支架高度弥补；或采用适当

13、降低安装倾角及采用双排或多排支架来实现；1.4.6. 集热器安装在别墅或其它安装场地空旷地方时，摆放地点因选择靠近一侧或不影响其它区域空间利用，整体布局美观、管路走向不防碍通行、安装维护便利；17太阳能工程设计1.4.7. 坡屋面集热器安装，宜在别墅或其它安装场地空旷地方时，摆放地点因选择靠近一侧或不影响其它区域空间利用，整体布局美观、管路走向不防碍通行、安装维护便利；1.4.8. 阳台集热器安装，主要确定安装位置、安装方式、考虑遮挡、美观、支架基础预埋含水箱支架基础选用等，管道敷设方式，明暗装，室内供水管、回水管交接界面，是否特别定制等；设计院、土建单位配合设计、施工、样板房制作等；外墙式类

14、似；设计内容含基础详图、必要说明、安全防护要求、措施；18太阳能工程设计1.4.9. 太阳能系统循环管道按照72L/m2计算阵列配管管径，选择循环泵；建筑物内热水供水管道按照建筑类别结合管段卫生器具数量计算设计秒流量合理选择配管管径；参照相关国家标准规范执行 下表所示为建筑给水铜管限定流速的流量及相应沿程水头损失公称直径mm1520253240506580流速m/s0.8(1.0)1.0 (1.2) 1.2 (1.5) (1.8)水头损失i(kpa/m)0.820.570.610.470.370.370.290.24流量m3/h0.420.961.983.04.59.01418水头损失1kpa

15、/m相当于102mmH2O(水柱）19太阳能工程设计1.5. 太阳能系统上下循环主管道设计时，主要注重以下几点：1.5.1.太阳能阵列各组集热器布水、配水均匀，水力条件良好，不会出现逆向布水、顶水、局部短路、死水等情形； 1.5.2.主干管走向利于排气、泄水,安装维护方便;1.5.3.主干管道不得防碍通行,宜沿墙柱走向布置,并尽可能与其它管道布局相一致,注意功能冲突；1.5.4.进出水箱或换热设备的管道，应保证开孔/接口位置不影响加热/换热效果；开式系统水箱连通管道过流能力足够；1.5.5. 水箱、换热设备、膨胀罐、系统管道等必要位置须设置呼吸、泄空、检修等功能性（防冻、季节使用、切换等）阀门

16、或装置，以及必要的排水、排污功能管道和装置等；20太阳能工程设计1.6. 太阳能系统供回水管道设计时，主要注重以下几点：1.6.1. 供水主管参考主供水箱及供水立管位置确定走向,尽可能以最小长度达到最快到达供水点,回水管布置原则相同;1.6.2. 供水回水主管在一个水箱上连接时,最好呈对角线位置布置开孔;1.6.3. 上行下给供水方式最好采用同程式布置,室内立支管可不考虑回水,但至少要保证立干管回水效果;1.6.4. 供回水立干管位置应选择靠近主供水点,一支路多供水点时,综合考虑立管与各点位置相当布置;有管道井时,应首先考虑利用管井敷设立管,无管井时,立管应靠近墙角、柱角并不影响通行、不会对室

17、内建筑功能或装饰效果产生不利影响的地方;21太阳能工程设计1.6.5. 公共建筑如工厂、学校、普通医院、旅馆等，装饰要求不高时，主供回水管可明装，甚至可沿建筑外墙明装，但对于高档酒店、医院及住宅建筑，应尽可能采用暗装敷设；1.6.6. 暗装敷设管道其主干管优先选择设置管井，无管井可用时，可考虑装后进行装饰性封闭，须预留检修门及检修口或通道；1.6.7. 无论明装、暗装敷设管道，管道穿越楼板、梁、柱、墙，均须设置套管（预埋、配合），还须作好防水及隔热、保温、防冻措施；1.6.8.管道不论水平或垂直安装，均须根据材质及规格大小设计相应的支、吊架，对应温度变化产生的形变在必要位置设置一定数量伸缩节或

18、考虑补偿。22太阳能工程设计管卡间距参考表公称直径DN1520253240506580100 钢 管2.753.003.53.754.254.755.56.06.0 外 径18222835425476.188.9108 CU和CrNi1.52.02.252.753.003.54.254.755.00 外 径2025324050637590110PVC tg200.900.951.051.201.401.501.651.802.00PVC tg400.600.650.700.901.101.201.351.501.70PE-HDtg200.750.800.901.001.151.301.401.

