第八章、工程案例第一節拉薩市無線電管理局太陽能采暖系統拉薩市是國內陽光最好的城市，由于當地能源缺乏，冬季大部分的房屋沒有統一的采暖系統，雪域高原是目前環境污染最輕的城市之一，燒煤鍋爐等污染性設備不允許再使用，隨著太陽能熱水器的應用技術日趨成熟，我們能否利用太陽能達到采暖效果呢為此，針對拉薩市無線電管理局的采暖項目，我們進行了一次大膽的嘗試，利用太陽能產生的熱水進行辦公樓及住宅樓的采暖，取得了很好的效果，下面對此進行展開介紹。一、概況拉薩無線電管理局新建五層平頂辦公樓，采暖面積3000M2，為地板采暖系統，居民樓2棟為3層平頂舊建筑，為暖氣片對流采暖系統，采暖面積各為1000M2左右。利用太陽能為地板采暖系統提供部分熱源,辦公樓采暖時間為早上8001100時居民樓供暖時間為下午17002200時。拉薩地處西藏中部稍偏東南，雅魯藏布江中上游北部及其支流拉薩河流域及西北地區，高原溫帶半干旱季風氣候。拉薩的氣候特點為輻射強，日照時間長，年日照時數在3000小時以上，有“日光城”之稱；平均氣溫低，日溫差大，6月平均氣溫為157，平均最高氣溫為229，是一年中溫度最高的月份，1月平均氣溫為2，平均最低氣溫97，是一年中最低的月份，多年極端最高溫度為296，極端最低氣溫165，分別出現在6月和1月，夏季無高溫，是夏季的避暑勝地；干濕季明顯，雨季降水集中，多為晝晴夜雨的天氣。二、設計1、基礎水溫冷水計算溫度根據建筑給水排水設計規范GB500152003提供的數據，冷水的計算溫度以當地最冷月平均水溫資料確定，在無當地水溫資料時參照下表分區地區地面水溫度地下水溫度第一分區黑龍江、吉林、內蒙古的全部，遼寧的大部分，河北、山西、陜西偏北部分，寧夏偏東部分4610第二分區北京、天津、山東全部，河北、山西、陜西的大部分，河南北部，甘肅、寧夏、遼寧的南部，青海偏東和江蘇偏北41015的一小部分第三分區上海、浙江全部，江西、安徽、江蘇的大部分，福建北部，湖南、湖北東部，河南南部51520第四分區廣東、臺灣全部，廣西大部分，福建、云南的南部101520第五分區貴州全部，四川、云南的大部分，湖南、湖北的西部，陜西和甘肅秦嶺以南的地區，廣西偏北的一小部分71520本方案在設計時冷水計算溫度取4。2、全年太陽輻照情況根據國家氣象中心提供的2001年全國各地日均及年總輻射數據（單位MJ/M2），拉薩站（北緯2940，東經9108，區站號55591）水平地面太陽輻照量數據如下我們選用12月份的太陽平均日輻照量15725MJ/M2為設計依據，同緯度集熱器傾斜面上的太陽輻照量經計算為25025MJ/M23、本方案設計指標經計算，該工程的設計熱負荷為380000W。本方案設計安裝聯集管集熱器160臺，總采光面積為8608，在冬季13月份平均日太陽輻照量大于1752MJ/M2的條件下，每天提供熱量為688688MJ。滿足本項目使用面積為5000的定時采暖需求，陰雨天或甲方延長采暖時間而造成的熱量不足由電鍋爐和水箱電加熱來輔助加熱來滿足。三、太陽能采暖的工作原理太陽能地板輻射采暖系統可采用圖1所示的形式T1T2321圖1太陽能地板輻射采暖系統月份輻照量一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月日均1560178719162187241425142342210921201846176415725年總732040典型的太陽能地板輻射采暖系統由太陽集熱器，控制器，集熱循環泵，蓄熱保溫水箱，輔助熱源，供回水管，關斷閥若干，三通閥，過濾器，循環泵，分水器，加熱器組成。