保障房住宅工程太阳能热水系统设计方案(案例介绍)

保障房小高层住宅工程保障房小高层住宅工程 太阳能热水系统设计方案太阳能热水系统设计方案 案例介绍 案例介绍 武大新能源太阳能工程技术有限公司武大新能源太阳能工程技术有限公司 地址 武大路特地址 武大路特 2 2 号号 电话 电话 传真 传真 20122012 年年 6 6 月月 2626 日日 太阳能与建筑物一体化设计方案太阳能与建筑物一体化设计方案 案例介绍 案例介绍 一 基本条件及用户要求一 基本条件及用户要求 保障房小高层住宅共有 11 层 全楼共有 50 户 为节约运行费用及环保 准备用太阳能热水系统解决住宅生活热水问题 要求提供设计方案及报价 二 简要设计二 简要设计 2 2 1 1 设计依据设计依据 1 GB T 18713 2002 太阳热水系统设计 安装及工程验收技术规范 2 GB 50364 2005 民用建筑太阳能热水系统应用技术规范 3 GB T 20095 2006 太阳热水系统性能评定规范 4 GB 50015 2003 建筑给水排水设计规范 5 GB T 17581 1998 真空管太阳集热器 6 GB T 17049 1997 全玻璃真空太阳集热管 7 用户要求 2 2 2 2 设计方案主要考虑的几个问题设计方案主要考虑的几个问题 1 在选择不同的太阳能供水系统的方案时 应优先选择系统运行可靠 管 理方便 便于摊销辅助能源费用 冷热水费用和运行费用成本等 达到 管理简单方便 容易被住户接受 不产生物业与住户的矛盾等 2 应考虑如何解决住在低层用户使用太阳能热水的问题 3 太阳能系统设计时 应考虑到阴雨天气时太阳能产热水不足的问题 为 确保热水供应的可靠性 系统设计应配置辅助加热系统 以确保用户全 天 24 小时或定时供应热水 辅助能源可以选用电 燃气 空气源热泵等任 一能源 4 系统应达到优先利用太阳能源加热热水 当太阳能不足时 再让辅助能 源补充加热 实现充分利用太阳能源 降低辅助加热能源的费用的目的 5 太阳热水系统应合理 可靠 先进 太阳能及辅助加热系统运行应实现 全自动化 智能化 在保证工程质量和效果的前提下 尽可能降低工程 造价 提高系统的性价比 6 太阳能系统的布局与摆放应与周围的建筑物相协调 日常使用维护检修 应方便 2 2 3 3 太阳能系统方案选择太阳能系统方案选择 在小高层住宅建住上安装太阳能 主要有以下四种方案可供选择 下面对 这些方案的优缺点分别加以分析 然后作出选择 方案一方案一 在楼顶每户安装一台家用太阳能热水器 优点 优点 1 各住户的太阳能相互独立 互不影响 2 运行过程中 不存在收费管理问题 3 造价最低 4 安装简单方便 缺点 缺点 1 低层住户的太阳能 使用时受到水压的影响 使用不便 甚至无法使用 2 各户的太阳能都是一个独立的系统 无论哪家的太阳能有问题 都要上 楼顶维修 因此上楼维修的频率最高 不便于楼顶管理和维护 3 摆放不方便 不易与建筑物相协调 4 各户上下两根管道 过多的管道敷设空间受限 5 不能实现热水资源共享 热水资源存在 旱涝不均 的问题 方案二方案二 安装一套分体式太阳能热水系统 集热单元安装 在阳台或南墙面上 储热水箱放置在室内 优点 优点 1 住户的太阳能相互独立 互不影响 2 运行过程中 不存在收费管理问题 3 各户水箱可放置在室内方便的地方 如地下室 设备间 卫生间 厨房 阳台 阁楼等位置 4 造价最低 缺点 缺点 1 集热单元安装需安全 牢靠否则易存在安全隐患 2 采用自然循环效果不理想 采用水泵强制循环 费电 水泵存在噪音 增加控制功能 3 应综合考虑各户集热单元安装位置 否则会破坏建筑立面美观 2 集热单元出问题维修不方便 3 不能实现热水资源共享 热水资源存在 旱涝不均 的问题 方案三方案三 在楼顶安装一个集中储水的太阳能热水系统 