19、551.70PE-HDtg400.650.750.850.951.051.201.301.451.60管卡间距适用于钢管和铜管23太阳能工程设计1.7. 卫生器具的给水额定流量、给水当量、最低工作压力、连接管的公称直径、用水定额概念 满足卫生器具和用水设备用途要求而规定的，其配水出口在单位时间内流出的水量称为额定流量，单位L/s； 各种配水装置为克服给水配件内摩阻、冲击及流速变化等阻力而流出额定流量所需的最小静水压力称为最低工作压力； 给水当量是把卫生器具配水出口在1s内流出0.2L的水量称为1个当量,有了当量和额定流量这一关系后,各种卫生器具配水出口流量可用额定流量和当量表示,以便于按额定流

20、量计算设计秒流量或按当量计算设计秒流量； 卫生器具在最低静水压力下，其配水口能流出额定流量所需的连接管管径按公称直径计算称为连接管的公称直径； 用水定额是每用水单位在每用水时间内的用水量，L/人d、 L/床d24太阳能工程设计1.8. 设计秒流量概念、计算方法 建筑内的生活用水量在一昼夜、1小时里都不均匀，为保证用水，生活给水管道的设计流量应为建筑内卫生器具按最不利情况组合出流时的最大瞬时流量，这种流量称设计秒流量；1.8.1我国住宅建筑已采用概率法计算给水管道内的设计秒流量： qg=0.2UNg qg-计算管段的设计秒流量，L/s; U -计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率，%； Ng-

21、计算管段的卫生器具给水当量总数； 0.2-1个卫生器具给水当量的额定流量；25太阳能工程设计平均出流概率参考值：（24小时使用热水）住宅类型小时变化系 数U0参考值普通住宅（有大便器、洗涤盆）3.02.53.44.5普通住宅（有大便器、洗脸盆、洗涤盆、洗衣机、热水器和沐浴设备）2.82.32.03.5普通住宅（有大便器、洗脸盆、洗涤盆、洗衣机、家用热水机组或集中热水供应和沐浴设备）2.52.01.52.5高级住宅别墅：有大便器、洗脸盆、洗涤盆、洗衣机及其他设备（净身器等）、家用热水机组或集中热水供应和沐浴设备、洒水栓2.31.81.52.026太阳能工程设计该公式的来源首先求出计算管段最大用水

22、时卫生器具的给水当量平均出流概率，即： U0=q0mKh/0.2NgT3600 U0 -生活给水配水管道的最大用水时卫生器具给水当量平 均出流概率，%； q0-最高日的用水定额，L/(人d); m -每户用水人数； Kh-小时变化系数； T -用水小时数，h，住宅用水每天为24h； Ng-每户设置的卫生器具给水当量总数； 27太阳能工程设计 求出平均出流概率，查表计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率U；也可选择住宅类型，按照管段卫生器具当量总数直接查表（设计手册）；1.8.2集体宿舍、旅馆、宾馆、疗养院、幼儿园、养老院、办公楼、商场、客运站、会展中心、中小学教学楼、公共厕所等建筑的生活给水设

23、计秒流量计算： qg=0.2Ng1/2 qg-计算管段的设计秒流量，L/s; Ng-计算管段的卫生器具给水当量总数； -根据建筑物用途而定的系数；（医院2.0,宿舍2.5等)28太阳能工程设计根据建筑物用途而定的系数值建筑物名称值建筑物名称值幼儿园、托儿所、养老院1.2医院、疗养院、休养所2.0门诊部、诊疗所1.4集体宿舍、旅馆、招待所、宾馆2.5办公楼、商场1.5客运站、会展中心、公共厕所3.0学校1.829太阳能工程设计1.8.3工业企业的生活间、公共浴室、职工食堂或营业餐馆的厨房、体育馆运动员休息室、剧院化妆间、普通理化实验室等建筑的生活给水设计秒流量计算： qg=q0N0b qg-计算

