民用住宅太阳能系统分析

民用住宅太阳能热水系统方案分析及建议北京海林太阳能设备有限公司 2013.07北京实施太阳能热水背景应用管理办法要点：系统要求，责任与验收，销售规定，运营收费新节能标准太阳能热水系统分类结论太阳能热水系统分析案例目录一、 2012年 3月 1日起实施 北京市太阳能热水系统城镇建筑应用管理办法 京建法 【 2012】 3号适用北京行政区域内居住建筑、有生活热水的公共建筑，太阳能系统应与建筑同步未通过施工图外审的项目需增设太阳能热水系统方能外审通过n设计相关规范图集 居住建筑节能设计标准 北京新地标 2013年 1月 1日实施 民用建筑太阳能热水系统应用技术规范 GB50364-2005， DB11/T461-2010 建筑给水排水设计规范 GB50015-2003（ 2009年版） 住宅太阳能热水系统选用及安装 11CJ32（ 2011年 9月） 民用建筑太阳能热水系统工程技术手册 2011年 7月第 2版（建研院环能所专家、住建部建筑节能专家委员会委员郑瑞澄主编）实施太阳能热水背景n系统要求（一）城镇公共建筑和 7至 12层的居住建筑，应设置集中式太阳能集热系统。（二） 13层以下的居住建筑，当屋面能够设置太阳能集热器的有效面积大于或等于按太阳能保证率为 50%计算的集热器总面积时，应设置集中式太阳能集热系统。 （三） 13层以上的居住建筑，当屋面能够设置太阳能集热器的有效面积小于按太阳能保证率为 50%计算的集热器总面积时，应采取集中式与分散式相结合的太阳能集热系统，亦可采用集中式太阳能集热系统与空气源热泵相结合的热水系统。（四） 6层以下的居住建筑可选用集中式或分散式太阳能热水系统。辅助热源应当选用城市热网、燃气或低谷电；必须采用普通电时宜采用分散辅助热源形式n责任与验收建设单位对太阳能热水系统的质量负总责建设单位组织建筑节能专项验收时，应当包括太阳能热水系统相关内容应用管理办法要点n销售规定建设单位 应应 当在房屋销售场所 公示公示 太阳能热水系统的类型和辅助能源形式，并将公示公示 内容和产权归属等情况纳入 房屋买卖合同房屋买卖合同在 住宅质量保证书 、 住宅使用说明书 等文件中载明热水系统户内设施的技术指标、使用方法、维修及养护责任、保修年限、使用年限等信息n运营收费太阳能集热系统使用费的 固定费固定费 (包括日常维护费、系统运行电费、运行人员费、节能服务公司垫付的改造投资 )可按户均标准实行预缴可按户均标准实行预缴 ； 变动费变动费 (包括热水费、集中补热的辅助热源费 )可按使用的热水量计量，按月缴纳或按年预缴。提倡使用智能卡计费应用管理办法要点二、 居住建筑节能设计标准 DB11/891-2012北京新地标 2013年 1月 1日实施集体宿舍、养老院、幼儿园（托儿所）的性质与住宅基本一致，执行本标准2013年 1月 1日未通过施工图外审的项目需按本标准增设太阳能热水系统方能外审通过n相关规定及其解释条文生活热水热源的选择1 首选热源 工业余热和废热、太阳能2 宜采用热源 城市热网3 限制热源 蒸汽、电（不包括居民自行设置的电热水器）实施太阳能热水背景n强制性条文北京市住建委 关于进一步提高住宅节能标准的请示 中，要求北京地区住宅强制采用太阳能热水系统1 12层及其以下的住宅和 12层以上 Fwx A jz的住宅，应设置供应楼内所有用户的太阳能热水系统。Fwx 屋面能够设置集热器面积的有效面积Ajz 计算集热器总面积无南向遮挡的平屋面和南向坡屋面的最小投影面积不小于计算集热器总面积的 Ajz 2.5倍2 太阳能热水系统必须与建筑设计和施工统一同步进行集中生活热水系统应设循环加热系统本条包括太阳能系统辅助热源的加热设备实施太阳能热水背景太阳能热水系统分类n按供热水范围分为： 集中、集中集中、集中 -分散分散 、分散系统 3大类；n按运行方式分为：自然循环、 强制循环、直流式系统强制循环、直流式系统 ；n按传热方式分为： 直接系统、间接系统直接系统、间接系统 （换热）系统选择原则n系统运行安全可靠：主要指安装及运行的可靠n后期物业管理容易：包括易运营维护与易计量收费n初始投资及系统运行成本较低n户内及公共空间（计分摊面积部分）占用少n客户使用简单方便太阳能热水系统分类 系统选择原则1、太阳能生活热水系统形式集中集热、集中储热 集中集热、分户储热 分户集热、分户储热1、太阳能生活热水系统形式1.1 系统特点 -集中集热、集中储热集中集热、集中储热优点：（ 1）、可以实现热水资源共享，系统不受楼层高低限制（ 2）、只有一个系统，运行可靠，上楼维修率低（ 3）、辅助热源选择种类较多（ 4）、造价较低缺点：（ 1）、增加热水计量装置，如果入住率低，采用不合适的辅助能源时，则物业运营困难，易出现天价水费。