通过管 道供热水至每家每户 优点 优点 1 可以实现热水资源共享 不受楼层高低限制 2 便于根据建筑情况灵活布局 可以实现与建筑物相协调 3 只有一个系统 运行可靠 上楼维修率低 楼面太阳能可由物业负责维 护管理 4 造价较低 缺点 缺点 1 辅助能源用量受天气阴晴影响 不便于核算运行成本和费用 2 运行过程中 热水需要收费 收费标准制定不当 易造成物业和住户的 矛盾 3 需要在楼顶放置一个大储热水箱 建筑设计需考虑楼顶承重问题 方案四 楼顶安装集中集热的太阳能集热系统 通过管道将热 能送至各户 并给安装在各户户家里的储热水箱加热 水箱具有热交换功能和辅助加热功能 优点 优点 1 各住户使用自家水箱里的热水和辅助能源 不存在收费问题 2 不受楼层高低限制 并可以实现太阳能热能资源共享 3 运行过程中 不存在收费管理问题 6 只有一个系统 运行可靠 上楼维修率低 楼面太阳能可由物业负责维 护管理 7 可以根据楼面建筑情况灵活布局 最容易实现与建筑物相协调 缺点 缺点 1 为方便使用和安全可靠 应采用承压型储热水箱 并带有电加热功能 因此水箱成本高 从而造成系统成本较高 第三种方案虽然造价较高 但优点突出 不须考虑水箱承重 电第三种方案虽然造价较高 但优点突出 不须考虑水箱承重 电 辅加热预留 线路预留 供热水循环 热水计费等问题 是将来辅加热预留 线路预留 供热水循环 热水计费等问题 是将来 商品住宅统一安装太阳能热水器的发展方向 因此我公司按方案商品住宅统一安装太阳能热水器的发展方向 因此我公司按方案 三设计 如果房屋开发商受投资限制 可以采用以下方法解决 三设计 如果房屋开发商受投资限制 可以采用以下方法解决 该解决方法 可以使房屋开发商对太阳能的投资低于其它两种方该解决方法 可以使房屋开发商对太阳能的投资低于其它两种方 案 案 1 太阳能集中集热和通到各住户的管路部分由开发商出资 产 太阳能集中集热和通到各住户的管路部分由开发商出资 产 权归开发商所有 供住户免费使用 权归开发商所有 供住户免费使用 2 各户有免费使用太阳能热源的权力 但用户如愿意使用太阳 各户有免费使用太阳能热源的权力 但用户如愿意使用太阳 能 储热水箱由各户出资购买 能 储热水箱由各户出资购买 选择方案三须考虑以下问题 1 太阳能集热器基础预留 2 屋顶补水箱位置预留 2 4M3 左右 2 管井换热管路预留 3 室内承压水箱位置预留 每户 200L 美国史密斯含电辅加热承压水箱 圆柱形 立式安装 高度 1470 直径 521 4 每户承压水箱附近预留电辅加热插座 电辅加热功率 1 5kw 2kw 3 8kw 4 5kw 任选 2 2 4 4 用热水量和水箱容量确定用热水量和水箱容量确定 根据 GB50015 2003 建筑给水排水设计规范 和实际经验 每户日用 40 热水量可按 100Kg 300 Kg 设计 具体由用户根据房屋的档次和户型大小确定 为方便选择 我方已将储热水箱标准化 工厂化生产 可提供 100L 150L 200L 300L 450L 等多种规格的承压水箱 并带有多种电加热功 率供选择 根据用户初步要求 每户按 200L 设计 按 52 户设计 则每天总用热水量为 10 4T 2 2 5 5 太阳集热器类型选择太阳集热器类型选择 目前国内使用的太阳集热器类型主要有平板集热器 真空管集热器 热管 集热器 U 形管集热器 平板集热器在中高温情况下效率低 适合在环境温度 高 不结冰的地区选用 真空管集热器在零下 25 条件下 仍可产生热水 可 一年四季使用 是目前我国大部分地区普遍使用的产品 但存在炸管漏水问题 可靠性稍差 热管集热器和 U 形管集热器可在零下 50 条件下使用 抗冻性最 好 可靠稳定 但成本较高 适合在寒冷和高寒地区使用 根据张家口地区气 候条件 选用真空管集热器 效率高 性价比高 