1、工程設計工程設計(1)建筑：本工程位于西雙版納景洪市，北緯建筑：本工程位于西雙版納景洪市，北緯2203，東經，東經10143；地面建筑；地面建筑6層，分層，分2個單元，每單元個單元，每單元12戶，總戶數戶，總戶數24戶；戶；(2)生活熱水供應：設太陽能集中集熱分戶儲熱輔熱式供水系生活熱水供應：設太陽能集中集熱分戶儲熱輔熱式供水系統，分離式系統，統，分離式系統，24小時全日供應熱水，雙水箱，膨脹水小時全日供應熱水，雙水箱，膨脹水箱和供熱水箱；太陽集熱器安裝在坡屋面上，為嵌入式安箱和供熱水箱；太陽集熱器安裝在坡屋面上，為嵌入式安裝；水箱設備安裝在室內；輔助熱源為電加熱，放置在供裝；水箱設備安裝在室

2、內；輔助熱源為電加熱，放置在供熱水箱內。熱水箱內。 氣象參數：氣象參數： 年太陽總輻照量：年太陽總輻照量：5632.13MJ/ 年日照時數：年日照時數：2147.9小時小時 年平均溫度：年平均溫度：21.7C 年平均日太陽輻照量：年平均日太陽輻照量：15.43MJ/ 熱水設計參數：熱水設計參數： 日最高用水定額：日最高用水定額：100L/(人人 d) 日平均用水定額：取日最高用水定額的日平均用水定額：取日最高用水定額的50%，即，即50L/(人人 d) 設計熱水溫度：設計熱水溫度：60 設計冷水溫度：設計冷水溫度：20 常規能源費用：常規能源費用：0.438元元/（KWh) 太陽集熱器類型：真

3、空管型全玻璃太陽集熱器類型：真空管型全玻璃1、熱水需水量計算、熱水需水量計算(1)系統耗熱量計算總住戶24戶，每戶以3人計，用水人數共計約72人。取 。代入公式 則 12. 5;20;60;/983. 0);/(4187);/(100;721 hrrrkCtCtLkgCkgJcdLqm人人86400)(rrrrhhttcmqKQWQh70243（2）熱水量計算）熱水量計算取取 代入公式代入公式 則則 式中：式中：CtCtLkgqrr20;60;/983.01rrhrhttQq)(163.11hLqrh/1536;/;20;60);/()/();/(4187,111LkgCttCttCkgLdh

4、LqCkgJccmKQrrrrhh熱水密度冷水溫度，熱水溫度，或熱水用水定額水的比熱容或床位數；用水計量單位數，人數取用；小時變化數，按表量；熱水系統設計小時耗熱居住居住人數人數m100150150200200250250300300500500100010003000300060005.124.404.133.883.703.282.862.482.34表表1 住宅、別墅的熱水小時變化系數值住宅、別墅的熱水小時變化系數值hK2、 集熱面積計算集熱面積計算 以每人每天以每人每天50L，60的熱水為設計標準，該小區共有的熱水為設計標準，該小區共有24戶，每戶以戶，每戶以3人計取，則每天有人計取，

5、則每天有243=72人次洗浴，按每天人次洗浴，按每天80的洗浴比例，則每天有的洗浴比例，則每天有720.8=57.6人次洗浴。需要的人次洗浴。需要的熱水量為熱水量為5057.6=2880L,即需要日產即需要日產3t60的熱水。當地的熱水。當地自來水基礎水溫設為自來水基礎水溫設為20，太陽集熱器與建筑同方位，正，太陽集熱器與建筑同方位，正南；與坡屋面面同傾角，南；與坡屋面面同傾角， ；平均輻照量為；平均輻照量為17MJ/,查表查表2有：有： 溫升：40 1000kg熱水所需能量： 1集熱面積產熱量為： 1t熱水所需要的集熱面積為： 則3t熱水所需要的集熱面積為： 17.763=53.28 則集熱

6、器的規格選用按表則集熱器的規格選用按表3選取：選取： 真空管型全玻璃的真空管型全玻璃的58X2100，尺寸：，尺寸：22201132（），（），真空太陽集熱管數為真空太陽集熱管數為12根，真空太陽經濟熱管排列方式為根，真空太陽經濟熱管排列方式為豎單排。共有這樣的集熱器豎單排。共有這樣的集熱器22塊。塊。溫度溫度1000k1000kg g熱水熱水所需所需能量能量(MJ)夏季夏季(27MJ/)春、秋季春、秋季(23MJ/)冬季冬季(17MJ/)基礎水溫()升溫()熱水水溫()1產熱水量需要集熱器面積1產熱水量需要集熱器面積1產熱水量需要集熱器面積183250134.085.811.774.613.

