生物质锅炉与太阳能洗浴热水工程设计

太阳能生活热水洗浴系统设计方案文件设计单位：联系电话：地址：：HTTP：太阳能生活热水水洗浴系统设设计说明方案基本原则遵守国家相关法法律、法规及及太阳能、给给排水、采暖暖和土建等专专业的相关标标准、规范。综合考虑产品、系系统的技术先先进性、运行行可靠性、经经济性、使用用便利性和使使用寿命等各各方面因素，选选择实用、经经济的方案。依据工程图纸及及现实条件，参参考同类工程程经验。设计说明2．1设计依据据GB/T187713-20002《太阳热水水系统设计、安安装及工程验验收技术规范范》GB500155-20033《建筑给水水排水设计规规范》GB/T175581-19998《真空管太太阳集热器》GB/T64224-19997《太阳能集集热器技术条条件》GB4301--84《太阳能集集热器热性能能试验方法》GB502077-19944《屋面工程程技术规范》Q/WJW011-20011《不锈钢水水箱》GB/T42772-19992《设备及管管道保温技术术通则》GB500577-19944《建筑物防防雷设计规范范》GB/T155513-19995《太阳能热热水器吸热体体、连接管及及其配件秘用用弹性材料的的评价方法》GBJ17888《钢结构设设计规范》2．2设计方案案主要考虑的的几个问题鉴于该项目采用用太阳能加电电辅助能源热热水系统用于于洗浴使用的的特点，我们们认为，该方方案设计应充充分考虑用户户单位的下列列问题，科学学设计太阳热热水系统，使使其达到合理理、可靠、先先进。（1）系统应保保证全天供应应热水，并考考虑在高峰用用水情况下，确确保热水供应应问题，循环环供水方式打打开淋浴头进进出热水。（2）系统应配配置辅助电加加热设施，以以解决阴雨天天或太阳能不不足时的热水水供应问题。（3）系统设计计应考虑优先先利用太阳能能源加热热水水；当太阳能能不足时，再再利用辅助能能源补充热能能，以达到环环保和节能降降耗的目的。（4）系统处在在京津地区，冬冬季寒冷结冰冰。因此应充充分考虑太阳阳能及管路的的冬季防冬问问题。（5）要综合考考虑建筑设计计，合理选择择太阳能和其其他主要设备备的放置位置置。（6）太阳能系系统和换热水水箱的摆放和和布局方式应应巧妙设计，以以解决太阳能能系统的布局局与摆放应与与周围的建筑筑物相协调问问题,并换热系统统运行方便、安安全.（7）变频全天天供水，系统统运行经济可可靠。（8）太阳能系系统和电辅助助加热系统应应可靠、耐用用、方便管理理。（9）在保证工工程质量的前前提下，尽可可能降低工程程造价，提高高工程的性价价比。2．3系统基本本设计（1）根据京津津地区冬季寒寒冷结冰的特特点，选用抗抗冻性强、热热效率高、安安全可靠的热热管真空管型型集热器。（2）采用太阳阳能+电辅助系统统联合供热水水的系统方案案，并优先利利用太阳能源源。当阴雨天天或太阳能不不足时，用电电辅助系统加加热补充热水水。这样可以以确保热水供供应的可靠性性，并充分利利用太阳能源源，最大限度度地减少用电电量，降低运运行费用。（3）太阳能系系统设计为温温差循环太阳阳热水系统，达达到充分利用用太阳能，系系统集热效率率高；电辅助助加热采用温温控方式作为为太阳能热水水系统辅助能能源。（4）冬季采用用自限温伴热热带防止管路路结冰冻坏。（6）供水承压压供水，供水水方式简单、方方便.（7）采用工业业级可编程电电脑控制器，实实现太阳能和和辅助加热系系统的全自动动化、智能化化，确保控制制系统的可靠靠性，实现自自动化运行，并并具有可以根根据用户的实实际需要，任任意修改控制制程序，使系系统实现真正正意义上的全全自动控制和和智能化管理理。2．4用热水量量及水箱容量量根据GB500015-22003《建筑给水水排水设计规规范》,按照每人每每天60L/天计算,每天需要洗洗浴的人数为为3人/家,则每家需要40℃水量为180L,每个家庭设设计水箱容量量200LL.2.5太阳集热热器数量确定定根据现场情况及及摆放后的美美观性和检修修方便性。选选择￠58*18800热管真真空管,每个家庭共计计支58*18800热管真空管。轮廓廓总面积为1.75mm2.太阳能热水系统统计算书2.5、1计计算参数总括括表水箱总容量（LL）真空管数量（支支,58*11800）总计:面积轮廓面积2344m22.5、2计算算依据GB/T188713-22002《太阳热水水系统设计、安安装及工程验验收技术规范范》GB503664-20005《民用建筑筑太阳能热水水系统应用技技术规范》GB/T200095-22006《太阳热水水系统性能评评定规范》GB500115-20003《建筑给水水排水设计规规范》GB/T177581-11998《真空管太太阳集热器》GB/T177049-22005《全玻璃真真空太阳集热热管》用户要求和现有有条件2.5、3系统统主要设计参参数计算（1）天津地区区的太阳辐射射资源查有关资料，天天津地区全年年各月水平面面的月平均日日太阳辐照量量见下表。