我公司生产的工程用平板 真空管 热管 U 形管太阳集热器模块 已实现标 准化 模块化 模块所有的复杂技术已在车间完成 现场安装只需简单拼接即 可 方便快捷 美观大方 根据用户屋面情况 建议选用我公司生产的 NSQB47 1500 60S 真空管集热器 与屋面结构协调美观 详见集热器平面布置图 可 设计为一个系统 效率高 该集热器特点及性能参数如下 内胆内胆 304 2B 食品级不锈钢食品级不锈钢 保温保温 无氟聚氨酯发泡保温 保温性能好 绿色环保无氟聚氨酯发泡保温 保温性能好 绿色环保 外框外框 茶色抗腐蚀铝合金型材茶色抗腐蚀铝合金型材 无光污染无光污染 美观美观 真空管密集式排列 单位长度集热管数量多 吸热快 效率高真空管密集式排列 单位长度集热管数量多 吸热快 效率高 可拆卸式标准模块 运输方便 组装快捷 可拆卸式标准模块 运输方便 组装快捷 集热器性能参数集热器性能参数 真空管型号真空管数量 保温 材料 流体 容量 承受压力 标称面 积 接口外形尺寸 47 1500 56 支 聚氨 酯 80 L 0 5kg cm2 7 02 m2 DN32 50 2100 3100 2 2 6 6 真空管数量确定真空管数量确定 张家口地区 正常晴天条件下 太阳辐射量 17MJ D M2 每支 47 1500 真空管每天可产 40 热水 15 左右冷水时 夏季 11 14kg 春秋季 7 5 10kg 冬季 3 5 5kg 一般可按平均 7 5 10kg 支计算 则贵单位太阳能系统 共需 47 1500 真空管数量为 10500 7 5 10 1050 1400 支 如考虑冬季效果 可适当增加 根据屋面情况 选用 30 套 NSQB47 1500 60S 真空管集热器 共计 1800 支 47 1500 真空管 2 2 7 7 辅助电加热功率确定辅助电加热功率确定 辅助加热功率的选取应根据水箱大小和用户可以提供的电负荷容量选取 每户可选择的具体大小为 1 5kw 2kw 3 8kw 4 5kw 等 2 2 8 8 智能控制器智能控制器 选用德国西门子公司生产的 CPU 可编程控制器 控制程序采用我公司研发 的太阳能工程系统专用控制程序 功能强大 可实现任意功能的自动控制 可 根据实际任意更改和升级控制程序 并可远程监控 2 9 2 9 水水 箱箱 选用美国艾欧史密斯含电加热承压水箱 超强的承压性能 按照美国承压标准 2MP 设计 比国内电热水器的承压设计标准高出约 67 通过美国严格的 UL 标准下的 10 万次寿命实验 每批内胆都通过 21kg cm2 的承压试验 即使温度变化使内胆膨胀 也能确保安全 领先的涂层工艺 内胆钢材预先经过磨化处理 提高了涂层的附着能力 涂层均匀地喷涂在内胆上 经 870 度高温烘烤后与内壁溶为一体 可随内 胆自由膨胀 牢度更高 有效抗锈 防腐 防垢 美国领先的涂层技术 专业的焊接工艺 采用美国专业化的进口高速焊接设备流水线及专业焊接工艺 PLC 自动气体保护焊 保证一次合格率 严格杜绝虚焊 焊缝性能 100 密封 并很好的与涂层渗透结合 200L 水箱技术参数 高 度直 径毛重电加热功率电压 额定工作 压力 接头安装方式 147052161kg2 2 5 3KWAC 2200 8MPDN20立式 2 2 1010 水泵 阀门 管路水泵 阀门 管路 水泵选用低噪音耐高温管道泵 阀门阻力小 密封性好的优质阀门 管路 一般选用国标热镀锌钢管或 PPR 管 外用 5CM 聚氨酯瓦 聚苯瓦 岩棉 玻璃棉保 温 外裹玻璃钢布或彩钢板 保温效果好 美观耐用 2 2 1111 集热器支架集热器支架 集热器支架采用角钢 槽钢等现场焊接 外做防腐处理 2 2 1111 系统安全系统安全 防 风 系统支架为整体结构 并与楼面墙体固定 支架水泥墩与楼面生根处理 防 冻 5CM5CM 聚氨酯或聚