太阳能供暖装备技术_太阳能供暖系统设计与安装

2024-07-17 08:33:53

1.太阳能热水器如何连接水管示意图

2.太阳能地板暖系统？

3.太阳能发电系统安装有哪些注意事项?

4.冬天太阳能热水器如何和室内暖气片连接供暖

5.住宅建筑太阳能热水系统设计及研究？

6.太阳能加热管安装方法

太阳能供暖装备技术_太阳能供暖系统设计与安装

建筑的太阳能热水系统设计有哪些应注意的问题？

太阳能热利用技术与设备的发展，使利用太阳能大面积提供热水成为可能。作为一个新型的热水系统，整套系统的可靠性、经济性有赖于正确的设计和施工，其中设计尤为重要。太阳能热水系统设计应遵循集热装置高效可靠、供给水及循环系统合理适用、能源经济实用的原则。设计工作开展之前，注意做好全面分析、合理设计、选用适宜的太阳能热水系统方案，才能达到用户满意的使用要求。设计之前应该注意的问题：

1 建筑条件：建筑物集热面积的大小、形状、建筑物高度以及允许放置水箱的位置（楼顶、地面、地下室等）。

2 用户需求情况：日均用水总量；用户是每日定时一次使用还是随时使用；要求用水温度；用水使用位置；实际用途：洗浴用水、浴池加温、鱼池加温、环境（种植或养殖大棚）加温。

3 能源的条件：确定用（电加热器，电锅炉，燃油、燃气锅炉，水源、地源或空气源热泵机组等）一种方案或二种以上的组合方案。

4 地理位置及条件：根据用户的地理纬度和冬季最低环境温度、四季日照条件、朝阳的方向是否有遮挡，分析安装条件。

5 用户单位的水压与电压：了解用户单位的水压与电压以及供应情况。

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太阳能热水器如何连接水管示意图

太阳能热水工程主要由太阳能集热器、储热系统、控制系统、换热系统、能源系统、保温材料、管路系统及配件等部分组成。太阳能集热器吸取太阳的热量，加热管道中的水，加热后的水靠循环泵通过管路输送至储热装置，通过整体能源系统的设计可为锅炉、热泵等提供基础热水，通过管路输送至各热点使用。

系统组成：

太阳能集热器：

1.适合安装在屋顶及其他可固定安装位置（钢结构支架上等）安装；

2.集热器美观大气，可任意角度安装，维护方便；

3.集热器型号多样，可满足任何空间安装，客户选择多样化。

储热系统：

1.专利工程水箱，防腐性能强，水嘴设计规范合理，连接管路方便；

2.保温层为聚氨酯发泡一次成型，发泡均匀，保温效果好；

3.型号齐全，可满足用户80吨以下热水需求；

4.可满足400平米以下建筑单户暖需求。

换热系统：

1.选用高效高质量换热器，换热效果好；

2.用换热系统，系统水质好；

3.设计独立换热系统可满足用户多种多样用热点水质、水压和水量的需求。

控制系统：

1.用PLC程序模块控制，多点控制，精度高，性能稳定；

2.控制界面人性化，模块清晰，操作方便。

能源系统：

1.多种热源可供选择，电、燃气、燃煤锅炉、燃油锅炉、热泵都可以根据用户特点选择；

2.系统得热量多，热损失小。

保温材料：

1.用聚苯乙烯泡沫材料，保温好，散热小；

2.保温外敷铝箔，美观，防辐射散热。

管路系统及配件：

1.管路选用标准PVC管材，经济合理；

2.配件标准设计，防锈防腐蚀。热水效果保证：全年全天24小时充足水量供应，即开即热；

热水品质保证：压力恒定，水温稳定，水质干净；

系统集成设计：系统整体考虑，搭配热源，专业软件分析，系统高效可靠，人性化设计；

系统质量保证：对集热器、水箱、循环泵、管路等各个环节给予全面保障，确保系统安全稳定运行20年以上；

系统智能控制：全数据显示、智能化控制、分户计量、信息准确。 1.安装太阳能热水器时，输水管内可能沾有尘埃或油味，首次使用时可打开水龙头先排除杂物。

2.太阳能热水器内的存水，应根据当地的水质状况作定期的排放，排水时间可选于早上集热器较低温时。

3.太阳能热水器表面，依地区落尘量而作定期的擦试，下雨时能起到自行清洗，保持热水器的表面清洁可得到较高的集热效率。

4.连续晴天多日不使用热水时，其热水温度很高，在使用太阳能热水器时请先开冷水，后开热水，以免烫伤。

5.水龙头出口端一般都有滤网装置，水管内的水垢杂物会聚集于此网，应定期自行拆下清洗，可加大水量流出顺畅。

6.冬季，管道被冻住是很常见的事，如发现管道内已结冰但管道尚未开裂，气温回升后一般即可自动疏通。也可用电吹风烘吹，或拿毛巾裹住水管，然后用温水慢慢浇淋，切不可用火烘烤、敲击管道或用开水急烫，那样会使管道爆裂。多次冻堵容易使管道冻裂，因此需要因此加强管道保温措施。