7、463.415.8193150129.888.611.377.013.065.515.3203050125.691.610.979.612.667.714.8212950121.494.710.682.412.170.014.3222850117.298.110.285.311.772.513.8表表2 太陽集熱器面積速查表太陽集熱器面積速查表集熱器類型集熱器類型真空管型長（mm)寬（mm）真空太陽集熱管數（根）真空太陽經濟熱管排列方式集熱管結構尺寸全玻璃玻璃金屬（U形）熱管式471200128076012豎單排1320100012豎單排1000250024橫雙排2000250050橫單排47

8、1500158076012豎單排16201620100010001212豎單排豎單排471800188076010豎單排1920100012豎單排581500158089212豎單排1620113212豎單排581800188089212豎單排1920113212豎單排582100218089212豎單排2220113212豎單排471500158076012豎單排16201620100010001212豎單排豎單排581500158089212豎單排1620113212豎單排581800188089212豎單排1920113212豎單排1001700180010008豎單排100200021

9、0010008豎單排3、水箱的容積計算、水箱的容積計算貯熱水箱：按每平方米太陽集熱器面積對應75L住熱水箱容積確定水箱的有效容積 把每戶人家的用水量設為一樣，則每戶人所需要的水箱容積為 3428.537575mAVmr317.0244m4、水箱的材質選擇、水箱的材質選擇 太陽熱水系統主要部件的選材應充分考慮太陽熱水系統的太陽熱水系統主要部件的選材應充分考慮太陽熱水系統的功能，惡劣的室外工作條件，安全性要求及壽命，正常條功能，惡劣的室外工作條件，安全性要求及壽命，正常條件下，保證太陽能熱水系統達到件下，保證太陽能熱水系統達到810年的使用壽命；支架年的使用壽命；支架和保護材料應具有良好的強度和耐

10、腐蝕性；內膽材料也應和保護材料應具有良好的強度和耐腐蝕性；內膽材料也應具有良好的耐腐蝕性；不得含有妨害人身體健康的重金屬具有良好的耐腐蝕性；不得含有妨害人身體健康的重金屬和各種有害物質，水質必須滿足生活飲用水衛生指標，所和各種有害物質，水質必須滿足生活飲用水衛生指標，所以，選用不銹鋼材質作為水箱的制造材料。以，選用不銹鋼材質作為水箱的制造材料。系統運行原理太陽能集熱器通過收集太陽輻射能，并將太陽輻射能轉化為熱能貯存在熱媒中，系統循環裝置通過定溫溫差循環控制方式將熱媒輸送至每戶儲熱水箱中換熱裝置再將熱能傳遞給每戶儲熱水箱中的冷水。8太陽能熱水系統的運行原理太陽能熱水系統的運行原理 太陽能熱水系統

11、的運行原理圖見圖1，集中集熱分戶儲熱輔熱式系統是分體承壓式太陽能熱水系統集群化，其特點是太陽能熱水系統的太陽集熱器在屋面集中資源共享，儲熱裝置及熱水保障系統在用戶室內分戶設置獨立管理，集熱循環管路增長，熱水供應系統簡化減短，承壓供水，用水方便。該系統的推廣存在運行用熱計量難度，但可將太陽集熱系統的造價計入建筑造價中通過售樓回收。 該系統結合地板低溫輻射低暖技術，實現熱水、采暖分戶該系統結合地板低溫輻射低暖技術，實現熱水、采暖分戶節能雙聯供，各戶能耗計費可通過收取自來水費、電費。節能雙聯供，各戶能耗計費可通過收取自來水費、電費。這對業主來說費用經濟，對物業來說管理簡便，是未來節這對業主來說費用經

