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技术文件第七章 技术参数一览表一、板式集热器的性能平板集热器外 壳外壳种类铝合金外壳材料6063/T5壁厚1.0mm工艺挤压成型密封条材质PDEN性能耐候、抗紫外线玻璃盖板材料布纹平板钢化玻璃透射比86%厚度3.0mm绝热材料底面材质阻燃锡箔纸贴面玻纤棉厚度35mm四周材质玻纤棉带黑玻纤布贴面贴面厚度20mm集热采光面积2.0光热性能指 标板芯表面涂层氧化膜涂层工艺阳极氧化吸收比 0.94（AM1.5）发射比=0.080（805）物理性能指 标外形尺寸(mm)2000100080（长高厚度）净重(kg)27总重(kg)29试验压力1.0 Mpa额定工作压力0.6Mpa管道组合集管材质T2紫铜集管规格（mm）25X0.6排管材质T2紫铜排管规格（mm）10X0.5翅片材质铝6061水道数量7集热板插口螺纹尺寸G3/4二、技术偏差表项目名称： 序号货物名称招标规格投标规格偏差描述结论1集热器吸收率92%吸收率94%正偏离优于招标文件要求，2集热器导热率0.04w/m.k导热率0.025w/m.k正偏离优于招标文件要求，3集热器3mm平板钢化玻璃3.2mm平板钢化玻璃正偏离优于招标文件要求，更安全，防护能力加强4集热器透射率85%透射率86%正偏离优于招标文件要求，5控制系统显示屏显示，触摸按键显示屏显示，触摸按键响应响应招标文件要求，第八章 方案设计第一节 设计资料一、 工程情况本项目位于山西省太原市，工程名称为热水系统专业工程，热源由平板式太阳能集热系统加燃气锅炉和电热锅炉提供。二、 项目地理位置简介项目位于太原市具体参数参照福州地区，详见下表：序号名 称单位数 值备注1东经度11213无2北纬度3747无3海拔高度m800m无4年平均气温14.8无5最高气温：22.8左右无6最低气温：-6.8（户外）无7资源区带中等地区无8当地纬度倾角年平均日辐照量MJ/16.894MJ/无9全年日照时数小时2808小时左右无10基础水温10无三、 洗浴系统设计用水定额依据民用建筑太阳能热水系统工程技术手册GB50015-2009中热水消耗定额的标准：序号建筑物名称单位最高日用水定额（L）使用时间（h）1住宅有自备热水供应和沐浴设备有集中热水供应和沐浴设备每人每日每人每日408060100242别墅每人每日70110243单身职工宿舍、学生宿舍、招待所、培训中心、普通旅馆设公用盥洗室设公用盥洗室、淋浴室设公用盥洗室、淋浴室、洗衣室设单独卫生间、公用洗衣室每人每日每人每日每人每日每人每日2540406050806010024或定时供应4宾馆客房旅客员工每床位每日每人每日1201604050245医院、疗养院病床/d408024根据甲方用水要求，设计全年满足每天50以上表中所述洗浴用热水30吨（热源由平板式太阳能集热系统燃气锅炉和电加热锅炉提供）。四、 设计参照标准u .太阳能供热采暖工程技术规范 GB50495-2009u .平板型太阳能集热器 GB/T 6424u .建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范 GB50242-2002u .太阳能热水器选用与安装图集 06J908-6u .太阳能集中热水系统选用与安装图集 06SS128u .太阳能集热系统设计与安装图集 06K503u .民用建筑太阳能热水系统应用技术规范 GB50364-2005u .太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范 GB/T18713-2002u .家用太阳热水系统热性能试验方法 GB/T18708-2002u .太阳能热利用术语 GB/T12936-1991u .家用太阳热水系统技术条件 GB/T19141-2003u .建筑给水排水设计规范 GB50015-2003 u .设备及管道保温技术通则 GB4272-92u .建筑物防雷设计规范 GB50057-94u .建筑结构荷载规范 GB50009-2001u .钢结构设计规范 GB50017-2003u .低压配电设计规范 GB50054-1995u .