表表1天津地区全全年各月水平平面/当地纬度斜斜面上的月平平均日太阳辐辐照量（MJJ/㎡·d）月份123456789101112室外平均气温-4.6-2.24.513.119.82425.824.419.412.44.1-2.7水平面8.6810.5313.1315.1418.6919.6016.8716.1013.1711.308.827.78纬度斜面15.3617.3819.0418.7220.1218.9616.4916.6218.6317.4514.7713.84从上表可知：不不同斜面上的的太阳辐照量量是不同的，且且随月份（季季节）变化而而变化。本系系统设计太阳阳集热器采用用横置集热器器模块,可实现对太太阳的季节跟跟踪，因此设设计计算选择择纬度斜面的的太阳辐射值值。太阳能系系统一般按年年平均日太阳阳辐照量设计计。因此查表表1，取太阳集集热器斜面（当当地纬度斜面面）年平均值值16.155MJ/㎡·d作为设计值值。(2)天津地地区热管真空空管集热器的的热效率经有关检测机构构测试，真空空管集热器的的效率曲线见见右图。从效率曲线可以以看出，热管管真空管集热热器的热效率率随tm（太阳集热热器进出口平平均温度）与与ta（环境温度度）的温差与与太阳辐照度度的比值（tm-tta）/G的变化而变变化。也就是是说，要求的的产热水温度度越低，环境境温度越高，真真空管的热效效率就越高；；反之，则越越低。查GBJ19--87《采暖通风风与空气调节节设计规范》(2001年版),天津地区的的气象条件如如下：年平均均温度：11.5℃，极端最高高温度39.1℃，极端最低低温度－18.1℃。取年平均均温度作为计计算依据，即即ta=111.5℃。取G=600WW/㎡，根据天天津地区情况况，冷水温度度取10℃，热水温度度取40℃，则tm=(40℃+10℃)/2==25℃，由此可计计算出天津地地区水平坐标标的数值x=(225℃－11.5℃)/6000W/㎡=0.02225㎡K/W。查上图的太阳集集热器效率曲曲线（三根曲曲线中中间的的曲线为采光光面积效率曲曲线），当水水平轴x=00.02255㎡K/W时，热效率率在0.78左右。因此此，太阳集热热器的采光面面积热效率取取0.78。(3)每家真真空管集热器器的采光面积积计算根据GB503364-20005《民用建筑筑太阳热水系系统应用技术术规范》,直接系统太太阳集热器的的采光面积可可以按如下公公式计算：式中：------直接系统太太阳集热器的的采光面积，单单位㎡-----日均用水量量，单位kg。对于该太太阳能系统，取180kg-----水的定压比比热容，单位位KJ/((kg·℃)。应取4.1866KJ/((kg·℃)。-----贮水箱内水水的终止温度度，单位℃。对于该太太阳能系统，应应取40℃-----水的初始温温度，单位℃。对于该太太阳能系统，应应取10℃-----太阳能保证证率。最新的的国家标准建建议取0.3～0.8。这里取0.7-----太阳集热器器采光面的年年均太阳辐照照量，单位KJ/㎡。对于该该太阳能系统统，取161500KJ/㎡·d-----太阳集热器器效率。此处处取采光面积积效率,取0.76-----管路及贮水水箱热损失。取0.1据上述数据计算算如下：本工程:=1.43㎡本面积为采采光面积1.43㎡.(4)所需需热管真空管管集热器数量量计算选用我公司生产产的￠58*18800型热管真空空管集热器，每每块由Ф58*18800真空管组成成，为了减小小太阳集热器器风载荷和防防止真空管被被大雪裹抱，热热管真空管太太阳集热器底底部不设置反反光板。根据据GB/T175811-19988《真空管太太阳集热器》国国家标准的规规定，单块太太阳集热器的的采光面积（AperttureAArea）为：=58mm××14×（1800--75）=1..4㎡/块——太阳集热热器的采光面面积——除去联集集管和尾架遮遮挡部分外的的真空管集热热管长度——真空管罩罩玻璃管外径径——太阳集热热器真空管数数量因此，需要￠558*18000*14型热管真空空管集热器的的数量为：集热器数:11.43/11.4≈1块,则每家￠58*18800*144型热管真空空管集热器一一套.