7.太阳能热水器平均每二年到三年就需要进行清洗、检查、消毒，用户平时也可以自己动手做一些消毒工作，如可买些含氯的消毒药剂往进水口中倒进去，让其浸泡一段时间，再放出，能起到一定的消毒杀菌效果。

8.太阳能热水器平均二年到三年需对真空管内部进行清理，防止真空管内部结水垢影响吸热效果。

9.如太阳能热水器配置专用仪表需注意防雷防电，打雷时切勿洗澡并拔掉电加热插头。市场上绝大部分电热管只配备有简单的温控器，不具备真正系统防干烧的功能。同时，太阳能热水器大部分安装在室外房顶上，这种管理上的粗放和管理人员技术的差异，再加上某些电热管生产厂家对其产品“能防干烧”的误导，造成了太阳能热水器从安装上电热管开始，就存在了严重的事故隐患。如何解决电热管“干烧”这个问题呢？除了选择可靠的供应商之外还应该在冬季对太阳能用的不多的情况下，也应该往太阳能热水器水箱上上水，据数据显示，水箱没有水，太阳能真空管处于空晒的情况下，管内温度能达到2500C左右，很容易炸管。冬季管子都裸露在外面，天气很冷的情况下，管子里面结冰上不了水，这样问题的解决只需要在水箱管或太阳能管包裹一层厚海绵，能有效的防止水上不上去导致空管而炸管。

其次，要查看漏电保护装置工作是否完好，这个也很重要。另外在有条件的情况下要隔一段时间清洗水箱。总而言之，不管是太阳能热水器用电热管还是其它液体用电热管均不可脱离液体干烧，否者必将使得电热管内部温度过高而使得电热管烧坏，导致安全隐患。

太阳能地板暖系统？

1、单管上下水安装示意图

下图为手动控制的安装方法，如果用自动控制，“上水阀”更换为“电磁阀”即可，注意电磁阀进出水方向。

2、双管上下水安装示意图

下图为手动控制的安装方法，如果用自动控制，“上水阀”更换为“电磁阀”即可，注意电磁阀进出水方向。

扩展资料

太阳能热水器是将冷水先进入蓄热水箱，然后通过集热器将热量输送到保温水箱。蓄热水箱与室内冷、热水管路相连，使整套系统形成一个闭合的环路。设计合理、连接正确的太阳能管道对太阳能系统是否能达到最佳工作状态至关重要。太阳能管道必须做保温处理，北方寒冷地区需要在管道外壁铺设伴热带，以保证用户在寒冷冬季也能用上太阳能热水。

家用太阳能热水器通常按自然循环方式工作，没有外在的动力。真空管式太阳能热水器为直插式结构，热水通过重力作用提供动力。平板式太阳能热水器通过自来水的压力（称为顶水）提供动力。而太阳能集中供热系统均用泵循环。由于太阳能热水器集热面积不大，考虑到热能损失，一般不用管道循环。

参考资料：

百度百科-太阳能热水器

太阳能发电系统安装有哪些注意事项?

太阳能供热暖系统是将太阳能转化成热能，供给建筑物冬季暖和全年其他用热的系统，系统主要部件有太阳能集热器、换热储热装置、生活热水系统、控制系统、能源加热设备、泵、连接管道和末端散热系统等。

太阳能暖的种类

太阳能（）暖的种类很多，根据太阳能集热器结构形式的不同，储热水箱结构形式的不同、能源种类的不同、末端散热器形式和种类的不同，太阳能暖可以有多种组合。

1、集热系统和储热系统的组合形式

2、能源的种类和与储热系统结合形式

3、末端散热器的种类不同

1、集热系统和储热系统的组合

1、开式集热器带开式水箱的集热系统

2、开式集热器带闭式水箱的集热系统

3、闭式集热器带开式水箱的集热系统

4、闭式集热器带闭式水箱的集热系统

开式集热器：集热器和大气是连通的，非承压的集热器。横式联集管（SLL4715-50/56/60）（SLL4712-50/56/60）。

竖式联集管:SLL5818－25-B/S, SLL5818－25-D/S

闭式集热器:集热器承压运行不和大气连通。

U型管集热器(SLU4715-16, SLU4718-24)，干式热管集热器（SLR4715－16）等。

2、能源的种类和与储热系统结合形式

除太阳能以外的其他可以使用的能源都可以作为能源。常见的能源有：电能、燃起炉、燃煤炉、集中热水（蒸汽）等。

2.1、电锅炉作为太阳能暖的能源。

2.2、水箱内置电加热头作为能源。

2.3、速热式燃气热水器。

2.4、带小水箱的燃气热水器（壁挂炉）

2.5、燃煤锅炉。民用燃煤炉等。

3、末端散热器的种类不同

末端散热器指的是把太阳能暖系统以水为热媒的热能散布到暖房间的设施。常见的末端散热器有各种形式的暖气片、最近十年发展起来的地板下的盘管散热器、顶棚内的风机盘管系统。和最近两年发展起来的墙壁盘管散热器。