家用和类似用途电器的安全通用要求 GB4706.1-1998u .室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范 GB50017-2002 u .钢结构设计规范 GBJ17-88u .建筑载荷规范 GBJ9-87u .家用太阳热水器电辅助热源 NT/Y513-2002u .太阳能集中热水系统施工规范 QB/1022002u .建筑抗震加固技术规程 JGJ11698u .平板式型太阳能集热技术条件 GB/T6424-2000u .家用太阳热水器储水箱 NT/Y514-2002u .太阳能热水系统性能评定规范 GB/T20095-2006u .屋面工程质量验收规范 GB50207-2002u .钢结构工程施工质量验收规范 GB50205-2001u .建筑电气安装工程施工质量验收规范 GB50303-2002u .建筑工程施工质量验收统一标准 GB50300-2001u .屋面工程技术规范 GB50345-2004u .太阳能热水系统性能评定规范 GB/T20095-2006u .太阳能集热器性能试验方法 GB/T4271-2007u .家用太阳能热水系统热性能试验方法 GB/T18708-2007u . 相关地方标准第二节 系统设计难点及解决方案一、系统控制设计难点及解决方案1、 系统控制设计难点本系统采用50出水温度以上变频供水，优先使用燃气锅炉辅助加热，燃气与点锅炉辅助加热采用手动切换，还可以进行远程监控；控制要求较高，系统较为复杂，为了便于操作和维护要求控制柜能够全自动运行，设计要求较高。2、系统控制解决方案在本工程控制系统中为了达到要求，我们将控制系统采用PLC控制系统，本套控制系统选用北京四季沐歌太阳能技术集团有限公司的核心技术研发的太阳能配套全触摸控制系统M903，本控制系统运行安全可靠，保证质量，其主要包含以下功能：全系统采用集中自动控制，触摸式大显示器，操作简单，可自动调节，可以设置温度，时间等保证全自动运行；面板直观，易操作，能满足无人值守，自动运行，具备但不限于如下功能：（1）显示部分；（2）设备具备手动/自动切换功能；（3）变频出水功能。出水管道控制系统的要求应可以任意设定启动、停止时间和控制的温度，必要时能进行手动控制，确保恒温热水和定时热水供应；（4）温差循环功能，保障充分利用太阳能；（5）防冻循环功能；（6）因为水箱的水温一般大于50，传感器容易长水垢，因此水位传感器必须具有防水垢功能；（7）系统控制应合理设计，实现在不同时段分别采用自动补水、定时补水、温控补水、定水位补水等多种补水方式，（8）手动上水功能；（9）具有辅助加热系统，具备漏电保护、故障报警、防高温过热等安全措施；（10）热水系统的控制最少按冬夏两季进行方案设计并具备切换功能；（11）以上任何功能在断电状态下可做到长时间的记忆等。二、系统防雷设计难点及解决方案1、系统防雷设计难点太阳能等设备安装于屋面，在雷雨季节容易屋面太阳能容易受到雷击而造成产品破坏，甚至给使用人员人生安全隐患，所以在设计施工过程中必须要考虑必要的防雷措施，太阳能安装面较广，务必给设计及施工带来较大的难处。2、系统防雷解决方案太阳能热水系统是一个比较大的钢网系统，必须考虑夏季的防雷情况，我公司也给与充分的计算、设计、施工，做到太阳能热水系统与原来屋面的防雷系统有机结合，有效的防止雷击。四季沐歌与市气象局经过多年合作，根据太阳能的结构特点以及特殊的安装位置，共同设计出一套综合的太阳能防雷方案措施，并开发出专门的防雷装置（在甲方建筑物防雷措施完善的前提下），可以有效的防护太阳能免遭雷击，从而保护用户的财产、人身安全不受损害。协调专业单位确认太阳能设备是否在建筑防雷范围内，若太阳能设备在建筑防雷安全范围内则不需要增加防雷，将太阳能设备与建筑防雷做有效结合。若太阳能设备不在建筑防雷安全范围内则须重新设计安装防雷设施。热水器防雷应注意以下几点：避雷针高度及安装位置应按照其要保护的范围来确定（由专业人员计算）。防腐处理：在所有焊接点处涂防锈漆两遍，然后再涂银粉漆一遍，提高避雷针的防腐效果。（1）避雷说明：中华人民共和国气象法和中国气象局第3号令防雷减灾管理办法明确要求：防雷产品及防雷设计方案必须具有相应资质和资格的防雷机构设计、监管。