24、管段的设计秒流量，L/s; q0-同类型的一个卫生器具给水额定流量，L/s;查表 N0-同类型卫生器具数； b-卫生器具的同时给水百分数；（分类查表)30太阳能工程设计工业企业的生活间、公共浴室、剧院化妆间、体育场馆运动员休息室等卫生器具同时给水百分数（%）卫生器具名称同时给水百分数工业企业生活间公共浴室剧院化妆间体育场馆运动员休息室洗衣房洗涤盆（池）33151515（30）（2540）洗手盆50505050（70）洗脸盆、盥洗槽水嘴60100601005080（60）浴盆50无间隔淋浴器100100100（100）有间隔淋浴器80608060806080净身盆3331太阳能工程设计 可调式减

25、压阀的压力等级应不低于预定的阀前压力值；阀前最低压力应大于阀后动压力0.2MPa；阀前阀后最大压力差不应大于0.4MPa；安静0.3MPa1.9.高层建筑分区给水减压阀应用1.9.1常见减压阀:可调式减压阀和比例式减压阀 可调式减压阀选用要求: 减压阀的直径应按产品样本中的流量-压力损失曲线选定； 可调式减压阀阀后最高压力和最低压力应符合下表规定：项目压力等级（MPa)1.01.62.5阀前最高压力1.01.62.5阀后最高压力0.81.01.0阀后最低压力0.050.050.0532太阳能工程设计比例式减压阀选用要求: 按设计秒流量选定减压阀的口径，且设计秒流量应在减压阀产品样本的（所选口径

26、、减压比和阀前压力值）流量-压力特性曲线的有效段内； 相应于设计秒流量的阀后压力值（减压后的压力值）应能满足最不利点用水配件处水压要求； 宜选用减压比小于41的比例式减压阀； 当采用减压比不小于41时，宜尽量避开气蚀区； 比例式减压阀须有不同公称直径、不同减压比、不同阀前压力值的流量-压力特性曲线或有临界点流量值，动压系数宜为0.800.90；串联使用时按阀后动压力计算；33太阳能工程设计减压阀宜采用两组并联设置，一用一备，轮换工作，轮换周期为三个月；阀前设置过滤器，确保减压阀的安全使用；减压阀的前后应分设别设置阀门和压力表，减压阀的安装应按阀体的箭头方向与水流方向一致，不得装反，不得设旁通管

27、；比例式减压阀宜垂直安装，如右图所示；可调式减压阀宜水平安装；34太阳能工程推广实施相关主要环节内容介绍、设计前的现场查勘1、了解和测量热水系统安装点有关资料：屋面尺寸（包括天面水池，楼梯间等其他构筑物的平面和高度），承重的墙、承重梁的分布情况，消防管及其它管的分布和高度尺寸。2、屋面或安装点的负载能否满足热水系统的安装条件，同时用指南针测量屋面或安装点的方位。3、集热器与前面遮阳物的距离：测量可能对集热器产生阴影的建（构）筑物的高度。4、水源：从天面水池接入时，要测量水池的最高水位和最低水位；从市政管网接入时，应了解在用水高峰季节和用水高峰时段的水压情况。5、电源：对热水系统配有用电设备的，

28、需了解电压、输电线路可供容量及接驳位置和控制箱的安装位置，特别是加热装置为电热管时，应了解用户的供电容量和安装点的供电线路是否满足要求，如果用户是自己发电，还应了解频率、相电压、线电压情况。35太阳能工程推广实施相关主要环节内容介绍6、热泵系统及太阳能热泵配套系统，主电源要包括所有水泵及其它动力设备用电负荷，明确电源交接位置，供电容量是否满足需求，谷峰用电限制或优惠等。通常我们只负责天面主电控箱以后的控制及配电线路，客户需将主电源接至天面主电控箱指定位置。7、燃油（气）的供给：对已确认的使用燃油（气）作加热装置或辅助加热装置的要了解燃油（气）接驳位置和燃气的种类、压力能否满足要求；对于已有地下

