太阳能地板采暖系统.ppt

h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 太阳能地板采暖系统 北京清华阳光公司 窦建清 二零零九年三月 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 1、太阳能（辅助）采暖的种 类 2、太阳能（辅助）采暖的设计 计算3、末端散热器的形式和 特点4、太阳能（辅助）采暖的控制原理和 流程5、太阳能（辅助）采暖的施工过 程 与大家共同探讨的几个 题目 6、太阳能（辅助）采暖的预算 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 太阳能采暖系统的概念 太阳能供热采暖系统是将太阳能转化 成热能，供给建筑物冬季采暖和全年其他用 热的系统，系统主要部件有太阳能集热器、 换热储热装置、生活热水系统、控制系统、 辅助能源加热设备、泵、连接管道和末端散 热系统等。 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 1、太阳能辅助采暖的种类 太阳能（辅助）采暖的种类很多，根据太 阳能集热器结构形式的不同，储热水箱结构形 式的不同、辅助能源种类的不同、末端散热器 形式和种类的不同，太阳能辅助采暖可以有多 种组合。 1.1、集热系统和储热系统的组合形式 1.2、辅助能源的种类和与储热系统结合形式 1.3、末端散热器的种类不同 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 1.1、集热系统和储热系统的组合 1.1.1、开式集热器带开式水箱的集热系统 1.1.2、开式集热器带闭式水箱的集热系统 1.1.3、闭式集热器带开式水箱的集热系统 1.1.4、闭式集热器带闭式水箱的集热系统 开式集热器：集热器和大气是连通的，非承压的集热器。横式联 集管（SLL4715-50/56/60）（SLL4712-50/56/60）。 竖式联集管:SLL581825-B/S, SLL581825-D/S 闭式集热器:集热器承压运行不和大气连通。 U型管集热器(SLU4715-16, SLU4718-24 )， 干式热管集热器（SLR471516）等 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 1.2、辅助能源的种类和与储热系统结合形式 除太阳能以外的其他可以使用的能源都可 以作为辅助能源。常见的辅助能源有：电能、燃起 炉、燃煤炉、集中热水（蒸汽）等。 1.2.1、电锅炉作为太阳能采暖的辅助能源。 1.2.2、水箱内置电加热头作为辅助能源 1.2.3、速热式燃气热水器。 1.2.4、带小水箱的燃气热水器（壁挂炉） 1.2.5、燃煤锅炉。民用燃煤炉等。 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 1.2、辅助能源与储热系统常见结合形式 直接加热辅助能源系统 内置盘管换热器辅助能源系统 外置板式换热器辅助能源系统 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 1.3、末端散热器的种类不同 末端散热器指的是把太阳能辅助采暖 系统以水为热媒的热能散布到采暖房间的设 施。常见的末端散热器有各种形式的暖气片 、最近十年发展起来的地板下的盘管散热器 、顶棚内的风机盘管系统。和最近两年发展 起来的墙壁盘管散热器。 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 太阳能辅助采暖形式小结 不同集热系统和储热系统结合的优缺点比较 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 太阳能辅助采暖应参考的文献 采暖通风与空气调节设计规范GB 50019-2003 供热工程，贺平、孙刚主编，中国建筑工业出版社，第三版 地面辐射供暖技术规程JGJ142-2004 实用供热空调设计手册，陆耀庆主编，中国建筑工业出版社 ，太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范GB/T 18713-2002 全国民用建筑工程设计技术措施/给水排水，中国建筑标准设 计研究所，2003年版 全国民用建筑工程设计技术措施/暖通空调动力，中国建筑 标准设计研究所，2003年版 暖通空调规范实施手册李先洲、李景田主编，中国建筑工业 出版社， 1999年第一版 供热技术标准汇编，中国标准出版社，2006年第一版 居住建筑节能设计标准DBJ 11-602-2006 公共建筑节能设计标准DBJ 01-621-2005 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 开式非承压水箱直接供热水间接供暖系统 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 开式非承压水箱直接供暖间接供热水系统 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 闭式水箱太阳能直接供暖系统原理 清华阳光公司阳坊办公楼采暖方式 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 闭式水箱换热器供热采暖系统 昌平流村镇菩萨鹿村采暖方式 