四季沐歌太阳能技术有限公司设计了太阳能热水器专用避雷针，对太阳能热水器实施了安全可靠的防雷措施。（2）避雷装置避雷针、避雷线、避雷网、避雷带等和避雷器是经常采用的防雷装置。一套完整的防雷装置包括接闪器或避雷器、引下线和接地装置。 太阳能热水器的防雷措施 避雷针高度应按照其要保护的范围来确定（由专业设计人员计算）。 太阳能热水器支架、水箱等金属部件必须有可靠的金属连接，并且每台（每组）热水器有两处与大楼顶部的避雷带进行可靠焊接，避雷针与避雷带进行可靠焊接：把避雷针支撑件的前端与太阳能热水器后侧面上的合适位置用螺栓连接起来，利用太阳热水器已有的螺栓连接孔即可。 焊接避雷针：把避雷针靠近支撑件的后端紧密接触，然后用电焊机把避雷针和支撑件焊接在一起，避雷针固定与焊接要竖直、牢固。 焊接圆钢：在支撑件和避雷针上分别焊接直径为8的圆钢各一根，两根圆钢的另一端都焊接在避雷带上；圆钢与圆钢的焊接要采用双边焊，焊接长度大于圆钢直径的6倍，扁钢与扁钢的焊接要采用全边焊，焊接长度大于扁钢宽度的2倍。 防腐处理：在所有焊接点处涂防锈漆两遍，然后再涂银粉漆一遍，提高避雷针的防腐效果。 固定方法：底座处可以埋在混凝土基座中。三、系统抗风设计难点及解决方案1、系统抗风设计难点本工程由于太阳能系统主要设备均安装于屋面，受风影响严重，在设计施工中必须考虑足够的抗风措施，给工程设计施工增加较大的困难。2、抗风设计解决方案在本工程设计时主要考虑太阳能集热器、热水水箱、控制器、各类循环泵及管道的防风设计。3、太阳能抗风措施：在太阳能热水箱系统中太阳能集热器部分受风面积较大，受风影响最大，为了能满足设计要求，在本工程设计过程中主要通过以下方式进行设计。A、太阳能基础部分：太阳能集热器基础采用工字钢搭成，工字钢与女儿墙练成一体，使太阳能集热器与屋面现浇与一体，在集热器支架部与工字钢钢用焊接连接；B、集热器支架部分：首先将集热器支架采用国标热镀锌角钢和槽钢，槽钢与集热器支撑槽钢进行双面焊接使集热器支架牢固与槽钢固定。集热器支架之间采用焊接的方式进行固定，从而增加集热器支架的抗风能力；同时在集热器支架与建筑结构如女儿墙或立柱较近时增加集热器支架与建筑结构的连接，连接方式为膨胀螺栓将连接件固定与建筑结构上，连接件与集热器之间采用5#国标热镀锌角钢进行焊接连接，来增加集热器的抗风能力。四、冬夏季双模式控制功能本系统设计时考虑光与燃气和电互补性，保证用户每天都可以用水新鲜热水，因太原冬天白昼时间相对较短，夏季较长且温度较高夏季系统设计充分考虑利用太阳能制取热水尽量减少辅助能源开启，当在冬季运行时系统,设定温差循环，即可以做到节能又能保证水箱内水温，而在夏季时系统转换为定温出水，使平板式温度始终不高于60，有效防止平板式爆裂，通过多次定温出水使水箱中的水逐渐恒温加满，供用户使用。即两种运行模式为A、冬季运行模式：采用温差循环给水箱加热。B、夏季运行模式：采用定温循环方式给水箱进行加热。第三节 太阳能系统主要设备参数计算一、太阳能集热器选型计算根据国家民用建筑太阳能热水系统应用技术规范GB50364-2005规定，对于直接系统集热器总面积可根据用户的每日用水量、用水温度、基础水温来确定，按下式计算(以A-1#楼为例)：式中：Ac直接系统集热器总面积，；Qw日均用水量， kg； （取30000kg） tend储热水箱内水的设计温度，； （取50）Cw水的定压比热容， KJ/（）; （取4.18 KJ/（）ti水的初始温度，； （取10）JT当地集热器采光面上的年平均日辐照量，KJ/；（取16894KJ/）f太阳能保证率 %，无量纲；根据系统使用周期内的太阳辐照、系统经济性及用户要求等因素综合考虑后确定，取48%；c集热器的年平均集热效率；根据经验取值宜为0.250.50，具体取值应根据集热器产品的实际测试结果而定 （取50%）L管路及储水箱热损失率，无量纲；国标根据经验值取0.25。经计算得集热面积约412.375。考虑到间接换热系统，经计算的即热面积为449.5。所以选择225块，FPC1200A型平板集热器。