29、储油设施的，或只设地面油泵的；自活动油车将油从地面抽入天面热水炉的日用油箱时，应与客户协商好天面油箱、地面油泵的位置及大小（日用油箱与燃油热水锅炉应有7米以上的安全距离）。8、冷热水交接位置：要了解冷水从哪里接驳，哪些位置需要供热水（开）水，与供水点的管网安装有关的建筑物平面及立面尺寸要测量准确。9、当地气象资料：主导风向、风力大小、最低气温、冻土层厚度等，抗台风基础支架选择，防冻措施及方案选择。36太阳能工程推广实施相关主要环节内容介绍、太阳能热水系统构成、各部分功能及作用集热器（采热）；水箱（储热、调节热量）；管道（各设备间联结、输送、循环、供回水、冷水补充等）；水泵（实现水的强制流动、输

30、送、循环等的机械设备）；辅助加热：太阳能不足时备用的加热设备（电、燃油/气、热泵）控制系统（系统正常运行、操作、检测所配套的自动控制）；其它：设备基础、平台、支架、防冻、保温、防雷、电缆、电线、排气、泄水、稳压、泄压、膨胀罐（水箱）等附属配件、组件等；37太阳能工程推广实施相关主要环节内容介绍、太阳能集热器配套设计、选型标准工程型：长2000宽1000厚95/80；组合型槽式集热器：长2000宽1000厚95/76；冲压成型阳台壁挂：长1950/2440/2800宽8201500厚95/80；涂层：阳极氧化、电镀黑铬、磁控溅射蓝膜集管：紫铜2225排管：紫铜10翼片：铝板/铜板或条带板芯制作工

31、艺：超声波焊接/激光焊接38太阳能工程推广实施相关主要环节内容介绍、工程设计相关依据资料1、气象资料：太阳能资源-太阳辐照强度、主导风速、风向、气候、气温、冰冻情况等；2、给水水源情况：水资源类别、给水温度、压力、水质（PH值、碱度、硬度等）；3、热水供应需求：供水方式，供水温度、压力要求，卫生器具配套情况，采暖方式；当地生活习惯、用水习惯、用水人数、用水量标准选择等；4、太阳能集热器热性能：选择性涂层的吸收率、发射率，集热器热损、瞬时效率、抗冷热冲击性能等，玻璃的透光率、边框及组件的防腐效果、集热器的寿命等；5、系统使用方式：季节使用还是全年使用6、安装地点情况：建筑朝向、周边建筑遮挡情况、

32、建筑结构、承载情况；周边有无易燃易爆危险品或有无腐蚀有害排放物等；7、当地能源状况：电力供应、天然气配套到位供应情况包括能源价格等39太阳能工程推广实施相关主要环节内容介绍、工程主要设计工作内容1、确定系统热负荷；2、确定太阳能系统运做方式（直接、间接系统、辅助能源及辅助方式等）3、按选定太阳能集热器热性能（标准详见GB/T20095-2006太阳热水系统性能评定规范效率根据当地太阳辐照强度选择适当的太阳能保证率，以平均日热负荷计算系统太阳能集热器设计规模（面积），设计计算方法参考GB/T18713-2002 太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范、GB50495-2009太阳能供热采暖工程

33、技术规范；4、根据供水方式选择太阳能系统工作方式、计算确定供水水箱、太阳能集热水箱容积及数量，按最不利情况配套选择辅助加热设备；5、太阳能阵列平面设计，水箱、辅助设备安装地点位置确定、必要的水箱或设备基础设计，建筑承载能力校核；6、必要的水力计算，确定相应管道管径、选择水泵及配套阀类附件等；7、绘制系统图、集热器及设备基础平面、大样图、安装详图等；8、电控系统设计，包括太阳能系统自动控制、辅助加热配套控制、供回水、防雷、抗冻、故障报警、安全防护等；9、其它：必要的设计计算、说明、材质要求，设计及施工验收规范标准等描述；40太阳能工程推广实施相关主要环节内容介绍、太阳能工程施工注意事项太阳能热水