太阳能暖的设计计算

暖计算要考虑最关键内容如下：

1、暖热负荷的计算(必须的)

2、太阳能集热面积的计算

3、能源功率的计算

4、室内（末端）散热器面积的计算

5、节约常规能源的计算

6、环保效益计算

1、暖热负荷的计算：

暖热负荷 heating load

指：在暖室外计算温度下，为了保持室内设计计算温度，供暖系统在单位时间内需向建筑物供给的热量。

围护结构 building envelope

指：建筑物及房间各面的围挡物，如墙体、屋顶、地板、地面和门窗等。分内、护结构两类。

目前《公共建筑节能设计标准》GB50189-2015、《居住建筑节能设计标准》DBJ 11-602-2006、《公共建筑节能设计标准》DBJ 01-621-2005以及《民用建筑节能设计标准（暖居住建筑部分）》JGJ26-95都规定建筑物耗热量应该按各种围护结构单位面积耗热量累计值来计算，只有通过计算才能得到相对准确的建筑物耗热量。我们不是专业设计院，没有计算软件，因此介绍两种热负荷估算的方法，一种是体积热指标估算法，另一种是面积热指标估算法。

按建筑物体积热指标计算暖热负荷

1）计算公式和常用数据表

建筑物热负荷可用下式估算：式中：qnv—建筑物供暖体积热指标，W/(m3-℃)；见表4.1；

a—修正系数，见表4.2；

V—建筑物外轮廓体积，m3；计算方法见手册附录A；

tw——暖室外计算温度，℃；

tnp——室内平均计算空气温度，℃。

以XXX农村居民平房暖系统进行计算说明：

① 建筑物外轮廓体积计算：该建筑座北朝南，东西向长12m，南北向宽6.5m ，高3m，外墙做50mm聚氨酯保温处理，吊顶做聚苯泡沫保温处理。外轮廓体积为：V＝12-6.5-3＝234m3。

②室内外温度确定：北京市冬季暖室外计算温度为-9℃，门头沟山区室外平均温度要低2~4℃，按-13℃计算，tw＝-13℃。根据用户要求，冬季室内温度为16℃，故tnp=16℃。

③修正系数选择:门头沟区冬季室外计算温度为-13℃，根据表4.2选取-13℃时的值做为修正系数，故取a=1.354 。

④建筑物供暖体积热指标qnv的选取：根据表4.1，按俱乐部<5000m3供暖面积，选取 qnv＝0.43 W/(m3-℃)。

⑤计算热负荷：把以上参数带入上式，Qn=1.354-0.43-234-(16 13)=3950.9(W)。

因此一天的热负荷是： 3950.9-24/1000= 94.8Kwh ,相当于341.4 MJ。

按建筑物面积热指标计算暖热负荷：

计算供暖热负荷的另外一种方法是面积热指标估算法，各种建筑物单位面积耗热量见右表，根据建筑面积就可以计算出供暖热负荷。若为节能建筑，则需根据相应的节能百分比减少面积热指标。

按此方法重新计算门头沟区居民供暖热负荷供暖面积: 12-6.5=78㎡。

按一般住宅查表4.4 选取热负荷60W/㎡，由于该建筑作了很好的外保温，面积热指标取50W/㎡，则总热负荷为：Qn=50-78= 3900 (W) 。

与按体积热指标计算出的总热负荷(3950.9W)比较接近。

这两种方法的前提是需要知道建筑物的体积热指标荷面积热指标。

更准确细致的计算方法请参考《太阳能地板暖设计施工指导手册》4.2节

q —建筑物耗热量指标，W/㎡；

q1 —单位建筑面积通过围护结构的传热耗热量，W/㎡；

q2 —单位建筑面积的空气渗透耗热量，W/㎡；

q3 —单位建筑面积的建筑物内部包括炊事、照明、家电和人体散热的得热量，W/㎡。

2、太阳能集热面积的计算

太阳能保证率(solar fraction)：

系统中由太阳能部分提供的热量占系统总负荷的百分率。

要计算太阳能集热器的面积，必须先定下来太阳能系统的保障率。(用通俗的话说就是：一点其他能源也没有，只靠太阳能供暖，在晴好天气，太阳能能提供百分之多少的能量)，这个数据是影响太阳能集热系统面积的关键值也是影响系统造价的关键因素。我们的设计一般按50％设计，估计平谷区其他公司的保障率也就是20％～30%。

