三亚地区酒店太阳能热水系统集热器面积计算简例-陵水.doc

. 建筑工程给水排水计算书 项 目 陵水清水湾旅游度假区C区绿城蓝湾小镇椰林晓风南区 设 计 王晓卉 校 对 黄文杰 审 核 梅玉龙 日 期 2018.04 大象建筑设计有限公司一、 项目概况项目名称：陵水清水湾旅游度假区C区C01-10地块项目建设地点：海南省陵水县清水湾旅游度假区C区C01-10地块本工程包括9幢层数为911F的高层住宅建筑楼（楼号为1号楼、2号楼、3号楼、5号楼、6号楼、7号楼、8号楼、9号楼、10号楼）和4幢层数为2F的低层住宅（楼号为G-1号楼、G-2号楼、G-3号楼、G-5号楼）以及1幢层数为1F的配套公建（楼号为11#楼）。整个小区住宅均为小于12层的住宅，所有住户均设置了太阳能热水系统。总建筑面积为71204.50，其中地下室建筑面积为15062.73，1号楼总建筑面积为5413.92，2号楼总建筑面积为5413.92，3号楼总建筑面积为7067.34，5号楼总建筑面积为7067.34，6号楼总建筑面积为5666.76，7号楼总建筑面积为7067.34，8号楼总建筑面积为5591.31，9号楼总建筑面积为5188.98，10号楼总建筑面积为5188.98，11号楼总建筑面积为535.76，G-1号楼总建筑面积为298.48，G-2号楼总建筑面积为596.96，G-3号楼总建筑面积为746.20，G-5号楼总建筑面积为298.48。二、设计依据1.已批准的设计文件；2.建设单位提供的本工程有关资料和设计任务书；3.国家、行业相关规定；4.建筑和有关工种提供的图纸和资料；5.国家气象局发布的气象数据；6.建筑给水排水设计规范GB50015-2003（2009年版）；7.民用建筑太阳能热水系统应用技术规范GB503642005；8.太阳能供热采暖工程技术规范GB50495-2009；9.全玻璃真空管太阳能集热管GB/T17049-1997；10.真空管太阳能集热管GB/T17581-1998；11.太阳能集热器性能室内试验方法GB/T18974-2003；12.家用太阳能热水系统热性能试验方法GB/T18708-2002；13. 家用太阳能热水系统安装、运行维护技术规范NY/T651-2002；14.太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范GB/T18713-200215.钢结构设计规范GB50017-2003；16.建筑结构荷载规范GB50009-2001；17.工业自动化仪表工程施工验收规范GB50093-2002；18.设备及管道保温技术通则GB4272-92。19.住宅设计规范 GB 50096 -2011；21住宅建筑规范 GB 50368 -2005；22.海南省住宅建筑节能和绿色设计标准DBJ 46-039-2016；23.海南省绿色建筑设计基本规程（琼建科2015129号）；24.海南省绿色建筑基本技术审查要点（琼建科2015129号）；三、太阳能换热面积的计算1、设置条件建设地点位于陵水清水湾旅游度假区C区C01-10地块；每户住宅人数按取值：三房及三房以下按3.2人/户计，四房及四房以上按3.5人/户计；集热器设置在平屋面上。安装倾角同当地纬度1814。2、设计参数2.1）气象条件海南省陵水县清水湾纬度为1814，属于热带海洋季风性气候，年平均温度为25.4，年平均日照小时数为7h，太阳辐射量为54006700MJ/(m2.a)，属于太阳能资源较丰富区。清水湾典型年设计用气象参数如下：1）水平面年平均日辐照量Hha=16.627MJ/(m2.d)；2）水平面年总辐照量Hht=6074.573MJ/(m2.a)；3)当地纬度倾角平面平均日辐照量Hha=16.956MJ/(m2.d)；4)当地纬度倾角平面年总辐照量Hha=6193.388MJ/(m2. a)；5)年平均环境温度ta25.8C；6)年平均每日的日照小时数Sy7.0h；7)年总日照小时数St2546.8h；8)年太阳能保证率推荐范围f=50%60%；9）回收年限允许值N=8a。2.2）热水计算参数设计日用热水定额：q60L/（人.日），设计热水温度为60，设计冷水温度为20；3、集热器性能参数本工程能用平板型太阳能集热器。集热器的年平均集热效率cd0.50，朝向朝南，安装倾角1814。设置于平屋面。4、住宅热水系统负荷计算（设计小时耗热量、设计小时热水量、热水循环流量、贮热水箱计算）（1）、根据规范，每户的设计小时耗热量计算公式为：Qh=Kh*m*qr*C*(tr-tl)*r/T式中：Qh设计小时耗热量（kJ/h）; m用水计算单位：每户人数三房及以下取3.2人，四房及以上取3.5人；qr热水用水定额：取60L/人.天；tr热水温度，60C；tl冷水温度，20C；C水的比热，C=4.187(kJ/kg.C)；r热水密度，水温60C；时，取0.983(kg/L)；T每日使用时间（h），取24h；Kh小时变化系数。