34、系统与传统热水系统类似，基本适用热水工程项目施工及验收规范，由于太阳能特点所致，施工中主要注意事项概括如下：1、太阳能系统集热器、水箱基础数量多，通常多设置在建筑屋面上，新建项目配套时须注意与土建配合作好基础预埋，避免对防水、隔热层的破坏，同时确保基础定位准确，确认水箱等集中荷载安放位置承载良好，不会对结构产生影响，必要时采取加固措施；2、已有建筑增加太阳能系统时，注意对屋面防水、隔热层的保护和处理，确认水箱等集中荷载安放位置承重机构上，不会对结构产生影响，必要时采取加固措施；3、集热器、保温材料现场存放于干燥通风处，避免露天爆晒或淋雨、积水浸泡；现场搬运时注意保护避免碰撞、划伤集热器；41太

35、阳能工程推广实施相关主要环节内容介绍4、集热器须在支架调校完毕后开始安放组装，空晒情况下严禁用水直接冲洗玻璃面板，玻璃面板清洁应在早晚弱日照情况下进行；5、集热器应面向正南或正南偏西5摆放（特殊情况按设计执行），误差控制在3以内；支架倾角按设计执行，误差控制在3以内；6、系统循环管路应有0.3% 0.5%的坡度,以利泄水和排气,应尽可能使上循环管路最短,减少热损。自然循环系统循环管路朝水箱方向呈上升坡度，严禁反坡。易发生气塞点须设置排气阀，用防冻液为传热工质时，宜使用手动排气阀。需要排空和防冻回流的系统应设有吸气阀，要防冻排空的最低点及易积存的位置应设排空阀；7、间接系统的循环管路上应设膨胀箱

36、，闭式间接系统的管路上同时还应设有压力安全阀和压力表，集热器与压力安全阀和膨胀箱间管路应是畅通的，不应设有单向阀或其它可关闭的阀门；8、系统换热器宜以逆流方式连接，循环管路宜以同程式布局设计，循环管路施工时应注意热应力变形的消除，必要时设置伸缩节；42太阳能工程推广实施相关主要环节内容介绍9、电磁阀、温控阀、液位控制器、温度、温差控制器等应在当地气候条件下和水压条件下保持正常工作，防腐性能良好、寿命长；10、系统如不处于建筑物上避雷系统的保护中，应按照GB50057规定的要求增设避雷措施；11、系统循环管路均需保温，保温外保护层须顺水搭接；12、储水箱及集水箱和支架间应有隔热垫，不宜直接刚性连

37、接而增加热损；13、水箱、集热器支架须仿佛处理，地脚处加设水泥保护支墩；14、系统须留有消防安全通道及检修通道，架空设置时须设置检修平台或通道，并设置防护栏。架空设置下有人行通道时，还须注意防止漏水或破损烫伤措施；15、系统使用前须冲洗干净，冲洗、水压试验方法同水系统标准；16、单项工程验收检验程序方法与设备和管道安装工程相同，系统热性能检验须在晴好天气条件下，连续运行三天，每天的水温、水量均应满足系统所处季节的验收指标。验收指标根据设计指标及不同季节等影响因素确定。43太阳能集热系统可采用的防冻系统类型建筑气候分区严寒地区寒冷地区夏热冬冷地区温和地区太阳能集热系统类型直接系统间接系统直接系统

38、间接系统直接系统间接系统直接系统间接系统防冻设计类型排空系统排回系统防冻液系统循环防冻系统44防冻传热介质的物理性质物理性质50%乙二醇水溶液50%丙二醇水溶液硅油芳香族环烃石蜡油凝固点 -36-33-50-73 -32沸点 110110甚高140 204371稳定性要求对PH值进行检测同左好好好闪点无31531563 149235比热容KJ/3.353.351.422.01.51 1.761.92运动粘度s-1 252110-6510-6510-5 510-1110-6 110-4毒性取决于所加缓蚀添加剂性质取决于所加缓蚀添加剂性质低略有导热系数 37W/m0.390.390.13245太阳