根据2.1计算出了一天的总供热量，乘以太阳能保障率，就是太阳能集热系统需要提供的能量。这个值除以冬季单位面积集热器获得的太阳平均辐照量，就可以求出集热面积。

以2.1节计算出来的热负荷341.4MJ、太阳能保障率50％，冬季太阳平均辐照量为17MJ,热水系统效率为50％为例计算集热面积。2/4 首页上一页1234下一页尾页

S=(341.4 - 50％)/(17- 50％)=20.1m2。如果太阳能集热系统的效率低的太阳能保障率还低。

3、能源功率的计算

能源功率和能源的运行时间有关，因为一天的总能量需求(热负荷)已经固定，因此能源的运行时间越短，需要的功率就越大，反之亦然。

在计算能源功率时要按全部热负荷计算(在阴、雨、雪天气没有太阳能，所有能源都由能源提供)。能源的最大运行时间应该控制在16小时内(一天有1/3时间休息)，因此能源的功率至少是暖功率的1.5倍。这一点在用电做能源时更该注意。煤炉一般以千卡为单位，与千瓦的换算关系是：1kwh=860kcal,即1万大卡相当于11.6kwh。

4、室内(末端)散热器面积的计算

根据2.1节的计算，我们可以得到各个暖房间的暖功率，因此也就知道了各房间散热器一天发散的总能量，按照散热器半天工作的原则我们知道散热器的功率是暖功率的2倍。再根据各种散热器的散热能力选择散热器面积。(地盘管的直径和管间距、普通暖气散热片的片数，风机盘管的风机功率及盘管面积。)

5、节约常规能源的计算

按50％的太阳能保障率，暖季从前年的11月1日，到第二年的3月31日，共151或152个暖日，根据2.1的计算结果，很容易计算出节约的总能量。

Q=151-341.4-50％＝25775.7MJ=6166Mcal

我国定义标准煤的发热量是：

7000kcal/kg(7Mcal/kg)。因此一个暖季可以节约标准煤：881kg。

完全用电暖的费用

根据2.1节的计算，我们知道一天的总能量需求是94.8kwh，一个暖季的总电量为：Q=94.8-151＝14314.8kwh,按0.5元/kwh的电费计算，一年需要电费7157.4元，节约50％就是：3578.7元。

6、环保效益计算

要从节约常规能源、减少CO2、SO2、可吸入颗粒物、炉渣等几个方面入手计算，在此不展开计算。

按照炭完全燃烧化学方程式：计算，煤中的C燃烧后产生的CO2量为：每1kg C生成3.67KgCO2( C的分子量为6， CO2的分子量为6＋16＝22，22/6=3.67)。按照能量100％转化的理论计算，1kw.h电能相当于0.123kg标准煤的热能，产生的CO2为0.451kg。目前我国发电1kw.h的标准煤耗量是0.36~0.39kg。则相应的CO2排放量为1.321～1.431kg。

按照煤炭完全燃烧化学方程式：计算，煤中的C燃烧后产生的CO2量为：每1kg C生成3.67KgCO2。按照能量100％转化的理论计算，1kw.h电能相当于0.123kg标准煤的热能，产生的CO2为0.451kg。目前我国发电1kw.h的标准煤耗量是0.36~0.39kg。则相应的CO2排放量为1.321～1.431kg。

