太阳能热水系统设计指南手册

东莞市五星太阳能有限公司工程设计指南 一、 设计前的现场查勘1 了解和测量热水系统安装点有关资料：屋面尺寸（包括天面水池，楼梯间等其他构筑物的平面和高度），承重的墙、承重梁的分布情况，消防管及其它管的分布和高度尺寸。2 屋面或安装点的负载能否满足热水系统的安装条件，同时用指南针测量屋面或安装点的方位。3 集热器与前面遮阳物的距离：测量可能对集热器产生阴影的建（构）筑物的高度。4 水源：从天面水池接入时，要测量水池的最高水位和最低水位；从市政管网接入时，应了解在用水高峰季节和用水高峰时段的水压情况。5 电源：对热水系统配有用电设备的，需了解电压、输电线路可供容量及接驳位置和控制箱的安装位置，特别是加热装置为电热管时，应了解用户的供电容量和安装点的供电线路是否满足要求，如果用户是自己发电，还应了解频率、相电压、线电压情况。6 燃油（气）的供给：对已确认的使用燃油（气）作加热装置或辅助加热装置的要了解燃油（气）接驳位置和燃气的种类、压力能否满足要求；对于已有地下储油设施的，或只设地面油泵的；自活动油车将油从地面抽入天面热水炉的日用油箱时，应与客户协商好天面油箱、地面油泵的位置及大小（日用油箱与燃油热水锅炉应有7米以上的安全距离）。7 冷热水交接位置：要了解冷水从哪里接驳，哪些位置需要供热水（开）水，与供水点的管网安装有关的建筑物平面及立面尺寸要测量准确。二、 集热器的朝向及安装倾角和遮阳物体的距离1 集热器的朝向：1.1. 平板集热器、玻璃真空管和热管等南北向放置的太阳能集热器朝向应为正南方，如受条件限制不能满足时，其偏移角允许有偏差：在低纬度23处为20以内，在中纬度30处为15以内，在高纬度36处为7。且偏西比偏东好，在坡屋面安装时，其方位可作进一步调整，但必须与客户讲明吸热效果会差1020%。2 集热器的安装倾角2.1. 平板集热器、南北向放置的玻璃真空集热管、玻璃真空热管集热管的最佳倾角是集热面与太阳能光线垂直，对于全年使用的，可采用当地地理纬度作为倾角；冬季使用以纬度+10作为倾角；夏季使用的纬度-10作为倾角。对于夏季气温较高的亚热带地区其倾角为30，在其它地区作适当调整，其倾角以5和10为单位，便于制作。在坡屋面安装集热器时，视其坡度和整体美观情况而定。2.2. 东西向放置的玻璃真空集热管、玻璃真空热管集热管的采光面为圆弧型，因此，对其安装倾角没有太严格的要求。我们规定为15，以减少支架的材料用量和提高空间的利用率。3 集热器与遮阳物的距离一般以遮阳物的高度的11.3倍作为间距，纬度高的地区选大值三、 太阳集热器的安装位置对建筑物屋面承载的要求1 一般地区屋面的承载力应大于150/。2 沿海地区因有台风的影响，屋面的承载应大于200/。四、 蓄热水箱位置的确定根据承重梁柱的尺寸确定其荷载：常规情况下，水箱的安装位置应选择在有承重立柱的“十”字梁或“T”字梁上，其水箱的重量均匀分布在梁上。梁的尺寸和钢筋配置情况与荷载有直接关系，因此应按照表1来选择水箱的设计容量： 承重梁尺寸与荷载选择表 表1梁荷 尺载 寸 形 状600X400（高X宽）550X350（高X宽）500X300（高X宽）450X250（高X宽）400X200（高X宽）十字型8m37m36m34m33m3T字型6m35m34.5m33m32m3对于较大容量的水箱，在一个承重梁柱不能满足要求的前提下，可选择多个承重梁均匀承重，并用工字钢或预制钢筋混凝土反梁做水箱加强基础，参照表2、表3来选择工字钢与反梁的规格：水箱加强底座工字钢选型 表2 AB C4m35m36m37m38m39m310m315m320m325m330m33m10#10#12.1#12.6#12.6#12.6#10#4m12.6#14#14#16#16#16#16#18#16#18#20a#6m16#18#18#20a#20b#22a#20b#25a#25b#28b#32a#7.5m18#20a#20b#22a#22b#25a#25a#28b#32a#36a#36c#A：水箱容量 B：水箱加强底座工字钢型号 C：承重梁柱跨距注：以上工字钢选型是按水箱底座安装示意图计算的。