39、能集热系统的防冻措施说明太阳能集热系统的防冻设计目的： 对于冬季太阳能系统中的集热器、水箱和室外管道（包括补冷水管道），为避免因积存在系统中的水结冰膨胀造成破坏，须在设计方案中采取技术措施，解决太阳能系统越冬问题。常用防冻方法、措施： 1、自动排空：根据集热器（一般取吸热体/板芯下部温度）温度变化，当其低于设定（一般设在3-5）时，开启设于系统管路上的排空阀、通气阀（呼吸阀），使系统集热器、管道中的水排出。系统集热器阵列、管道走向须确保积水能及时顺利排出很关键，非严寒地区偶尔排放较适用，施工安装要求高。46太阳能集热系统的防冻措施说明常用防冻方法、措施： 2、自动排回：根据集热器下部温度，在晚

40、间或白天太阳能系统循环泵处于停止工作状态下，通过设置的回水阀、通气阀等使系统集热器及管路中水排回水箱，排回主要依靠重力作用，回水箱设置位置须低于循环泵出口，系统室外管道最低点高于回水箱上限水位线。多水箱时，须保证各水箱能均匀加热，不能排空部分管道应尽量设在室内，并有保温措施。施工要求及适用范围同第一种。 3、循环防冻系统：根据集热器（一般取吸热体/板芯下部温度）温度变化，当其低于设定（一般设在3-5）时，控制器启动水泵，使水箱热水在系统循环，将控制点温度提高，如此反复达到防冻目的。47太阳能集热系统的防冻措施说明常用防冻方法、措施： 4、防冻液防冻：前述三种均为直接加热系统的防冻，在严寒地区不

41、适用，即使寒冷地区或温和地区，如果偶遇严寒而系统工作故障、停电等仍然会造成冻裂涨坏事故。最可靠的办法是采用双回路的间接加热系统，这种系统需要设置换热器，集热器与换热器的热侧组成一个回路，其以防冻液为介质，实现防冻目的。被加热水与贮热水箱和换热器水侧组成一个回路。 须配套膨胀罐、安全阀、排气阀、泄空阀、充液装置，对室外冷水补水管道、未充介质的热水循环管道、水箱，以及非连续供水的供水、回水管道，均须采取必要的防冻保温措施。 换热器的选择应适当，换热温差不宜高，否则影响有效得热。48太阳能集热系统的防冻措施说明、太阳能集热系统的防冻设计应符合下列规定：1、在冬季室外环境温度可能低于零度的地区，应进行

42、太阳能集热系统的防冻设计。2、太阳能集热系统可采用的防冻措施宜根据集热系统类型、使用地区参照下表选择：3、太阳能集热系统的防冻措施应采用自动控制运行工作。49太阳能供热采暖系统控制、太阳能供热采暖系统的自动控制设计应符合下列规定：1、太阳能供热采暖系统应设置自动控制。自动控制的功能应包括对太阳能集热系统的运行控制和安全防护控制、集热系统和辅助热源的工作切换控制。太阳能集热系统安全防护控制的功能应包括防冻保护和防过热保护。2、控制方式应简便、可靠、利于操作；相应设置的电磁/动阀、温度控制阀、压力控制阀、泄水阀、自动排气阀、止回阀、安全阀等控制元件性能应符合相关产品标准要求。3、自动控制系统中使用

43、的温度传感器，其测量不确定度不应大于0.5。50太阳能供热采暖系统控制、系统运行和设备工作切换的自动控制应符合下列规定：1、太阳能集热系统宜采用温差循环运行控制。2、变流量运行的太阳能集热系统，宜采用设太阳辐照感应传感器（如光伏电池板等）或温度传感器的方式，应根据太阳辐照条件或温差变化控制变频泵改变系统流量，实现优化运行。3、太阳能集热系统和辅助热源加热设备的相互工作切换宜采用定温控制。应在贮热装置内的供热介质出口处设置温度传感器，当介质温度低于“设计供热温度”时，应通过控制器启动辅助热源加热设备工作，当介质温度高于“设计供热温度”时，辅助热源加热设备停止工作。51太阳能供热采暖系统控制、系统