末端散热器的形式和特点

常见的以热水为热媒的暖末端散热器的形式有：

1、低温地板盘管散热器辐射供暖

2、墙壁金属散热器供暖

3、顶棚风机盘管式供暖

4、墙壁盘管散热器辐射供暖

太阳能暖的控制原理和流程

控制系统应考虑的内容

1、太阳能集热系统的控制

2、能源的控制

3、室内温度的控制

4、安全越冬防护控制

5、夏季防止过热控制

太阳能暖的施工过程

太阳能暖的施工包括如下内容：

1、集热系统的施工（集热器和管路安装）

2、储热系统的施工（水箱及循环泵安装）

3、能源施工

4、末端散热器的施工

5、控制系统的施工

太阳能暖的预算

太阳能暖预算应包括的内容

1、太阳能集热系统的费用

2、热水储热系统的费用

3、能源实施的费用

4、末端散热器的费用

5、控制系统的费用

6、人工费用、运输费用、交通费用。

7、税金和佣金

8、利润

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冬天太阳能热水器如何和室内暖气片连接供暖

太阳能发电系统安装注意事项有：

1、电池板阵列需要考虑安装方位角、倾斜角。

2、电池板之间需避免遮挡。包括周边建筑物(电线杆，房屋檐角等)。

3、支架放置稳定性和牢固性。

4、走线距离及汇流箱位置。尽量走线距离短且平均。

5、相关辅件要符合系统要求(比如接线柱、用线线径等)。

6、接线端子要牢固，防止虚接或断路。

7、蓄电池极端子要牢固(千万不可短路)安装时注意极性，避免引起爆炸和火灾。

8、控制器一般都有相应的配电保护措施。不过接线过程中也要注意防止极性接反、短路等现象。避免不必要的麻烦。注意放置的角度、避免雨水浸入。

9、带有逆变器的系统，逆变器连接时需连接到蓄电池正负极上。

10、建造系统地点必须开阔，在安装太阳能电池方阵处不得有高大建筑物或其它东西挡住阳光。

11、控制器需要选择损耗低、工作稳定性好、寿命长的控制器。安装时弄清楚控制器是属于共负极设计还是共正极设计，这样对整个系统连接、安装有帮助。

12、安装过程中，要注意电气开关保护等，杜绝带电操作，以引起不必要的损失和麻烦。

13、控制器调试需注意细节，以免影响整个系统工程的周期。

住宅建筑太阳能热水系统设计及研究？

用户直接将太阳能热水器的热水输送管道与暖气片的管道相互连接即可。

太阳能热水器是将冷水先进入蓄热水箱，然后通过集热器将热量输送到保温水箱。蓄热水箱与室内冷、热水管路相连，使整套系统形成一个闭合的环路。

设计合理、连接正确的太阳能管道对太阳能系统是否能达到最佳工作状态至关重要。太阳能管道必须做保温处理，北方寒冷地区需要在管道外壁铺设伴热带，以保证用户在寒冷冬季也能用上太阳能热水。

暖气片温度不会超过下面水管里走的热水的温度。虽然是新技术，但是也要遵照热传递的原理和能量守恒定律：受热物体的温度不会高于热源的温度，否则能量将不再守恒。暖气片的温度最多会达到和管里的热水一样的温度，不会超过热水的温度。实际中暖气片要向周围空间散热，也就不会达到下面水管里热水的温度。

扩展资料：

太阳能热水器与室内暖气片连接的注意事项：

安进水阀和回水阀，固定挂件用水平尺测量暖气片的位置，将暖气片平稳放置，将阀门连接件与进出水口阀门连接在一起，使用水平尺测量暖气片是否平直，管路安装是否符合要求。使用管钳加固拧紧连接件。试压：关闭主管连接阀门，关闭暖气片的进回水阀，试验压力应为工作压力的1.5倍进行试压2至3分钟不渗漏为合格。

百度百科-太阳能热水器

百度百科-暖气片

太阳能加热管安装方法

能源作为经济和社会发展的重要物质基础，随着我国经济的发展，能源需求出现了一个持续增长的态势，尤其是近年来伴随着我国迅速发展的建筑业同时也带来了建筑能源的迅猛增长。日前，建筑能耗已接近全国总能耗的30%，并将持续增加，随着人们生活水平的提高和小康社会的建设，人们对生活热水的需求量越来越大，在我国发达地区的住宅中其生活热水能耗已占到建筑总能耗的15-20%，而我国既是一个煤炭、石油以及天然气等常规能源消耗的大国，又是常规能源短缺的国家，以常规能源为主的能源结构产生大量的污染物，给我国整体环境造成了巨大的污染，一次性能源为主的能源开发利用模式与生态环境矛盾的日益激化，使人类社会的可持续发展受到严峻挑战。因此，大力开发利用清洁可再生能源---太阳能，是优化能源结构，改善环境，促进经济社会可持续发展的战略之一。

1 系统选择

我国城市住宅大多以多层、小高层、高层住宅为主，发达国家的太阳能热水系统的技术在我国并不适用，尽管我国是太阳能热水器生产的第一大国，也是民用建筑发展最快，规模最大的国家，但人均集热面积仅为日本，以色列等国的1/20，况且目前大多为一家一户的分散热水供应，及事后安装，无序安装状态，太阳能热水器的设计，生产与建筑存在着严重脱节状态，太阳能的利用率极低，当务之急是如何综合考虑地区条件，住宅类型，居民的经济能力，平面布局，建筑外观，热水用量及使用工况，集热器形式与性能，系统配置，运行方式，安装方法，接口形式与大小，安全性，维修以及经济技术等因素，优先充分利用太阳能这一原则，及提供稳定热水供应的使用原则，经技术经济比较设计出合理的住宅太阳能热水供应系统,及相应的配套产品，使住宅太阳能热水系统安全可靠，性能稳定，与建筑和周围环境协调统一。

一、太阳能目前现状

在太阳能利用领域，包括光电与光热二大部分，其中光热技术是最成熟，应用范围最广泛，产业化发展最兴旺的领域之一，其可靠的技术性能以及明显的经济性能，正日益为大家所接受。在世界范围内我国已是太阳能热水器生产的第一大国，但与发达国家相比，人均集热面积不到0.06㎡，急需在太阳能热水器与建筑一体化的整合发展中寻求突破。