二、水泵选型计算1、集热循环流量计算对于太阳热水系统，集热循环管路为闭合回路，则管道计算流量为循环流量，按下列公式计算：式中：q循环流量，L/h; 集热循环流量, 由于太阳辐照量的不确定性，平板热水系统的集热循环流量无法准确计算，一般采用每平方米集热器的流量为0.01 0.02L/(S )(GJBT-960 06SS128)，选用50L/(h ) 。 A太阳能集热器的总集热面积,450。计算得：q=50L/（h )*450=22.5t/h。2、集热循环泵扬程计算集热循环泵的扬程计算公式为：H=H1+H2+H3式中，H系统所需水压，kPa； H1水泵循环起点至最不利配水点（集热循环系统中如若某一配水点的水压被满足则系统中其他任何用水点的压力也均能被满足，则该点称为系统中的最不利配水点。）位置高度所要求的静水压，kPa； H2水泵循环起点至最不利配水点的给水管路既计算管路的沿程与局部水头损失之和，kPa ； H3最不利配水点所需要的流出水头kPa.。其中H3根据经验可取2-3m。管路的水头损失包括沿程水头损失和局部水头损失，即管路压降。热水管网的水头损失应遵守下列规定：A、管段沿程水头损失：根据水力学的基本原理，循环热水管网的沿程水头损失可按水力坡降进行计算，公式如下：式中： 管段的沿程水头损失，kPa或mmH2O； 水力坡降，即单位长度的沿程水头损失，kPa/m； 管段长度，m；管道单位长度沿程水头损失应按下式计算：式中，i单位长度沿程水头损失系数； 海澄威廉系数管材Ch值管材Ch值塑料管、内衬（涂）塑料管140衬水泥、树脂的铸铁管130钢管、不锈钢管130普通钢管、铸铁管100B、局部水头损失 式中： 局部水头损失， 局部阻力系数， 管道中流速， 重力加速度，由于管网中局部配件较多，如三通、弯头、阀门等，局部阻力系数各不相同，水头损失计算过程繁琐，可按管道的连接方式，采用管件当量长度法计算。管件当量长度的含义是指：管（配）件所产生的局部损失大小与同管径某一长度管道所产生的沿成水头损失相等。亦即该长度为该管（配）件的当量长度。当管道的管（配）件长度资料不足时，可按管网沿程损失的百分数估算局部水头损失，生活给水系统中采用25%30%。根据太阳热水系统的性质，按经验取沿程水头损失的30%。经计算得水泵扬程H=39米,其余各循环泵扬程按照此步骤进行计算，经过复杂的运算，选出循环泵，请参考材料清单。 三、其他管道配件计算1、管径计算 式中：设计流量， 管道计算内径， 流速， 上式中流速的确定，根据我国建筑给水排水设计规范GB50015-2009，第99页中表5.5.8中规定，通过技术经济分析，并考虑室内环境产生噪声允许范围来选用，见下表：热水管道的速度。热水管道的速度 公称直径1520254050水流速度m/s0.81.01.2（GB50015-2003，第99页）2、电磁阀选型计算：电磁阀口径：d式中：d管径，m 流量， /s 流速，1m/s上式中流速的确定，根据我国建筑给水排水设计规范GB50015-2003，表3.6.9中规定，考虑经济技术条件及噪音影响，取v=1.0m/s 。 生活给水管道的水流速度公称直径15202540507080水流速度m/s1.01.21.51.83、管道保温层厚度确定：（1）管道保温层厚度计算公式：式中，保温绝热层厚度，m； 保温层外径，m； 管道外径，m；（2）保温层外径的计算公式：式中，绝热材料导热系数，； 管道内介质温度（对于金属管道和设备的表面温度和介质温度相同），； 环境温度（用于防冻计算时取极端最低温度），； 绝热层外表面向周围环境的放热系数，取11.63； 绝热层的热损，；最大允许热损失量见下表。设备、管道外表面温度5060100150最大允许热损失值586593116四、抗风等级负荷计算1、设备受风计算风力计算公式：F=P*v*A 公式中：F为风力 P为空气密度，单位kg/m3 ，标准状况下空气密度为1.293kg/m3 V为空气流速，单位m/s A为迎风面积，单位m2 风力是按风速进行分级的。自1989年1月1日起,我国采用国际统一分级方法,近中心最大风力在8级9级时称为热带风暴，近中心最大风力在 l0级11级时称为强热带风暴，近中心最大风力在12级或12级以上时称为台风。 风力等级表 序号风力等级陆地地面物体征象相当风速10静，烟直上0 02米秒21烟能表示风向0315米秒32人面感觉有风，树叶微动1633米秒43树叶及微技摇动不息，旌旗展开3454米秒5