44、安全和防护的自动控制应符合下列规定：1、使用排空和排回防冻措施的直接和间接式太阳能集热系统宜采用定温控制。当太阳能集热系统出口水温低于设定的防冻执行温度时，通过控制器启闭相关阀门完全排空集热系统中的水或将水排回贮水箱。2、使用循环防冻措施的直接式太阳能集热系统宜采用定温控制。当太阳能集热系统出口水温低于设定的防冻执行温度时，通过控制器启动循环泵进行防冻循环。3、水箱防过热温度传感器应设置在贮热水箱顶部，防过热执行温度应设定在80以内；系统防过热温度传感器应设置在集热系统出口，防过热执行温度的设定范围应与系统的运行工况和部件的耐热能力相匹配。4、为防止因系统过热而设置的安全阀应安装在泄压时排出的

45、高温蒸汽和水不会危及周围人员的安全的位置上，并应配备相应的措施；其设定的开启压力，应与系统可耐受的最高工作温度对应的饱和蒸汽压力相一致。52排回防冻系统示意图53排空防冻系统示意图54循环防冻系统示意图55防冻液防冻系统示意图56阳台壁挂集热器安装示意57阳台壁挂集热器安装示意58阳台壁挂集热器安装示意59太阳能运行规律地球绕地轴自转同时绕太阳公转，地球公转的轨道平面称为黄道面。由于地轴是倾斜的，与黄道面成6633的交角；这个交角和地轴的倾斜方向都是不便的，这样就使太阳光线的直射范围在南北纬2327之间做周期性变化；赤纬即太阳光线与地球赤道面的夹角，赤道算起，北正南负粗略计算：=23.45si

46、n（N-80）/370360赤纬，度；N从元旦开始计算的天数60太阳能运行规律右图为冬至日，正午太阳的高度角比春秋分日的小2327；时角：表示一天里不同时间的太阳位置，以其所在时区的角度表示，1小时相当于15，并规定以太阳在观测点正南向，即当地时间正午12时的时角为0，对应于上午的时角为负值，下午为正值；t=15(h-12)t时角，度；h 时间，按当地太阳时计算；61太阳能运行规律右图为夏至日，正午太阳的高度角比春秋分日的大2327；62太阳能运行规律太阳光线与地平面夹角（h)称为太阳高度角；太阳光线在地平面的投影线与地平面正南方向所夹的角（A）称为太阳方位角；日出、日落时太阳高度角零；一天中

47、在正午即当地太阳时为12点的时候高度角最大，北半球此时太阳位于正南；太阳方位角以正南为0，顺时针方向的角度为正值（下午，上午负）上下午对称于中午；63相关参数计算、太阳能系统基本规定影响太阳高度角（h）和方位角（A）的因素有三个，即赤纬、时角和地理纬度。其计算公式如下：Sinh=sinsincoscostcosA=（sinhsin-sin)/(coshcos)正午时太阳方位在正南，其方位角为0，这时的高度角计算可简化为下式：h =90-（-）（当 时)h =90-（-）（当 时)日出、日落时间的时角及其方位角计算公式：cost=-tantan(太阳高度角h= 0）cosA=-sin/cos (

48、太阳高度角h= 0）H 太阳高度角，度； A 太阳方位角，度；纬角，度； 赤纬，度； t 时角，度；64太阳能集热系统设计基本规定GB50495-20091、建筑物上安装太阳能集热系统，不得降低相邻建筑的日照标准。2、直接式太阳能集热系统宜在冬季环境温度较高，防冻要求不严格的地区使用；冬季环境温度较低的地区，宜采用间接式太阳能集热系统。3、太阳能集热系统管道应选用耐腐蚀和安装连接方便可靠的管材。可采用铜管、不锈钢管、塑料和金属复合热水管等。集热器的设置应符合下列规定：1、太阳能集热器宜朝向正南，或偏东、偏西30度的朝向范围内设置；安装倾角宜选择在当地纬度-1020的范围内；当受实际条件限制时，