由于热管真真空管设计在在阳台位置，建建筑阳台的位位置为0.9米，可以放放置￠58*18800*111型热管真空空管集热器，每每块1.75mm2。太阳能热水系统统的节能保证证率：11（根）/14（根）*100%%=78.55%本项目共计9223户住户，合合计需要￠58*18800*144型热管太阳阳能923套，则热管太阳能面积积为：923(户)*1.775（m2/户）=1615平米。2.6集热器摆摆放A．选型：选选用热管真空空管集热器，茶茶色铝合金外外框，与屋面面、建筑等色色调协调，没没有光污染。B．位置：根根据建筑要求求，集热器嵌嵌入摆放在阳阳台上。C．摆放方式：：设计为横置置摆放方式，铺铺于阳台上设设计的钢支架架上。详见集集热器平面布布置图。D．支架：采用角钢在在阳台上设计计一整体支架架，外刷草绿绿色防腐防锈锈涂料。2.7.热水水水箱设计A．位置：水水箱在阳台设设备间，满足足250kg承重要求。B．选型：选选择换热承压压密闭水箱，水水箱容量为200L。2.8.太阳阳能循环泵设设计A设计参数:工作流量Q=200-30kgg/M2.hh太阳能根据现场情况及及管路沿程阻阻力选取工作作扬程B.品牌选择::德国威乐热热水循环泵。C.具体型号见见下表:型号RL50-1440技术参数扬程(m)15流量(t)40功率(KW)4KW电压(AC,VV)3802.9.电辅助助能源设计辅加热功率设计计计算原则:应按按阴雨天完全全靠电加热加加热时计算计算参数：最长长加热时间：：3小时冷水水温：100℃热水水温：40℃加热水量：1880由以上参数计算算锅炉加热功功率为：P=CCMΔT/H··860·η=1**180*((40-100)/3*8860*0..9=2.332KW（设计电负负荷为；2--4KKW）式中：C：水的的比热1千卡/kg·℃M：加热水水量kgΔT:加热温温差℃H：加热时间小时860：每KKW加热每小时时发热量千卡η：加热效率90%2.10.系统统管路设计A.管材选型::根据用户要要求,选用热镀锌锌管B.管径确定::1.太阳能循环环管:Φ802.自来上水管管:Φ503.供水水管道:DDN80C．连接方式：：根据用户要要求选用焊接接连接方式;D．管路保温：：采用5CM橡塑管保温温，再缠玻璃璃丝布，外刷刷草绿色涂料料。保温效果果好，又与屋屋顶、集热器器色调协调。2．11．关键键设备选型介介绍1．热管真空管管简介热管真空太阳能能集热管技术术参数真空管结构热管真空管玻璃材料硼硅玻璃3.33材料硬度莫氏硬度7.22内管镀膜三靶干涉膜工艺艺太阳吸收比ɑ≥0.965((AM1.55)半球发射比εhh≤0.035((80℃±5℃)空晒性能参数≥230m200C/KW闷晒太阳辐照量量H≤4.7MJ//m2(35℃)真空集热管的平平均热损系数数ULT≤0.85W//(m2.℃)真空夹层内的气气体压强P≤5.0X10-3Pa寿命15年以上系统产品介绍（1）太阳集热热器选型与布布置目前国内使用的的太阳集热器器类型主要有有平板集热器器、全玻璃真真空管集热器器、热管集热热器。平板集集热器不防冻冻，一般只在在春、夏、秋秋三季使用；；全玻璃真空空管集热器在在零下25℃条件下，仍仍可产生热水水，可一年四四季使用，但但冬季利用太太阳能的效率率较低，是目目前普遍使用用的产品；热热管集热器可可在零下50℃条件下使用用，但其冷凝凝端（加热端端）表面积仅仅是全玻璃真真空管的百分分之一，承压压运行，换热热效率高，安安全可靠，适适合在北方高高寒地区使用用。因此选择择热管真空管管集热器。我公司生产的工工程用热管真真空管集热器器模块，已实实现标准化、模模块化，模块块所有的复杂杂技术已在车车间完成，现现场安装只需需简单拼接即即可，方便快快捷，美观大大方。1）热管太阳能能集热器内胆：无氧铜金金属焊接制作作保温：无氟聚氨氨酯发泡保温温，保温性能能好，绿色环环保外框：茶色抗腐腐蚀铝合金型型材,无光污染,美观热管真空管密集集式排列：单单位长度集热热热管真空管管数量多，吸吸热快，效率率高集热器性能参数数热管型热管数保温材料许可压力接口外形尺寸Ф58*1800011支聚氨酯6kg/cm22Dg25*300900*20000（2）控制器选用本公司生产产的可编程控控制器，控制制程序采用我我公司研发的的太阳能工程程系统专用控控制程序，功功能强大，可可实现任意功功能的自动控控制，可根据据实际任意更更改和升级控控制程序，并并可远程监控控。控制器我公司根据多年年安装经验开开发的专用程程序程序控制，灵敏敏准确程序可任意更改改升级六.系统原理6．1太阳能温温差循环加热热当进口控制器使使太阳能系统统自动温差循循环控制。当当太阳集热器器水