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 承压水箱采暖带生活热水系统 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 直接供热与间接供热优缺点对比表 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 2、太阳能辅助采暖的设计 计算 采暖计算要考虑最关键内容如下 2.1、采暖热负荷的计算(必须的) 2.2、太阳能集热面积的计算 2.3、辅助能源功率的计算 2.4、室内（末端）散热器面积的计算 2.5、节约常规能源的计算 2.6、环保效益计算 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 2.1、采暖热负荷的计算 采暖热负荷 heating load 指：在采暖室外计算温度下，为了保 持室内设计计算温度，供暖系统在单位时间 内需向建筑物供给的热量。 围护结构 building envelope 指：建筑物及房间各面的围挡物，如 墙体、屋顶、地板、地面和门窗等。分内、 外围护结构两类 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 采暖热负荷的计算 目前公共建筑节能设计标准 GB50189-2005、居住建筑节能设计标准 DBJ 11-602-2006、公共建筑节能设计标准 DBJ 01-621-2005以及民用建筑节能设计标准 （采暖居住建筑部分）JGJ26-95都规定建筑物 耗热量应该按各种围护结构单位面积耗热量累计 值来计算，只有通过计算才能得到相对准确的建 筑物耗热量。我们不是专业设计院，没有计算软 件，因此介绍两种热负荷估算的方法，一种是体 积热指标估算法，另一种是面积热指标估算法。 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 1）计算公式和常用数据表 建筑物热负荷可用下式估算： 式中：qnv建筑物供暖体积热指标，W/(m3)； 见表4.1， a修正系数，见表4.2； V建筑物外轮廓体积，m3；计算方法见手册附录 A； tw采暖室外计算温度，； tnp室内平均计算空气温度，。 按建筑物体积热指标计算采暖热负荷 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 以门头沟区农村居民平房采暖系统进行计算说明 建筑物外轮廓体积计算：该建筑座北朝南，东西向长 12m，南北向宽6.5m ，高3m，外墙做50mm聚氨酯保温处理， 吊顶做聚苯泡沫保温处理。外轮廓体积为：V126.53234 m3。 室内外温度确定：北京市冬季采暖室外计算温度为-9 ，门头沟山区室外平均温度要低24，按-13计算，tw- 13。根据用户要求，冬季室内温度为16，故tnp=16。 修正系数选择:门头沟区冬季室外计算温度为-13，根 据表4.2选取-13时的值做为修正系数，故取a=1.354 。 建筑物供暖体积热指标qnv的选取：根据表4.1， 按俱乐部5000m3供暖面积，选取 qnv0.43 W/(m3)。 计算热负荷：把以上参数带入上式， Qn=1.3540.43234(16+13)=3950.9(W)。 因此一天的热负荷是： 3950.924/1000= 94.8Kwh ,相当 于341.4 MJ。 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 按建筑物面积热指标计算采暖热负荷 计算供暖热负荷的另 外一种方法是面积热指标 估算法，各种建筑物单位 面积耗热量见右表，根据 建筑面积就可以计算出供 暖热负荷。若为节能建筑 ，则需根据相应的节能百 分比减少面积热指标。 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 按建筑物面积热指标计算采暖热负荷 按此方法重新计算门头沟区居民供暖热 负荷 供暖面积: 126.5=78。 按一般住宅查表4.4 选取热负荷60W/ ，由于该建筑作了很好的外保温，面积热指 标取50W/，则总热负荷为：Qn=5078= 3900 (W) 。 与按体积热指标计算出的总热负荷 (3950.9W)比较接近。 这两种方法的前提是需要知道建筑物的 体积热指标荷面积热指标。 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 更准确细致的计算方法请参考太阳能 地板采暖设计施工指导手册4.2节 q 建筑物耗热量指标，W/； q1 单位建筑面积通过围护结构的传热耗热量，W/ ； q2 单位建筑面积的空气渗透耗热量，W/； q3 单位建筑面积的建筑物内部包括炊事、照明、家 电和人体散热的得热量，W/。 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 2.2、太阳能集热面积的计算 太阳能保证率(solar fraction)： 系统中由太阳能部分提供的热量占系统 总负荷的百分率。 要计算太阳能集热器的面积，必须先定下来 太阳能系统的保障率。(用通俗的话说就是：一点 其他能源也没有，只靠太阳能供暖，在晴好天气 ，太阳能能提供百分之多少的能量)，这个数据是 影响太阳能集热系统面积的关键值也是影响系统 造价的关键因素。