49、应按标准规定进行面积补偿。合理增加集热器面积，并应进行经济效益分析。2、放置在建筑外围护结构上的太阳能集热器，在冬至日集热器采光面上的日照时数应不小于4h。前、后排集热器之间应留有安装、维护操作的足够间距，排列应整齐有序。65太阳能集热系统设计基本规定 GB50495-2009集热器的设置应符合下列规定：3、某一时刻太阳能集热器不被前方障碍物遮挡阳光的日照间距应按下式计算：D=Hcothcos0D日照间距,m；h计算时刻的太阳高度角，；0 计算时刻太阳光线在水平面上的投影线与集热器表面法线在水平面上的投影线之间的夹角， ；4、太阳能集热器不得跨越建筑变形缝设置。摘自太阳能供热采暖工程技术规范6

50、6太阳能集热系统设计基本规定 GB50495-2009针对太阳能热水系统特点，太阳能系统设计供热量通常按平均日供热量计算，由于现有设计只反映最高日用水量，实际计算可按照使用人数，所采用用水量标准L/人日5565热水量计算平均日供热量；直接系统集热器总面积计算:计算公式：Ac=QWCW(tend- ti)f/JTcd(1-L)式中：Ac直接系统集热器总面积，； QW日均用水量，； CW水的定压比热容，KJ/； tend贮水箱内水的设计温度，； ti水的初始温度，； JT 当地集热器采光面上的年平均日太阳辐照量，KJ/； f 太阳能保证率，%；本计算选40%； cd集热器的年平均集热效率，宜为0.

51、250.5, 本计算取0.5； L贮水箱和管路的热损失率:本计算取0.2；67QW =用水量标准（L/人日）用水人数（人）水的密度（/L）=60L/人日10000人0.986/L=591600Ac= QWCW(tend- ti)f/JTcd(1-L)= 591600 4.187 KJ/(55-20)40%11660 KJ/0.5(1-0.2)=7435.3468间接系统热交换器换热面积计算Ahr=(1-L）Qhr/(Uhxtj)Ahr间接系统热交换器换热面积，；L贮热水箱到热交换器的管道热损失率，一般可取0.020.05;Qhr热交换器换热量,KW;结垢影响系数,0.60.8;Uhx热交换器传

52、热系数,按热交换器技术参数确定;tj传热温差,宜取510,集热器热性能好,温差取高值,否则取低值.69热交换器换热量计算Qhr =(kfQ）/(3600Sy)Qhr热交换器换热量,KW;k太阳辐照度时变系数,取1.51.8，取高限对太阳能利用有利，但会增加造价;f太阳能保证率，%;Q 太阳能供热系统负担的平均日供热量，KJ；Sy当地的年平均每日的日照小时数，h.注：Q=Qh86400（KJ），Qh热负荷或耗热量，KW；70太阳能供热采暖系统效益评估计算1、太阳能供热采暖系统的年节能量可按下式计算：Qsave=AcJT（1-c) cdQsave太阳能供热采暖系统的年节能量，MJ；Ac 系统的太阳

53、能集热器面积，；JT 太阳能集热器采光表面上的年太阳辐照量，MJ/；c 管路、水泵、水箱和季节蓄热装置的热损失率；cd 太阳能集热器的年平均集热效率，%。注：总节能费、折现系数、常规能源热价、费效比（元/KWh)、二氧化碳减排量等计算，可参考GB50495-2009附录有关章节；71太阳能供热采暖系统效益评估计算太阳能供热采暖系统寿命期内的总节能费可按下式计算：SAV=PI（QsaveCc-ADJ）-ASAV系统寿命期内的总节能费用，元；PI折现系统；Cc系统评估当年的常规能源热价，元/MJ；A太阳能热水系统总增投资，元；DJ每年用于与太阳能供热采暖系统有关的维修费用，包括太阳集热器维护，集热系统管道维护和保温等费用占总增投资的百分率；一般取1%。SAV=PI（QsaveCc-