(参见图59)钢筋混凝土反梁尺寸参考表 表3反 跨 梁 距 规格水箱容量3m4m6m7.5m81015202530五、 热、开水用量计算1 热水用量（水温以60为标准） 表4用 水 量场 所用水方式桶提冲凉淋浴浴缸泡脚盒工厂定时供热水1525L/人次3045L/人次学校、医院定时供热水2030L/人次4060L/人次普通旅店定时供热水5070L/人次高级宾馆、酒店、医院全天候供热水100150L/人次150250L/床次沐 足10L/人次桑 拿100L/人次说明：表中用水量为广东地区行业设计用水量参考值，具体用水量应与甲方协商或参照国家有关标准执行。2 开水用量：人均2/日六、 平板型太阳热水器的系统设计名词定义：集热器单体并联：是指每块集热器之间的连接采用铜卡套接头直接连成一排的方式叫单体并联。集热器连接级数：是指一个单体并联的出口与另一个单体并联的入口相连接时，第一个单体并联为一级，第二个单体并联为二级，两个单体并联的组合称为一级串联组合，依此类推。集热器阵列：若干个集热器单体并联或串联的组合称为集热器阵列。1 自然循环系统：自然循环系统是靠热虹吸作用进行循环，其蓄热水箱底部应较最末端集热器阵列上循环管顶部水平面高出300mm以上，以防止夜间储热水箱水的逆循环；它具有结构简单，造价相对较低，故障率低等特点。（见图1）。1.1 安装面积：每一个独立的系统集热面积小于50时应优先选择。1.2 集热器的连接方式： 1.2.1.单体并联：集热器块数一般不超过6块。（见图2）1.2.2.并联阵列：每一个单体并联不超过6块，每个并联阵列不超过3个单体并联为宜。（见图3）1.3 上、下循环管的连接方式：因为是自然循环，故要求系统的上、下循环管弯头尽可能少一些，否则，循环阻力过大，会影响系统的热效率。当采用一个独立系统不能克服管道弯头过多的问题时，可考虑设几个单一的自然循环系统，但必须注意上、下循环管与集热器蓄热水箱的连接绝不能有反坡现象，应沿水流的方向有1%的坡度，上循环管与水箱连接时严禁使用90度弯头，应使用135度弯头，以免产生气堵，严重影响循环效果。（见图4、图5）1.4 循环管管径的选择： 管径太大会增加散热面积，管径太小会增加循环阻力，因此，上、下循环管的流通截面积应等于几个集热器单体并联进出口与循环管接驳时截面积总和的70%90%。（见表5） 表5集热器单体并联数量1个2个3个4个5个6个7个8个管 径DN25DN32DN40DN50DN50DN50DN50DN651.5 水箱设置：每个自然循环系统设一个蓄热水箱，也可几个系统共用一个蓄热水箱（见图6）2.强制循环系统2.1强制循环是利用水泵使集热器与蓄热水箱内的水进行循环，它的特点是蓄热水箱的位置不受集热器位置制约，可任意设置，我们一般采用温差控制方式循环，即利用蓄热水箱下部的温度传感器与集热器阵列末端上循环出口的温度传感器之间的温度差控制水泵的起动运行。实际工程设计时，一般为避免温差循环泵的频繁启动，其温差循环泵启动工作时的温差值通常随季节变化情况按照在58之间来设定，而泵停止工作的温差控制下限一般可按23之间设定（见图7）。2.2安装面积：强制循环布置具有很大的灵活性，通常可做成并联、串联或串并联结合等多种组合形式。并联连接时应注意流量平衡，串联时也要尽可能使流经各组阵列的流量不致过大，以免系统阻力过大。对于集热器面积大于60，小于或等于280（甚至300）的系统，根据集热器安装地点的建筑平面结构状况，既可设计成单个独立强制循环系统，也可分设成多个独立强制循环系统；但单个系统的集热面积较小时，则其单位面积工程造价就相对较高，而单个系统集热面积较大时，则循环管路较长，系统管道阻力增大而对循环泵的扬程要求较高，导致增加循环泵的功率和增大管道的安装密封要求。实际进行工程设计时，应从技术和经济等方面综合考虑，合理布局选择优化设计方案。2.3集热器的连接方式（见图8、图9、图10） 2.4. 上、下循环管的连接方式上、下循环管应为同程式连接设计。上、下循环管与蓄热水箱的距离尽量缩短，弯头尽可能少一些，以减少管道的阻力；要求上循环管有不小于3的坡度，并在容易产生积气的地方装设排气阀，防止产生气堵，而影响循环效果。