二、太阳能热水器在住宅中的现状

随着太阳能热水器在城市普及率的不断提高，由事后安装，无序安装这种使用方式所带来的一系列问题与矛盾也逐渐显现。例如影响建筑物外观和城市景观，破坏了房屋的使用功能，无序不规范的安装也产生了一些安全隐患，最大的制约因素是由于大多数住宅小区容积率偏高，住宅间的间距偏小，按日照分析得到的数据，分散的太阳能热水系统，仅住宅高区极少数的楼层能满足冬至日太阳能热水器日照4小时的要求，目前状况是住宅仅仅顶层住户在安装使用太阳能热水器，人均太阳能利用率极低，让每家每户都能享受及充分利用太阳能，这正是住宅太阳能热水器系统整合设计所面临与解决的重大问题。

三、太阳能热水器在住宅中的设置位置

从住宅建筑与太阳能一体化的角度考虑，太阳能集热器结合建筑可布置在屋面，墙面，每家每户的朝南的阳台围栏，空调外机板上等位置，从理论上来讲，太阳能集热器设置在上述位置对低密度独立式或联排式底层住宅都是不错的选择，而分散布置太阳能集热器，依据目前的小区住宅标准、住宅的朝向、日照标准、房屋间距等来看对于上海及至全国实际情况来讲，开发商要达到其最大的经济效益，一般住宅的容积率相对偏高，多层住宅间的间距仅为住宅建筑高度的1.2倍，小高层间距在40米左右。太阳能集热器设置在阳台，空调室外机挑板上，外墙上等位置，多层及高层住宅中低区住户都不能满足《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》中每家每户集热器年均每天日照时数不少于4小时的规范要求，即使是住宅高区住户，满足了日照4小时的光照，但由于集热器安装角度的限制，设置在外墙面、檐口、阳台以及建筑雨蓬、遮阳板等位置，从理论上来讲，需补偿一定数量的集热面积，造成一次性投资增加，热利用率降低，另外如何保障集热器的安全防护及住户的安全也是一大难题。

分散布置太阳能集热器，除住宅上部能满足上述要求外，多层住宅的下部，高层住宅的中下部大多很难满足要求，太阳能的利用率极低。而集中放置在屋面，虽然能满足日照时数的要求，但实际操作中分散式太阳能热水系统每户上下二根管道要增加管道井的位置，尤其是住宅下部至屋面管线过长，要散发大量的热量，并且在使用过程中要放掉大量的管道中的冷水，与节水节能相违背，如何最大限度的充分利用太阳能，让每家每户都能享受绿色清洁可再生能源，唯一实际实用的位置就是将太阳能集热器布置在屋面上，用集中集热的形式。

四、太阳能集中集热系统的设置原则

（1）太阳能热水系统设计与建筑设计同步进行，集热器应作为建筑的组成元素，与建筑有机结合，做到造型美观，构件耐用，安装、维护方便。

（2）充分利用太阳能，24小时为住宅每家每户提供生活热水，用成熟的太阳能热水技术，控制成本，避免复杂的后期运行维护管理。

（3）进行经济技术分析，达到节地、节水、节能、安全、卫生、环保的要求。

（4）集热器及其部件标准化，模式化便于维修更新。

2太阳能集中热水系统集热面积计算

一、用水量

（1）热水用水量标准：50升/人-天（60℃）

住宅每户面积小于90㎡按2.5人考虑

住宅每户面积大于90㎡按3.0人考虑

Qmaxday1=50-2.5=125L/d

Qmaxday2=50-3.0=150L/d

每户小于90㎡住宅设120升水箱

每户大于90㎡住宅设150升水箱

二、太阳能集热系统面积的确定

（1）每户120L/d

式中：

Ac——直接系统集热器光面积，㎡；

Qw——日均用水量，120kg；

tend——储水箱内水的终止温度60℃；

Cw——水的定压比热容，4.187KJ/（㎏-℃）；

ρ——热水密度，（㎏/l）；

ti?—— 水的初始温度10℃；

JT——当地秋分所在月集热器受热面上晴好天气的日总辐照量，上海：12220KJ/㎡；

f——太阳能保证率；50%

——集热器全日集热效率，取值为50%。

——管路及储水箱热损失率，此处取20%。

则太阳能集热面积

（2）每户150L/d

3太阳能集中热水系统原理说明

一、以往集中太阳能热水系统存在的弊端

过去集中式太阳能热水系统大多用的是集中集热，分户计量的模式，用热水表计量，这其中涉及到水量与水温两个问题，由于太阳能热水系统出水温度不稳定，要满足水温要求又需要配置热源，常规的是用电加热，这又涉及到电费的分摊问题，诸多的计量与很难精确的分摊，往往导致用户的不接受。

二、本系统的特点

设计思路：一是要充分利用太阳能，让每家每户充分享受可清洁再生能源，让住户受惠。二是系统要简单合理，尤其是不增加用户的麻烦。三是保证水质与安全，唯有如此，节能环保的太阳能热水系统才是有推广与应用价值。