即Qh=4.21*3.2*60*4.187*(60-20)*0.983/24=5545kJ/h=1.54KW（2）、根据规范，每户的设计小时热水量计算公式为：qrh=Qh/(tr-tl)*C*r式中：qrh设计小时热水量（L/h）;Qh设计小时耗热量（kJ/h）;tr热水温度，60C；tl冷水温度，20C；C水的比热，C=4.187(kJ/kg.C)；r热水密度，水温60C；时，取0.983(kg/L)；即得qrh=Qh/(tr-tl)*C*r=5545/(60-20)*4.187*0.983=33.68L/h（3）、根据规范，每户的循环量计算公式为：qx=Qs/C*r*t式中qx热水循环流量（L/h）;Qs配水管道的热损失（kJ/h），取5%Qh;C水的比热，C=4.187(kJ/kg.C)；r热水密度，水温60C；时，取0.983(kg/L)；t热水温差，40C；得qx=0.05*5545/4.187*0.983*40=1.68L/h（4）、贮水箱的容积三房及以下户型V=3.2*60=192L，实际取200L贮水罐。四房及以上同理。 5、太阳能集热器面积的计算相关参数设定1)太阳能的保证率，取0.50（根据使用期内太阳辐照、系统经济性、及用户要求等因数综合考虑）2)集热器的年平均集热效率（cd）取cd0.50（可根据产品的实际测试结果确定）3)集热系统热损失率(L)取L0.20（取经验值）4)集热器采光面上年平均日太阳辐射量(Jt)：Jt16956kJ/m2。.d（安装倾角18.14度）5)水的定压比热容：C4.187J/(kg)6)热水密度：P0.9832kg/L加热系统的集热器面积计算三房户型每户按3.2人计。直接加热时，平均每户型集热器面积计算如下：Ajz=Qw*Cw*(tend-ti)*f/Jt*cd *(1-L)Ajz =60*3.2*0.983*4.187*(60-20)*0.50/16956*0.50*(1-0.2)=2.33平方米。本工程采用间接加热，每户太阳能板计算面积2.5平方米。计算如下：Ajj= Ajz *(1+FRUL* Ajz/K*Fjr)= 60*3.2*0.983*4.187*(60-20)*0.50/16956*0.50*(1-0.2)*1.073=2.5平方米。同理可得，四房户型（每户按3.5人计），采用间接加热，每户太阳能计算面积为2.73平方米。6、系统形式、辅助热源、管材及附件1)、高层住宅建筑楼（楼号为1号楼11号楼）系统形式采用集中集热分户贮热的方式，集热板集中设置屋顶，每户设置一只200L的闭式贮热水箱（内设2.2KW的电加热棒），三房户型每户所需太阳能板的计算面积为2.5平方米，四房户型每户所需太阳能板的计算面积为2.73平方米。实际设置的太阳能板面积每户平均大于或等于计算面积。2)、低层住宅（楼号为G-1号楼、G-2号楼、G-3号楼、G-5号楼）采用强制循环间接加热供水系统。系统形式采用分户集热分户贮热的方式，集热板设置在各自的屋顶，每户设置一只200L的闭式贮热水箱，辅助加热采用燃气热水器。每户所需太阳能板的计算面积为2.9平方米，集热器的规格为一块2，则需要2块，屋面实际一户放置2块集热器，每户实际安装面积为4平方米，大于计算面积。3)、太阳能热媒管、生活热水管均采用薄壁不锈钢管，卡压连接。采用橡塑保温。图中所用管径DN为公称直径。热水管需考虑补偿，长度大于等于8米的直线横管，设一不锈钢波纹管7、应用面积的计算本工程各住宅楼在屋顶设平板型太阳能集热器，各楼面积如下：（1）1号楼（高层，四房户型0户，三房户型49户，总人数为49*3.2=156.8人）：集热器计算面积：Ajj= Ajz *(1+FRUL* Ajz/K*Fjr)= Qw*Cw*(tend-ti)*f/Jt*cd *(1-L)* (1+FRUL* Ajz/K*Fjr)=60*156.8*0.983*4.187*(60-20)*0.50/16956*0.50*(1-0.2)*1.07=122.5（平方米）。实际安装总面积为124平方米（共62块，每块2平方米）。（2）2号楼（高层，三房户型48户，总人数为48*3.2=153.6人）：集热器计算面积：Ajj= Ajz *(1+FRUL* Ajz/K*Fjr)= Qw*Cw*(tend-ti)*f/Jt*cd *(1-L)* (1+FRUL* Ajz/K*Fjr)=60*153.6*0.983*4.187*(60-20)*0.50/16956*0.50*(1-0.2)*1.07=120（平方米）。实际安装总面积为124平方米（共62块，每块2平方米）。（3）3号楼（高层，三房户型51户，四房户型8户，总人数51*3.2+8*3.5=191.2人）：集热器计算面积：Ajj= Ajz *(1+FRUL* Ajz/K*Fjr)= Qw*Cw*(tend-ti)*f/Jt*cd *(1-L)* (1+FRUL* Ajz/K*Fjr)=60*191.2*4.187*(60-20)*0.50/16956*0.50*(1-0.2)*1.07=149.4（平方米）。