（见图11、图12）2.5 循环管管径的选择 上、下循环管的流通截面积应不小于集热器串、并联后与循环管的接驳口总的截面积的60%（见表6） 表6集热器组数一组二组三组四组五组六组循环管管径DN20DN25DN32DN32DN40DN402.6水箱设置：每个系统可设一个或多个蓄热水箱，也可几个系统共用一个蓄热水箱，水箱与集热器安装距离可远可近，可高可低，但必须考虑到系统循环管路增长之后，管道的散热损失增大（见图13）2.7强制循环泵的选型泵的小时流量按系统的日产水量的5070%选择，系统（独立系统）的日产水量按太阳能集热面积乘以每平方产水量（如70L/m2）计算，水泵扬程为系统总水头损失的1.11.3倍选择，对于单级并联或两级并串联阵列也可按下表选择：（见表7）太阳能强制循环泵选择表 表7集热器面积单体并联块数单体并联组数串联级数 循环管径水泵扬程水泵流量6080584612级DN3215m2.53.5m3/h801005105812级DN3220m3.34.2m3/h1001505126102级DN4020m4.26.3m3/h1502007128122级DN4025m6.38.4m3/h2002507129122级DN5032m8.410.5m3/h250280111211122级DN5020m10.512m3/h循环泵选型计算范例：图14系统集热面积为78m2，按循环流量7870L/64%=3510L/h；主管径DN32，根据循环管各管段长度、流量选择适当管经，查水力计算表计算各管段沿程水头损失，按30%计局部损失，集热器阵列总阻力按每块集热器0.5m1m左右计。本系统水力计算见表8。从计算结果所需循换泵总扬程11.53m（循环流量3.51 m3/h）选择ISG32-125A水泵，流量3.1/4.5/5.8m3/h，扬程17.6m/16m/14.4m,电机功率0.55KW。 表8太阳能循环管路水力计算管段编号管段长度（m）流量（L/h）管径（mm）流速（m/s）沿程水头损失每米损失（mmH2O）管段损失（mmH2O）0110.53510321.12111116612集热器阵列7.51170按20估算1.1825819352331170320.3813393432340320.75501504523510321.121112225623510321.1211122267集热器阵列6.51170按20估算1.1825816777831170320.3813398932340320.7550150910113510321.121111221管段沿程水头损失合计:6821mmH2O按沿程水头损失30%计算局部水头损失合计:6821 mmH2O30%=2047 mmH2O系统总水头损失=6821 mmH2O2047mmH2O=8868 mmH2O=8.87mH2O水泵扬程=系统总水头损失1.3=11.5 mmH2O循环泵选型计算范例2：（不推荐采用） 见图15，系统为二个一级并联，主管管径配置如图所示。根据循环管各管段长度、流量选择适当管经，查水力计算表计算各管段沿程水头损失，按30%计局部损失，集热器阵列总阻力按每块集热器0.5m1m左右计。该系统水力计算见表9。从计算结果所需循换泵总扬程按主管采用DN32和DN40两种配置计算（循环流量3.51m3/h）分别选择：主管DN32时：所需水泵扬程11.5米，可选择ISG32-125A水泵，流量3.1/4.5/5.8m3/h，扬程17.6m/16m/14.4m,电机功率0.55KW；如果系统循环管主管采用DN40时，所需水泵扬程5.09米，也可选择ISG32-125A水泵，流量3.1/4.5/5.8m3/h，扬程17.6m/16m/14.4m,电机功率0.55KW。表9太阳能循环管路水力计算比较管段编号管段长度（m）流量（L/h）管径（mm）流速（m/s）沿程水头损失每米损失（mmH2O）管段损失（mmH2O）0124504032/401.61/1.2228.43/105.35482/2527127.5252025/321.48/0.81288.15/57.112161/42823集热器阵列6.5840按20估算0.95133234384025/320.53/0.2936/7.7108/23453168025/320.99/0.54129/25.4387/76561252025/321.48/0.81288.15/57.11288/57674.5504032/401.61/1.2228.43/105.31028/474管段沿程水头损失合计: 主管DN32时为：9786 mmH2O ； 主管DN40时为：3917 mmH2O按沿程水头损失30%计算局部水头损失合计: 主管DN32时为：2936 mmH2O ；主管DN40时为：1175 mmH2O系统总水头损失：主管DN32时为：12722 mmH2O ；主管DN40时为：5092 mmH2O主管DN32时,水泵扬程=系统总水头损失1.3=11.5 mH2O主管DN40时,水泵扬程=系统总水头损失1.3=6.63 mH2O注：循环管路管道流速一般可选择1.0米/秒1.5米/秒左右，对环境有特殊要求的场合管道流速可选择小一些，具体需根据实际情况灵活处理。