三、系统集热器设计

（1）集热器朝向与倾角：正南摆放，使集热器得到更多的太阳辐射能；全年使用太阳能系统集热器倾角应当与当地的纬度一致。

（2）集热器连接：集热器数量较多，为减少阻力，所以用并联连接。

集热器数量较少，用串联连接。

（3）基座：混凝土基座。

支架用热镀锌4号角钢、抗风设计，与基座牢固连接、抗台风能力强。

（4）集热器前后排间距的计算：前后排集热器之间应留有一定的距离，以避免前排集热器影响后排集热器的光，当全年使用时，只要保证冬至日前后排不遮挡，其它时间就不会遮挡。L=H-Ctga=1.4H

L=前后排间距 H=集热器高度 a=当地冬至日正午太阳高度角

用单排前后布置，不影响楼体外观整体效果。

四、系统简介

本系统用集中集热，每户按户型大小设置不同容积的交换水箱，将太阳能集热器产生的热水供交换水箱换热后回到太阳能储热水箱，交换水箱出水温度设置在60度，如遇阴天，出水温度低于60度时，由住户自行（手动或自动）启用交换水箱的电加热装置或交换水箱出水后接燃气热水器，本系统最大特点，不涉及水，点，煤计量问题，系统简单合理，用两次换热，水质卫生，安全。

下图为某住宅小区多层、小高层集中太阳能热水系统平面与系统原理图

四、系统控制、运行说明

T1集热器出水口温度

T2热水箱底部的出水温度

T3交换水箱内热水温度

（1）温差集热循环

当T1-T2＞5℃时，循环泵1启动，集热水箱内水与集热器不断进行热交换，当两者温度小于5℃时循环泵停止工作；

（2）热交换循环

当T2-T3＞5℃且T3﹤60℃时，交换水箱前电磁阀处于开启状态，此时循环泵2启动，循环泵2为恒压变频出水，与每户交换水箱进行热交换，当T2-T3﹤5℃或T3≥60℃时，交换水箱前电磁阀关闭，当所有住户的T2-T3﹤5℃或T3≥60℃时，循环泵2停止工作。

（3）防冻循环

当T1≤3℃时，循环泵1启动，将集热水箱中的水打入集热器，进行防冻循环，直至T1≥3℃时，循环泵1停止工作。

（4）过热保护

当集热水箱T2≥80℃时,关闭循环泵1停止集热

（5）真空集热管炸管漏水控制及报警

由水位传感器监控系统工作状态，当集热器真空管发生炸管，管道内水位迅速下降，由水位传感器获取非正常水位，关闭循环泵1，同时，控制远程监控系统发出报警信号，告诉物业及时通知厂家更换真空管。

（6）集热水箱水位控制

由水位传感器控制进水电磁阀，当集热水箱水位低于设定水位时，进水电磁阀开启，当水位高于设定水位时，进水电磁阀关闭。

（7）防腐

空气中含有氯离子，会对金属结构造成比较严重的腐蚀，对系统中所用金属材料均取防腐措施。

（8）防雷

为防止雷电伤人，系统中钢结构支架与建筑物接地系统可靠连接.

（9）防风

集热器与支架的安装按图集规范安装。集热水箱为确保安全，防止滑脱，其与底座应固定可靠。

（10）接地

所有电器设备及电气设备相连接的金属部件应做接地处理。

（11）保温

所有明露管道及集热水箱均作保温处理。

4 经济节能效益分析

一、太阳能，电，燃气热水器每次淋浴的加热耗能：

以每人每天热水定额为50L (60℃)热水，自来水水温按10℃计算

每人每天耗热量：10.5MJ

如果每天洗浴一次，则每人每年耗热量约3820.6MJ。

太阳能（人均配1㎡集热器）

太阳能平均的集热效率以50%计

以上海地区太阳能年辐照量4200MJ/㎡a为例

年平均计算太阳能热水系统最少保热量2100MJ/㎡

年太阳能热水系统节能率约（扣除系统运行中的热损失20%）为44%

二、各种热水器的淋浴费用比较

一次淋浴的热耗量

设定洗浴水温40℃，冷水温度10℃，一次淋浴需要50L，则耗热量

=50-(40-10) -4187-1

=6.28MJ

=1.74KWh

1、使用太阳能热水器每次淋浴的加热费用：

（1）150L的太阳能热水器配3.0㎡集热器，以上海为例，上海地区纬度倾角平面年总辐照量4200MJ/㎡a。集热效率为50%计算，则每1㎡集热器每年得热量为2100MJ约等于582KWh,则该热水器一年的得热量为：

582-3.0=1745Kwh

一年可以淋浴的次数为：

1745Kwh /1.74Kwh =1003次

推算一年淋浴1003次，按照每次淋浴用水50L计算，该套产品可以提供3口之家每人每周淋浴6.43次，所以，以每户每年淋浴1003次作为设计条件，进行电、燃气热水器淋浴费用的计算比较。