实际安装总面积为152平方米（共76块，每块2平方米）。（4）5号楼（高层，三房户型51户，四房户型8户，总人数51*3.2+8*3.5=191.2人）：集热器计算面积：Ajj= Ajz *(1+FRUL* Ajz/K*Fjr)= Qw*Cw*(tend-ti)*f/Jt*cd *(1-L)* (1+FRUL* Ajz/K*Fjr)=60*191.2*4.187*(60-20)*0.50/16956*0.50*(1-0.2)*1.07=149.4（平方米）。实际安装总面积为152平方米（共76块，每块2平方米）。（5）6号楼（高层，三房户型48户，总人数为48*3.2=153.6人）：集热器计算面积：Ajj= Ajz *(1+FRUL* Ajz/K*Fjr)= Qw*Cw*(tend-ti)*f/Jt*cd *(1-L)* (1+FRUL* Ajz/K*Fjr)=60*153.6*0.983*4.187*(60-20)*0.50/16956*0.50*(1-0.2)*1.07=120（平方米）。实际安装总面积为120平方米（共60块，每块2平方米）。（6）7号楼（高层，三房户型51户，四房户型8户，总人数51*3.2+8*3.5=191.2人）：集热器计算面积：Ajj= Ajz *(1+FRUL* Ajz/K*Fjr)= Qw*Cw*(tend-ti)*f/Jt*cd *(1-L)* (1+FRUL* Ajz/K*Fjr)=60*191.2*4.187*(60-20)*0.50/16956*0.50*(1-0.2)*1.07=149.4（平方米）。实际安装总面积为152平方米（共76块，每块2平方米）。（7）8号楼（高层，三房户型48户，总人数为48*3.2=153.6人）：集热器计算面积：Ajj= Ajz *(1+FRUL* Ajz/K*Fjr)= Qw*Cw*(tend-ti)*f/Jt*cd *(1-L)* (1+FRUL* Ajz/K*Fjr)=60*153.6*0.983*4.187*(60-20)*0.50/16956*0.50*(1-0.2)*1.07=120（平方米）。实际安装总面积为120平方米（共60块，每块2平方米）。（8）9号楼（高层，三房户型9户，四房户型27户，总人数9*3.2+27*3.5=123.3人）：集热器计算面积：Ajj= Ajz *(1+FRUL* Ajz/K*Fjr)= Qw*Cw*(tend-ti)*f/Jt*cd *(1-L)* (1+FRUL* Ajz/K*Fjr)=60*123.3*4.187*(60-20)*0.50/16956*0.50*(1-0.2)*1.07=96.3（平方米）。实际安装总面积为102平方米（共51块， 每块2平方米）。（9）10号楼（高层，三房户型9户，四房户型27户，总人数9*3.2+27*3.5=123.3人）：集热器计算面积：Ajj= Ajz *(1+FRUL* Ajz/K*Fjr)= Qw*Cw*(tend-ti)*f/Jt*cd *(1-L)* (1+FRUL* Ajz/K*Fjr)=60*123.3*4.187*(60-20)*0.50/16956*0.50*(1-0.2)*1.07=96.3（平方米）。实际安装总面积为102平方米（共51块， 每块2平方米）。（10）G-1号楼（低层，三房户型2户，总人数为2*3.2=6.4人，别墅每人用水量按70L计取）：集热器计算面积：Ajj= Ajz *(1+FRUL* Ajz/K*Fjr)= Qw*Cw*(tend-ti)*f/Jt*cd *(1-L)* (1+FRUL* Ajz/K*Fjr)=70*6.4*4.187*(60-20)*0.50/16956*0.50*(1-0.2)*1.07=5.8（平方米）。实际安装总面积为8平方米（共4块，每块2平方米。每户2块）。（11）G-2号楼（低层，三房户型4户，总人数为4*3.2=12.8人，别墅每人用水量按70L计取）：集热器计算面积：Ajj= Ajz *(1+FRUL* Ajz/K*Fjr)= Qw*Cw*(tend-ti)*f/Jt*cd *(1-L)* (1+FRUL* Ajz/K*Fjr)=70*12.8*4.187*(60-20)*0.50/16956*0.50*(1-0.2)*1.07=11.7（平方米）。实际安装总面积为16平方米（共8块，每块2平方米。每户2块）。（12）G-3号楼（低层，三房户型5户，总人数为5*3.2=16人，别墅每人用水量按70L计取）：）：集热器计算面积：Ajj= Ajz *(1+FRUL* Ajz/K*Fjr)= Qw*Cw*(tend-ti)*f/Jt*cd *(1-L)* (1+FRUL* Ajz/K*Fjr)=