2.8强制循环泵的控制 强制循环泵应设计安装在下循环总管上，将蓄热水箱内的水抽入集热器并将其热水顶回蓄热水箱，对于水箱水位低于最高位置集热器的应在泵前设置单向止回阀，以防止集热器内的水倒流回蓄热水箱，使集热器空晒而影响热效率。其水泵受温差控制器控制，温差控制器有高、低温传感器二个，高温传感器装在集热器末端阵列中最高温度点的上循环管上，检测集热器内水的温度；低温探头装在蓄热水箱距底部50mm处的外臂上，检测未进入集热器前水的温度。它是利用二个温度传感探头之间温差控制水泵的起动运行，其温差为5，我们所采用的温差控制器的温差设定值为：当温差达到58时，水泵启动；当温差小于23时，水泵停止。对于可以调整温差控制值的，在冬季可以将该值调小一些。(见图16)3.定温放水系统定温放水是通过温度控制器控制电磁阀或水泵，用水源压力或水泵加压，将集热器内的热水顶入蓄热水箱内，这种系统的特点是只要有太阳就能得到一定的温度的热水，它的另一个特点是可以与温差控制式强制循环方式一同使用，这样能有效地利用热水。（见图17）3.1. 安装面积 单个独立系统不宜超过280。 3.2. 集热器的连接方式 （见图8、图9、图10）3.3. 集热器进出口管道的连接方式进出口管应为同程式连接设计。进出口管道与蓄热水箱的距离尽量缩短，弯头尽可能少一些，特别是以减少管道的阻力；要求出水管有3的坡度,并在容易产生积气的管上装设排气阀，防止产生气堵而影响水流。（见图18）3.4. 进出口管径的选择：进出口管径的流通截面积应不小于集热器串、并联后与进出口管道的接驳口总的截面积的60%（见表10）表10集热器组数一组二组三组四组五组六组进出口管径DN20DN25DN32DN32DN40DN403.5. 水箱设置：每个系统可设一个或多个蓄热水箱，也可几个系统共用一个蓄热水箱（见图19）3.6. 电磁阀和水泵的选择 3.6.1.在冷水压力足够的情况下，选择电磁阀来控制水流，因电磁阀的流通截面积较小，所以其选型原则应比进水管管径大一个规格。3.6.2.在冷水压力不够的情况下，应选择水泵加压来控制水流。其选型原则是其流量等于系统的日产水量的25%即可，水泵的扬程应通过计算系统的阻力大小来确定。3.7. 电磁阀和水泵的控制电磁阀或水泵受集热器阵列中出水口处最高水温点的水温控制，其感温探头装在集热器的出口处。 七、 板集热器的连接件选择1. 集热器与集热器之间的连接：采用25双卡套铜接头（既101）。2. 集热器与循环管的连接：采用25DN20单卡套铜接头（既102）。3. 集热器上安装水咀时，采用25DN15单卡套铜接头（既104）。4. 集热器之集管管口需堵塞时，采用25单卡套铜堵头（既103）。八、 真空集热管和玻璃真空热管集热管太阳热水器系统的设计1 自然循环系统1.1. 玻璃真空集热管：冷水从蓄热水箱下部经下循环管进入连集箱后，再进入各玻璃真空集热管内，当集热管管中的水被太阳加热后，产生比重差而向上浮升，于是上部的水流入连集箱上部，再经上循环管流至蓄热水箱上部，而蓄热水箱下部的冷水由于比重较大，经下循环管自动流入连集箱而进入集热管下部，如此反复循环。（见图20）1.2. 玻璃真空热管集热管：冷水从蓄热水箱下部经下循环管进入连集箱后，当玻璃真空管内的热管的蒸发端被太阳加热后，将热量传给冷凝端，通过冷凝端将热能传递给连集箱中的水，使连集箱中的水产生比重差而向上浮升，经上循环管流至蓄热水箱上部，而蓄热水箱下部的冷水由于比重较大，经下循环管自动流入连集箱下部，如此反复循环。（见图20）1.3. 安装组数 小于10组（500支）。1.4. 集热器的连接方式及上、下循环管的连接方式（见图21、图22）上、下循环管的连接方式：因为是自然循环，故要求系统的上、下循环管弯头尽可能减少，否则，循环效果不好，会影响系统的热效率，因此，优先采用自然循环系统或500支以上的集热管也可考虑设几个单一的自然循环系统。1.5. 循环管管径的选择 循环管管径的截面积约等于若干组集热器出口与循环管并联接驳时的截面积总和。见表11 表11集热器组数12345678910管径DN25DN32DN40DN50DN50DN65DN65DN80DN80DN801.6. 水箱设置：每个自然循环系统设一个蓄热水箱，也可几个系统共用一个蓄热水箱。