（ 2）、太阳能热水的成本随天气阴晴和季节不同而变化，运行过程中热水成本变化较大。（ 3）、冷热水供应方式不同，需考虑冷热水压力平衡措施（ 4）、集中储热水箱体积较大，如放置在屋顶，需建筑提供水箱间及增加屋顶结构荷载，如放置在地下室，需建筑物提供地下室水箱间且会增加供水泵的投资。1、太阳能生活热水系统形式1.2 系统特点 -集中集热、分户储热集中集热、分户储热优点：（ 1）、各用户使用自家水箱里的热水和辅助热源，不存在单独计量收费的问题，物业无负担。（ 2）、便于物业管理，系统运行成本与入住率关系很小。（ 3）、室内水箱承压运行，采用顶水出水方式供热水，冷热水压力平衡。（ 4）、太阳能资源能够共享，底层用户不存在遮挡问题，适宜多层建筑群使用。缺点：（ 1）、户内水箱占用室内空间，换热立管占用室内空间（ 2）、承压水罐成本稍高1、太阳能生活热水系统形式1.3 系统特点 -分户集热、分户储热分户集热、分户储热优点：（ 1）、各用户的太阳能相互独立，互不影响，不存在单独计量收费的问题，物业无负担。（ 2）、用户控制灵活，不需物业管理，系统运行成本与入住率关系很小。（ 3）、室内水箱承压运行，采用顶水出水方式供热水，冷热水压力平衡。缺点：（ 1）、高密度小区底层用户会存在遮光问题（ 2）、安装分散，投资稍高1、太阳能生活热水系统形式1.4 系统特点比较系统类型 集中集热、集中储热 集中集热、分户储热 分户集热、分户储热运营管理 日常由物业管理 物业无负担 物业无负担运营成本 高 低 低系统投资 低 较高 较高集热器布置 集中布置、影响较小 集中布置、影响较小 分散设置、有一定影响用水计量 热水需增加计量装置 热水无计量要求 热水无计量要求2.太阳能热水系统组成示意图集热器全玻璃真空管U型管热管型真空管平板集热器前端水箱膨胀水箱储热水箱开式非承压闭式承压直接供热式换热式辅助加热集中加热分户加热辅助热源城市热网燃气低谷电普通电 户内用水点循环介质水防冻液户内装置成品电热水器换热水箱 +电辅助加热（间接系统）燃气热水器 +太阳能热水并联集热循环泵二次循环泵用于分户加热间接系统直接系统无此泵集中集热，集中供热 集中集热，分户储热 分散集热，分户储热系统简介屋顶安装太阳能集热系统 ,带辅助加热系统 ,通过主管路 直接供满足温度的热水 到 各户 的所有各用水点。屋顶安装太阳能集热系统 ,不带辅助加热系统 ,通过主管路向 分户水箱换热 (等程 ),各户用自家的水 ，当水温不够时用户内 电 或气再加热。太阳能集热器安装在阳台、南立墙面，自然循环向 分户水箱换热，各户用自家的水，当水温不够时用户内 电 或气再加热。优点投资成本低，综合效益高，室内各用水点随用随有，即开即热 ，水温保证 。 无户内水箱；系统运行易于计量和管理；收取系统 固定费 ，无需计收水费电费。系统运行易于计量和管理，无需计收水费电费。缺点需物业管理 ,除系统运行的 固定费 外，还需收取 变动费 ：热水费 (冷水费、辅助能源费等综合计收 )，收费客户抗性大；初始投资较大 ； 初始投资较小 ；3.不同系统分析比较集中集热 -分户供水 集中集热 -分户储热结构荷载 屋面设置大容量储热水箱，需增加结构荷载。 储热水箱分户设置水压 若自来水供水分区设计，热水底层住户需要安装减压阀或设计分区换热罐 户内冷热水同压力收水费 需计量，收费标准（收冷 /热水费？） 不计费管理 需要在热水入户位置安装卡式热水计量设备，虽是按照冷水标准收费，也会相应增加设备投资和管理成本；不计费1000升以上的容积式换热器质监部门需要定期检验 无热水使用公平性较早使用业主要放掉很多管道的冷水，较晚使用的业主将没有热水可用；顶层业主和底层业主水箱温差不超过 3度3.