（2）设一套太阳能热水器的平均使用寿命为15年，在使用周期内共可以淋浴1003-15=15045次

（3）设一套集中太阳能热水系统分摊到每户的投资为7000元，则每次淋浴的加热费用为设备的折旧费用

7000÷15045=0.47元

2、使用燃气热水器每次淋浴的加热费用

（1）每次淋浴的耗气量:

燃气热水器的热效率取80%

天然气热值取35MJ/ m3

则每次淋浴的耗气量为:

6.28/35-80%=0.22m3

（2）每次淋浴的燃料费

上海天然气的费用2.50元/㎡

每次淋浴的燃料费

0.22-2.50=0.55元

（3）设一套燃气容积式热水器的投资为3000元

在其使用周期内,以十年试用寿命计，住户共淋浴10030次

每次淋浴的设备折旧费

3000÷10030=0.30元

每次淋浴的加热费用

0.55 0.30=0.85元

3、使用电加热器每次淋浴的加热费用

（1）每次淋浴的耗电量，电热水器的热效率取90%

则每次淋浴的耗电量为

1.74÷90%=1.93Kwh

（2）每次淋浴的电费，上海的电费为0.61元/KWH

每次淋浴的电费

0.61-1.93=1.18元

（3）每次淋浴的设备折旧费

设一套储水式电热器的投资为2000元，在其使用周期内以十年使用寿命计住户淋浴10030次

每次淋浴的设备折旧费

2000÷10030=0.20元

每次淋浴的加热费用

1.18 0.20=1.38元

三、太阳能热水器投资回收年限计算

1、太阳能热水器每户年节约能源量

（1）每户3口之家，配3㎡集热器，在上海该集热器一年的得热量为6300MJ，折合电量1745KWH，当居民充分使用太阳能时，该值就是太阳能热水器年节约能源量。

（2）电热水器的热效率取90%，以提供6300MJ热量供居民淋浴，

则需耗电：1745÷90%=1939KWH

（3）燃气热水器的热效率取80%，以提供6300MJ热量供居民淋浴，

则需消耗热量：6300÷80%=7875MJ

天然气低发热量值为35MJ/ m3

耗气量为：7875÷35=225 m3

2、太阳能热水器年节约运行费

上海天然气的费用2.1元/ m3，电费为0.61元/Kwh

（1）相对于电热水器，太阳能热水器年节约运行费：

1939-0.61=1183元

（2）相对于燃气热水器，太阳能热水器年节约运行费：

225-2.50=563元

3、增加投资的回收年限

（1）太阳能热水器比电热水器增投资3500元，回收年限：

3500÷1183=3年

（2）太阳能热水器比燃气热水器增投资4000元，回收年限：

4000÷563=7.1年

四、太阳能热水系统环保效益评估

太阳能热水系统的环保效益主要体现在因节省常规能源而减少了CO2的排放量

以一户安装2.9㎡集热面积计：

则15年内每户二氧化碳的减排量约为8.33吨，

每户年节约能量约为：4872MJ

5 结束语

当今世界能源，气候变化和环境在内的诸多问题日益凸现，已成为各国面临的共同挑战。二十一世纪的中国必须应对在保证经济持续稳定增长的同时，消除能源消费结构不合理造成的环境破坏和温室气体的过分排放，降低经济发展的真实成本。节约作为中央十.一五规划的重点工作，已明确提出两项相关目标：一是到2010年确定单位GDP能耗下降20%；二是确定主要污染物的（包括二氧化碳）排放量下降10%，并提出要建设节约型和环境友好型社会的目标，我国第一部《可再生能源法》从2006年1月1日已正式实施，在目前日益紧张的能源市场，在新建住宅小区中充分合理地开发与利用太阳能，减少常规能源的消耗，改善居民生活质量，促进环境可持续发展，将具有广阔的市场前景，可观的经济效益与环境保护效益。

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安装准备支座架安装热水器设备组装配水管路安装管路系统试压管路系统冲洗或吹洗温控仪表安装管道防腐系统调试运行

2.安装准备：

2.1根据设计要求开箱核对热水器的规格型号是否正确，配件是否齐全。

2.2清理现场，画线定位。

3.支座架制作安装:

应根据设计详图配制，一般为成品现场组装。其支座架地脚盘安装应符合设计要求。

4.热水器设备组装：

4.1管板式集热器是目前广泛使用的集热器，与贮热水箱配合使用，倾斜安装。集热器玻璃安装宜顺水搭接或框式连接。

4.2集热器安装方位：在北半球，集热器的最佳方位是朝向正南，最大偏移角度不得大于15℃。

4.3集热器安装倾角：最佳倾角应根据使用季节和当地纬度确定。

4.3.1在春、夏、秋三季使用时，倾角设备用当地纬度。