2. 强制循环系统强制循环是利用水泵使集热器与蓄水箱内的水进行循环，它的特点是蓄热水箱的位置不受集热器位置制约，可任意设置，我们一般采用温差控制方式循环，即利用蓄热水箱下部的温度传感器与集热器上部的温度传感器之间的温度差控制水泵的起动运行，其温差值在58之间。（见图23）2.1.安装面积：25组或1250支2.2集热器的连接方式与上、下循环管的连接方式（见图24、图25、图26） 上、下循环管的连接方式：上、下循环管应为同程式连接设计。上、下循环管与蓄热水箱的距离尽量缩短，弯头尽可能少一些，以减少管道的阻力；要求上循环管有1%的坡度，防止产生气堵，而影响循环效果。由于真空管集热器（不含热管）不能承受太大压力，一般宜关联，不可串联。（见图24、图25、图26） 2.2. 循环管管径的选择 上、下循环管的流通截面积应不小于集热器串、并联后与循环管的接驳口总的截面积的60%（见表12）表12集热器组数一组二组三组四组五组六组循环管管径DN20DN25DN32DN32DN40DN40 2.3. 水箱设置：每个系统可设一个或多个蓄热水箱，也可几个系统共用一个蓄热水箱。2.4. 强制循环泵的选型2.5. 流量：按每支真空管2.5L4L/h选择泵的流量。2.5.1. 扬程：玻璃真空管集热管与连集箱的连接方式为直插式，且采用“O”型硅胶密封圈密封，因此，其工作压力在0.1Mpa以下，故水泵和扬程应选用10m以下，以防止运行不正常时将密封圈挤出。2.6. 强制循环泵的控制 强制循环泵应设计安装在下循环总管上，将蓄热水箱内的水抽入集热器并将其热水顶回蓄热水箱，对于水箱水位低于最高位置集热器的应在泵前设置单向止回阀，以防止集热器内的水倒流回蓄热水箱，使集热器空晒而影响热效率。其水泵受温差控制器控制，温差控制器有二个温度传感探头，一个装在集热器阵列末端上循环管最高温度点处，检测集热器内水的温度；另一个装在蓄热水箱距底部50mm处的外臂上，检测未进入集热器前水的温度。（见图25）它是利用二个温度传感探头之间温差控制水泵的起动运行，其温差为5，我们所采用的温差控制器的温差设定值为：当温差达到8时，水泵启动；当温差小于3时，水泵停止。对于可以调整温差控制值的，在冬季可以将该值调小一些。 九、 强制循环温差控制器高温传感探头的安装位置及安装方式温差控制器的高温传感探头的安装位置以能够准确检测水的实际温度为准，否则会产生测量误差，减少强制循环泵的启动次数而影响热效率，因此，高温传感探头应装在系统中最高温度点的上循环管上，具体安装方式见图27、图28。 十、 太阳能热水系统的防冻设计1、真空管及热管集热器太阳能系统：在结冰地区，虽然该集热器的水在-10地区不会结冰，当循环管内的水在12小时内不流动时，由于循环管的保温性能问题，管内的水可能结冰，而导致管道、阀类及水泵胀裂，因此可在系统的下循环管上装设防冻水泵，它受温控器控制，其温度传感器装在下循环管上。当管内水温低于2时，防冻水泵自动启动，将蓄热水箱的水抽至管内，把管内的低温水顶回蓄热水箱，如此反复。见图29、图302、平板集热器太阳能系统：在结冰地区，由于平板集热器的保温性能不如真空管及热管，在没有采用二次回路设计的系统中，因集热器内的水不是采用防冻液，水在低于0时会结冰，当循环管内的水在12小时内不流动时，由于循环管的保温性能问题，管内的水也可能结冰，而导致集热器、管道、阀类及水泵胀裂，因此可在系统的下循环管上装设防冻水泵，它受温控器控制，其温度传感器装在下循环管上。当管内水温低于2时，防冻水泵自动启动，将蓄热水箱的水抽至管内，把管内的低温水顶回蓄热水箱，如此反复。见图31、图323、在结冰地区的结冰季节，系统的辅助加热装置也不能停止运行，否则，蓄热水箱及辅助加热系统的管道也可能结冰胀裂。4、在结冰地区，补水箱、减压水箱及冷水管也应进行保温设计。防冻水泵的扬程与强制循环泵相同，流量可按强制循环泵流量的40%60%的选择。十一、 排气阀的安装位置1. 平板系统：一个集热器单体并联的出口接到另一个集热器单体并联的进口之“Z”形管上方应垂直安装一个DN15排气阀或铜球水咀。2. 真空管或热管系统：在上循环管上容易产生积气的位置应安装排气或铜球水咀。十二、 试水阀和排污阀的安装位置1平板集热器系统：1.1. 在每一个阵列中的集热器的上端设一个DN15试水用铜球水咀。1.2. 在每一个集热器单体并联的下端，应设一个DN15排污用的铜球水咀。