不同系统分析比较根据 居住建筑节能设计标准 北京地标 2013年 1月 1日实施 1.0.3 条文说明 3）假设均用电能加热生活热水，以每户 2.8人、占据建筑面积为 90m2计（不包括车库等公用面积），每人平均日热水定额按 30L取值，则平均单位面积生活热水电加热功率约为 2.3W/m2，全年耗电量约为 20kWh/m2；如采用太阳能生活热水系统，节省电能与太阳能保证率成正比关系，例如太阳能保证率为 0.5时，全年节省电能为 10kWh/m2 ；按民电： 0.4883元 / KWh估算 ， 则本例每年节约电费 440元太阳能热水系统经济性根据 居住建筑节能设计标准 北京地标 2013年 1月 1日实施 1.0.3 条文说明 3）假设均用电能加热生活热水，以每户 2.8人、占据建筑面积为 90m2计（不包括车库等公用面积），每人平均日热水定额按 30L取值，则平均单位面积生活热水电加热功率约为 2.3W/m2，全年耗电量约为 20kWh/m2；如采用太阳能生活热水系统，节省电能与太阳能保证率成正比关系，例如太阳能保证率为 0.5时，全年节省电能为 10kWh/m2 ；按民电： 0.4883元 / KWh估算 ， 则本例每年节约电费 440元太阳能热水系统运行维护管理分析案例春天里二期 ：高层（ 27层）； 1核两户，共 54户；太阳能热水用于全部住户 设计参数人员设定：按每户 90平米，每户 2.8人平均日用热水量：按 30L/人（新地标 6.2.5条文说明）太阳能保证率为 0.5时，满足每户热水量需要的 太阳能集热器面积 100平米， 1.85平米 /户（新地标意见稿 6.2.5）辅助加热：户内燃气热水器热水出水温度：不采用集中辅助加热系统，不保证出水温度太阳能热水系统分析案例分析案例蓟门桥项目：公租房（ 16层）； 1核 6户，共 96户；太阳能热水用于全部住户 设计参数人员设定：每户 2人平均日用热水量：按 30L/人（新地标 6.2.5条文说明）太阳能保证率为 0.5时，满足每户热水量需要的 太阳能集热器面积 128平米， 1.33平米 /户（新地标意见稿 6.2.5）辅助加热：户内燃气热水器热水出水温度：不采用集中辅助加热系统，不保证出水温度太阳能热水系统分析案例分析案例旧宫（万科朗润园） ：大户型小高层（ 9层）； 1核两户，共 18户；太阳能热水用于全部住户回龙观 007（万科金域华府） ：小户型高层（ 28层）； 1核四户，共 112户；太阳能热水用于高区部分 50%住户设计参数人员设定：旧宫小高层按每户 150平米，每户 4人；回龙观 007高层按每户 90平米，每户 2.8人平均日用热水量：按 30L/人（新地标 6.2.5条文说明）太阳能保证率为 0.5时，满足每户热水量需要的 太阳能集热器面积 2.0平米 /户（新地标意见稿 6.2.5）热水出水温度：不采用集中辅助加热系统，不保证出水温度太阳能热水系统分析案例分析案例万科魅力之城（万青岛） ：大户型小高层（ 11层）； 1核两户，共 22户；太阳能热水用于全部住户设计参数人员设定：小高层按每户 90平米，每户 2.8人平均日用热水量：按 30L/人（新地标 6.2.5条文说明）太阳能保证率为 0.5时，满足每户热水量需要的 太阳能集热器面积 2.0平米 /户（新地标意见稿 6.2.5）热水出水温度：不采用集中辅助加热系统，不保证出水温度太阳能热水系统分析案例4、太阳能集热器主要类型太阳能集热器真空管型集热器全玻璃真空集热管玻璃热管金属热管U型管平板型集热器4、太阳能集热器主要类型4.1太阳能集热器类型比较集热器种类真空管型集热器平板型集热器全玻璃真空集热管 玻璃热管 金属热管 U型管系统形式 不承压 不承压 可承压 可承压 可承压也可不承压运行介质 一般是水 水 水或防冻液 防冻液 水或防冻液防冻方式 伴热带或防冻循环 管道采用防冻循环及伴热带。集热管自身可承受 -40。管道采用防冻循环及伴热带。集热管自身可承受 -40。可根据要求配比不同防冻液。抗冻能力极强。管道采用防冻循环及伴热带。集热管自身可承受 -40。管道材质 热镀锌钢管、热水PPR、铜管、不锈钢管热镀锌钢管、热水 PPR、铜管、不锈钢管热镀锌钢管、热水 PPR、铜管、不锈钢管铜管、不锈钢管热镀锌钢管、热水 PPR、铜管、不锈钢管安全 通过控制解决炸管问题炸管不影响使用 炸管不影响使用炸管不影响使用坚固安全系统形式 直接加热或间接加热 直接加热或间接加热直接加热或间接加热间接加热 直接加热或间接加热4、太阳能集热器主要类型集热器种类真