12、濟，對物業來說管理簡便，是未來節能住宅供熱系統的理想發展方向。能住宅供熱系統的理想發展方向。 運行原理：自來水通過進水閥進入儲熱水箱中，循環水泵運行原理：自來水通過進水閥進入儲熱水箱中，循環水泵將工作介質通過限流閥壓入集熱器中，循環后，通過調溫將工作介質通過限流閥壓入集熱器中，循環后，通過調溫閥進入換熱盤管，進入儲熱水箱中的冷水在換熱盤管的工閥進入換熱盤管，進入儲熱水箱中的冷水在換熱盤管的工作下，實現加熱冷水的效果；當熱水溫度超過作下，實現加熱冷水的效果；當熱水溫度超過60時，安時，安全卸壓閥自動啟動，保證儲熱水箱的壓力不至于過大；當全卸壓閥自動啟動，保證儲熱水箱的壓力不至于過大；當熱水溫度降

13、到熱水溫度降到45時，關閉安全卸壓閥。時，關閉安全卸壓閥。 當熱水儲存過多時，儲熱水箱中的熱水被壓到膨脹箱中，當熱水儲存過多時，儲熱水箱中的熱水被壓到膨脹箱中，此時，限流閥將自動關閉，等到儲熱水箱的熱水溫度降到此時，限流閥將自動關閉，等到儲熱水箱的熱水溫度降到45時，膨脹箱中的熱水由于壓力比儲熱水箱中的壓力大時，膨脹箱中的熱水由于壓力比儲熱水箱中的壓力大的緣故被壓回到儲熱水箱中。當太陽的輻照量不足以通過的緣故被壓回到儲熱水箱中。當太陽的輻照量不足以通過集熱器將冷水加熱到設計溫度集熱器將冷水加熱到設計溫度60時，電加熱將自動開啟，時，電加熱將自動開啟，將儲熱水箱的中加熱到將儲熱水箱的中加熱到60

14、。儲熱水箱中的熱水通過用水。儲熱水箱中的熱水通過用水閥供應各住戶使用。閥供應各住戶使用。 坡屋面順坡式太陽能熱水器的安裝傾斜角度和屋面的傾斜坡屋面順坡式太陽能熱水器的安裝傾斜角度和屋面的傾斜角度一致，而且平面布置比較靈活。對于集中集熱分戶儲角度一致，而且平面布置比較靈活。對于集中集熱分戶儲熱輔熱式太陽能熱水系統，其水箱安置在各戶家中，可以熱輔熱式太陽能熱水系統，其水箱安置在各戶家中，可以減少屋面的荷載，同時又增加建筑的美感。減少屋面的荷載，同時又增加建筑的美感。系統節能效益分析系統節能效益分析 太陽能熱水系統增投資：單位集熱面積的增投資為1100元 電費：0.483元/（kwh)2、太陽能熱水

15、系統的節能量、太陽能熱水系統的節能量 取 代入公式 則%25%;40;/13.5632;36.48A22ccdTcmMJJmcdcTcsaveJAQ)1 ( MJQsave90024 式中：量太陽能熱水系統的節能熱損失率，；年平均節熱效率太陽輻照量；集熱面積；savecccdcdTcQJA%;20%50%25,3、壽命期內太陽能熱水系統的總節省費用、壽命期內太陽能熱水系統的總節省費用 電加熱的效率按95%考慮，折算的熱價為0.15元/MJ,即 取 代入公式12年內節省燃料費用：取代入公式 95. 0ffE年12%;1%;7ned)()11(1 1eddeedPIn335. 8PI%1836. 4;/15. 0;335. 8JdcDAMJCPI萬元；元dJdcsaveADACQPISAV)(萬元3884. 2SAV 式中：資太陽能熱水系統總增投系統有關的維修費用；每年用于與太陽能熱水源熱價；系統評估當年的常規能年市場折現率；年燃料價格上漲率；經濟效益分析年；折現系數；的總節省費用；系統壽命期內熱水系統dJCADCdenPISA