2真空管及热管集热器系统：在每一个集热器阵列中的上循环管上设一个DN15的试水用的铜球水咀。在每一个集热器阵列中的下循环管上的最低位置，设一个DN15的排污用铜球水咀。十三、 浮球取水装置对于在用热水时又补充冷水的太阳能系统，其系统集热面积小于100的，应设浮球取水装置。该装置由不锈钢浮球、不锈钢管、加工不锈钢补心、水位保护管、不锈钢丝组成（见图33）。选择浮球取水装置的取水管之管径应与供热水管管径相匹配。（见表13）表13取水管管径19.10.825.40.831.80.838. 1 0.850.80.8浮球160160200240260加工补心6 41 61.2 11.51.22 1.5水位保护管31.80.831.80.844.50.863.50.863.50.8浮球取水装置的总长度=水箱高度+100=不锈钢管的长度+浮球直径+不锈钢丝长度，其中不锈钢管的长度=水箱架的高度+200；水位保护管长度为250mm。十四、热水锅炉热水系统设计1热水锅炉选型1.1. 根据不同的使用场所和用水方法计算热水总用量1.2. 根据用户类型确定：1.2.1.定时供热水：（热水总用量水箱容量）（用热水时间0.51小时）=热水锅炉产水量1.2.2.全天候供热水：热水总用量同时使用率（通常取70%）水箱总容量=热水锅炉产水量1.2.3.桑拿、沐足、洗头用水点数每人每次用水量每个用水点每小时使用人次数水箱容量=热水锅炉产水量1.2.4.开水（开水总用量开水箱容量）用开水时间=热水锅炉开水量2 热水锅炉产水量及计算单位：2.1 热水产水量按温升40计算。单位为升/小时。2.2. 开水产水量按温升80计算，单位为升/小时。2.3 水的用量、水箱容量均以升为单位。3 蓄热（开）水箱总容量的确定：蓄热水箱的容量按热水锅炉小时产水量的12倍计算，开水箱的容量应与客房协商确定。4 系统设计4.1. 热水系统设计：按国家常压热水锅炉制造安装相关标准规定：常压热水锅炉的最高处必须有通大气管口，并且热水锅炉顶部的表压应为0。但在实际操作中，表压为0并不是很切实际，因此，广东省技术监督局允许表压为0.04Mpa；而在全国其它地方，我们暂规定表压为0.004Mpa；我们生产的常压热水锅炉的通大气口管径是严格按国家标准设计的，在系统设计时，严禁更改热水锅炉的通大气口管径，以免造成不良后果。为了达到上述标准，而又使系统实用性强，在热水锅炉的前面设一减压水箱，其作用是将加热的水在进入热水锅炉前减压，在设计减速压水箱的安装高度时，其底部应比热水锅炉出水口低50mm，减压水箱出水口应与热水锅炉的进水口管径一致，减压水箱与热水锅炉选用见表14，系统设计见图34：减压水箱与热水锅炉配表选择表 表14锅炉功率（MW）0.030.20.250.71.051.72.12.4补水箱尺寸320X1219450X1219560X1219650X1219容量100L200L300L400L3.1.1. 立式热水锅炉热水系统3.1.2. 卧式热水锅炉热水系统（见图35）3.1.3. 多个水箱的热水锅炉热水系统（见图36）3.1.4. 开水系统设计（见图37）3.1.5. 热、开水两用系统设计（见图38）3.1.6. 热水锅炉与电磁阀及水泵配套表（见表15） 表15热水锅炉输出功率补水电磁阀补水泵循 环 泵开水电动阀型 号口 径品 牌0.03DN15PH-041EPH-041EDN25韩国LGDN250.05DN15PH-042EPH-042EDN32DN250.07DN20PH-042EPH-101EDN40DN250.1DN25PH-101EPH-101EDN40DN250.15DN32PH-101EPH-123EDN50DN250.2DN32PH-101EPH-123EDN50DN320.25DN40PH-123EPH-123EDN50DN400.35DN40PH-123 EPH-251EDN65DN400.5DN50ISG50-100AISG50-100ADN65上海海风DN400.7DN50ISG50-100(I)AISG65-100ADN65DN501.05DN65ISG65-100(I)AISG80-100ADN80DN501.4DN80ISG65-100(I)AISG80-100ADN80DN652.1DN80ISG80-100AISG80-100(I)ADN80DN802.8DN100ISG80-100(I)AISG80-100(I)ADN80DN803.2. 系统控制3.2.1. 