我们的设计一般按50设计， 估计平谷区其他公司的保障率也就是2030% h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 太阳能集热面积计算 根据2.1计算出了一天的总供热量，乘 以太阳能保障率，就是太阳能集热系统需要提 供的能量。这个值除以冬季单位面积集热器获 得的太阳平均辐照量，就可以求出集热面积。 以2.1节计算出来的热负荷341.4MJ、太阳 能保障率50，冬季太阳平均辐照量为17MJ, 热水系统效率为50为例计算集热面积。 S=(341.4 50)/(17 50)=20.1m2。如果 太阳能集热系统的效率低的太阳能保障率还低 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 2.3、辅助能源功率的计算 辅助能源功率和辅助能源的运行时间有关， 因为一天的总能量需求(热负荷)已经固定，因此辅助 能源的运行时间越短，需要的功率就越大，反之亦然 。 在计算辅助能源功率时要按全部热负荷计算( 在阴、雨、雪天气没有太阳能，所有能源都由辅助能 源提供)。辅助能源的最大运行时间应该控制在16小 时内(一天有1/3时间休息)，因此辅助能源的功率至少 是采暖功率的1.5倍。这一点在用电做辅助能源时更 该注意。煤炉一般以千卡为单位，与千瓦的换算关系 是：1kwh=860kcal,即1万大卡相当于11.6kwh。 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 2.4、室内(末端)散热器面积的计算 根据2.1节的计算，我们可以得到各个采 暖房间的采暖功率，因此也就知道了各房间 散热器一天发散的总能量，按照散热器半天 工作的原则我们知道散热器的功率是采暖功 率的2倍。再根据各种散热器的散热能力选择 散热器面积。(地盘管的直径和管间距、普通 暖气散热片的片数，风机盘管的风机功率及 盘管面积。) h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 2.5、节约常规能源的计算 按50的太阳能保障率，采暖季从前年 的11月1日，到第二年的3月31日，共151或152 个采暖日，根据2.1的计算结果，很容易计算出 节约的总能量。 Q=151341.450 25775.7MJ=6166Mcal 我国定义标准煤的发热量是: 7000kcal/kg(7Mcal/kg)。因此一个采暖季 可以节约标准煤：881kg h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 完全用电采暖的费用 根据2.1节的计算，我们知道一天的总能 量需求是94.8kwh，一个采暖季的总电量为： Q =94.815114314.8kwh,按0.5元 /kwh的电费计算，一年需要电费7157.4元， 节约50就是：3578.7元。 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 2.6、环保效益计算 要从节约常规能源、减少CO2、SO2、可吸入颗 粒物、炉渣等几个方面入手计算，在此不展开计算。 按照炭完全燃烧化学方程式： 计 算，煤中的C燃烧后产生的CO2量为：每1kg C生成 3.67Kg CO2( C的分子量为6， CO2的分子量为616 22，22/6=3.67)。按照能量100转化的理论计算 ，1kw.h电能相当于0.123kg标准煤的热能，产生的 CO2为0.451kg。目前我国发电1kw.h的标准煤耗量 是0.360.39kg。则相应的CO2排放量为1.321 1.431kg。 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 按照煤炭完全燃烧化学方程式： 计算，煤中的C燃烧后产生的CO2量为：每1kg C生成 3.67Kg CO2。按照能量100转化的理论计算，1kw.h 电能相当于0.123kg标准煤的热能，产生的CO2为 0.451kg。目前我国发电1kw.h的标准煤耗量是 0.360.39kg。则相应的CO2排放量为1.3211.431kg 。 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 常见的以热水为热媒的采暖末端散热器 的形式有 1、低温地板盘管散热器辐射供暖 2、墙壁金属散热器供暖 3、顶棚风机盘管式供暖 4、墙壁盘管散热器辐射供暖 3、末端散热器的形式和 特点 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 4、太阳能辅助采暖的控制原理和 流程控制系统应考虑的内容 1、太阳能集热系统的控制 2、辅助能源的控制 3、室内温度的控制 4、安全越冬防护控制 5、夏季防止过热控制 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 太阳能辅助采暖的施工包括如下内容： 1、集热系统的施工（集热器和管路安装 ） 2、储热系统的施工（水箱及循环泵安装 ） 3、辅助能源施工 4、末端散热器的施工 5、控制系统的施工 5、太阳能辅助采暖的施工过程 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 h t t p : / / w w w . t h s o l a r . c o m 国 家 免 检中 国 名 牌 太阳能辅助采暖预算应包括的内容 1、太阳能集热系统的费用 2、热水储热