热水锅炉控制：不管是电能、燃油、燃气锅炉，其加热装置均受炉上过热温控器和炉内水温温控器控制，对于实行定时供热水的系统还可受时控器控制，最多可设6个控制时段。3.2.2. 补水电磁阀或水泵：它应受减压水箱的水位控制，上水位探头的水位控制高度应比热水锅炉上循环管（出热水管）高300mm，下水位探头的水位控制高度应比上水位探头低200mm，对定时供热（开）水的系统还应实行定时控制，每天最多可设6个控制时段。3.2.3. 循环泵它应受蓄热水箱的水温控制，其温度传感探头设在距水箱底部50mm处的外壁上，同时还必须受减压水箱的水位控制，其上水位探头应比补水电磁阀或补水泵的水位控制探头高300mm，下水位探头比上水位探头低100mm。对定时供热水的系统还可实行定时控制，每天最多可控制6个时段。3.2.4. 开水电磁阀它应受开水的水温控制，其温度传感探头应装于炉顶的温度传感探头专用管内，对于开式水箱，它还应受开水箱的水位控制，其上水位探头的水位距水箱顶50mm，下水位探头所控制的水位一般比上水位探头低100mm200mm，特殊情况另行确定，水位探头装于水箱内的水位探头专用管内，还可根据需要实行定时控制，对于专用的开水系统，它可与锅炉的加热装置受同一时控器控制。3.2.5. 热开水两用系统控制3.2.5.1热水锅炉：它应分别受产开水时间和产热水时间的时控器控制，同时还受锅炉上的温控控制和过热温控器控制，热水锅炉上的温控器应设在93.3.2.5.2热水电动阀：它应受设在炉上的温度传感器控制，还应受控制热水炉产热水的时间控制。3.2.5.3开水电动阀：它应受设在炉上的温度传感器控制，还应受控制热水炉产开水的时控控制。3.2.5.4热水循环泵：它应受蓄热水箱的水温控制和减压水箱水位控制，其上水位探头所控制的水位应比热水锅炉顶部高800mm，下水位探头应比上水位探头低400mm，同时它还受控制热水锅炉产热水时控器控制。3.2.5.5补水电磁阀或补水泵：它应受补水箱的水位控制，其上水位探头所控制的水位应比热水锅炉顶部高300mm，下水位探头比上水位探头低150mm。3.2.6. 温度的设定：3.2.6.1热水锅炉温控器：在产热水时，其温度设定值应为70；在产开水时，温度设定值应为9394（因该温控器设在锅炉的中下部，而锅炉顶部的水温比该温控器检测点的水温约高56，在设定该温度时，还应以通大气管不冒蒸汽为准）；热开水两用时，温度设定值应以开水温度为准，即9394.3.2.6.2循环泵温度设定值应为6570。3.2.6.3开水电磁阀温度设定值应为9698。3.2.6.4热水电磁阀温度设定值应为6570。3.2.6.5回水泵或回水电磁阀温度设定值应为4550。3 热水锅炉的安装位置选择：4.1. 热水锅炉应安装在干燥、无高温的专用锅炉房内，室内环境应清洁，且周围无易燃易爆的气体或物体，并有良好的通气条件。4.2. 热水锅炉的安装位置应充分考虑其承载能力，对于安装在天面的，应根据热水锅炉的性能参数表中所列运行总重量进行设计，必要时应考虑设计加强底座。4.3. 燃油、气热水锅炉的烟囱应垂直或水平安装，对于垂直安装的，应防止雨水沿烟囱流至锅炉炉体上；对于水平安装的，其烟囱弯头数量应小于或等于2个，且应做成圆弧形弯头，以减少排烟阻力。十五、水箱设计1 水箱在容量的选择上应考虑以下几点：1.1. 在原有建筑物上设计安装水箱时，因建筑物在设计时未考虑水箱的放置因素，故水箱容量一般不应超过5m3，以便节省加强工字钢底座费用。 2 在建筑设计阶段已将热水系统一同考虑设计的，可将水箱容量做大一些，并将水箱容量及安装位置提供给设计院，以便进行整体设计而不需要工字钢做加强底座。3 在地面或建筑物底层安装水箱的，其水箱可设计大一些，最大容量可达200 m3。4 水箱设计时，从水箱造价因素考虑，优先选用立式圆柱形水箱，其次才选用卧式水箱，再就是矩形水箱。5 太阳能蓄热水箱：a. 自然循环太阳能系统一般为每个系统配一个水箱，水箱容量按集热器面积确定，配水量在广东地区按集热器面积70L/，在其它地区按5060L/。b. 强制循环太阳能可根据水箱和安装点的承载能力和场地空间确定水箱的数量和容量。6 热水锅炉蓄热水箱按热水锅炉每小时产水量的12倍选择其水箱总容量，水箱数量应根据其安装点的荷载情况和场地空间来确定（或依热水总量的60%70%减炉产水量来确定水箱总容积）。7 恒温水箱为全天候使用热水的太阳能系统之配置，其容量按最大小时用水量的5070%确定水箱容量。8 开式和闭式水箱的选型原则：当水箱内的水采用常压热水锅炉加热时，且水箱高度低于热水锅炉高度时，应设计成闭式水箱，反之，做成开式水箱；开式水箱的水箱口是可以随时打开，并可以透气的，闭式水箱可以不设计水箱口，但为了保证清洗水箱的需要而将水箱口做成法兰，上盖用不锈钢盲板加石棉橡板用螺丝紧固。9 太阳能蓄热水箱的开孔位置 太阳能自然循环和强制循环的蓄热水箱应设计5个以上管接头：上循环管口、下循环管口、排污管口、供热水管口、补冷水管口。(见图39、图40、图41、图42)9.1. 上、下循环管口设计位置应为对角线位置，以防止上下循环管的水流产生短路现象。上循环管口一般设在大于水箱的2/3高处，下循环管口应设在距水箱底部50mm处，以防止水中的沉淀物流入集热器产生水垢而影响热效率。9.2. 补冷水管口可设在水箱底部或侧面，其位置应高于底部30mm左右，以防止将沉积于底部的沉淀物冲起来流入集热器中。对于在使用热水时又补冷水的系统，其补冷水管口设在水箱底部时，应在水箱内侧冷水入口处设一斗笠型挡水罩，防止水的冲击力将冷热水的分层破坏。9.3. 排污管口应设在水箱的最底部或侧面的最低位置，便于清洗排污。9.4. 供热水管口：其开孔位置可设在水箱底部或侧面，开孔位置设在底部的可在水箱内底板上焊一条不锈钢水位保护管。对于在用热水的同时又补充冷水的系统，其热水管口应高于水箱底部250mm；对于用水时不补冷水的系统，只要高于水箱底部50mm即可；对于水箱内装有电热管的，应高于电热管100mm，以保护电热管不至于干烧而损坏；对于有热水锅炉辅助加热的，其开孔位置应高于热水锅炉下循环口50mm，以防止热水锅炉循环水泵空转而损坏泵的密封圈。9.5. 采用热锅炉进行辅助加热的，其下循环口开孔位置距水箱底部50mm处，其上循环的开孔位置应与热水锅炉的出水口平齐。但上、下循环管口须成对角线位置，以免水流产生短路现象。10 热水锅炉蓄热水箱的开孔位置：蓄热水箱应设计以下管接头：上循环管口、下循环管口、供热水管口、排污管口，对于冷水直接补入蓄热水箱的还应设补冷水管口。10.1 上、下循环口的相对位置应为对角线位置设计，以防止上、下循环管的水流产生短路现象，上循环管口的位置应与热水锅炉的出水平齐，但不能低于水箱的2/3高度，如低于这一高度时，应设锅炉底座把锅炉抬高使之达到高度要求，下循环管口应设在距水箱底部50mm处，以防止水中的沉淀物进入炉内而产生水垢。10.2 供热水管口：对于冷水直接补入水箱且在用热水时又补给水的，其热水管口应设在距水箱底部200mm处，对于冷水进入减压水箱在经锅炉加热后流入水箱的，其供热水管口应设在距水箱底部100mm处。10.3 补冷水管口可设在水箱底部或侧面，其位置应高于底部30mm左右，以防止将沉积于底部的沉淀物冲起来流入热水锅炉中。对于在使用热水时又补冷水的系统，其补冷水管口设在水箱底部时，应在水箱内侧冷水入口处设一斗笠型挡水罩，防止水的冲击力将冷热水的分层破坏。10.4 排污管口应设在水箱的最底部或侧面的最低位置，便于清洗排污。11 不锈钢水箱参数 表16立式水箱容量m30.511.122.14.54.666.11010.11515.120高度(mm)1219152018302438243824383657板厚(mm)0.81.01.21.21.52.02.5卧式水箱容量m391212.11515.12020.13030.140长度(mm)36574500600075009000板厚(mm)2.02.52.53.03.0说明：此表高度与长度尺寸仅供参考。水箱高度或长度应根据不锈钢板宽度来选择，板厚在2.0及以下者，常规宽度为1219，板厚在2.5及以上者常规宽度为1500。十六、连通管管径的选择 在一个或多个系统中有几个水箱需连在一起使用的，应设连通管连接，其连通管在水箱上的设计高度位置为距水箱底部150mm；连通管的流量与连通管管径、连通管长度以及两水箱之间的水位差有直接关系，表17所列的连通管管径是按两水箱300mm水位差来计算的。如水位差有变化，应做适当调整。表17管 连通管径 长度流 量3m5m8m10m2m3/hDN40DN40DN40DN4034m3/hDN50DN50DN50DN5058m3/hDN65DN65DN65DN65912m3/hDN80DN80DN80DN8014m3/hDN80DN80DN100DN1001620m3/hDN100DN100DN100DN100十七