當T1T2時，控制器就啟動水泵，水進入集熱器進行加熱，并將集熱器的熱水壓入水箱，水箱上部溫度高，下部溫度低，下部冷水再進入集熱器加熱，構成一個循環。當T1T2，水泵停止工作。當T245時，鍋爐啟動加熱，泵2啟動將水箱中的水送入到鍋爐中，當T245時，鍋爐不必啟動加熱；加熱后的水由泵3送入采暖管道進行采暖循環。四、系統的原理圖本項目共采用四套集熱循環控制系統，一套供暖及與鍋爐房配接的控制系統，30立方的熱水儲水箱2個，保證熱水有一定的儲存。五、相關計算1、太陽能地板輻射采暖的設計計算（1）、設計參數的確定地板輻射采暖的表面平均溫度數值如下采暖表面分類溫度（）住宅地面2426很少有人停留的地面2830游泳池及浴池地面3035無人停留的地面為3540可見住宅地板輻射采暖的表面溫度一般都低于30，所以就要求熱媒溫度為4050，就目前我國北方的太陽能集熱器的利用情況來講，熱媒溫度最高為50左右，所以我們設計供回水溫度分別為45和30。（2）、供暖熱負荷的確定供暖系統的設計熱負荷可用下式表示QQ1Q2Q3QD其中，Q1為圍護結構耗熱量，Q2為冷風滲透耗熱量，Q3為冷風侵入耗熱量，QD為太陽輻射進入室內的熱量。此系統是以輻射采暖為主（占60以上），輔以對流傳熱。據暖通規范及實際工程設計情況，一般民用建筑冬季室內設計溫度取18。輻射采暖的設計溫度比普通散熱器采暖的設計溫度低13，所以我們取為15。但這種計算方法繁瑣，且需要條件多。在工程中，在僅知道建筑的總面積的情況下可采用以下采暖熱指標進行計算。建筑物熱指標推薦表（2003技術措施暖通空調）建筑物類型住宅辦公樓醫院托幼旅館圖書館商店單層住宅食堂餐廳影劇院大禮堂體育館熱指標（W/M2）4570608065806070457565758010511514090115115160（3）計算在5小時供暖模式下的住宅單位采暖面積下的能耗量,我們選取70（W/M2）為設計采暖指標610AQHCQ式中全天模式采暖期能耗量（MJ）C建筑耗熱量指標（W/M2）HA采暖面積（M2）已知70W/M2，A2000M2，計算得QCQ2520MJ。HQ（4）計算在3小時供暖模式下的辦公樓采暖面積下的能耗，我們選80（W/M2）為設計采暖指標。610HCQ式中全天模式采暖期能耗量（MJ）CQ建筑耗熱量指標（W/M2）HA采暖面積（M2）已知80W/M2，A3000M2，計算得QCQ2592MJ。H因此在定時供暖的條件下，辦公樓和住宅樓需要的能量為252025925112MJ考慮采暖熱損失為30，則設備需要提供的總熱量為66456MJ。2、太陽能集熱系統的計算QACJTCD1L式中Q太陽能系統每天提供的熱量；MJ，AC直接系統集熱器采光面積，；AC8608JT集熱器受熱面上日均輻照量，MJ/；這里取集熱器日均斜面為25025MJCD集熱器全日集熱效率，取值為040。L管路及儲水箱熱損失率，無量綱；在此取值02；經計算得太陽能系統每天提供的熱量為689328MJ689328MJ/66456MJ1037可以看出系統設計能夠滿足客戶需求，經實際運行，效果良好，超出客戶的期望值，是非常值得推廣的。第二節濱州醫學院煙臺分校太陽能系統一、濱州醫學院煙臺校區簡介濱州醫學院是一所省屬高等醫學院校，1970年青島醫學院整體搬遷至山東省濱州市辦學，自1974年開始獨立辦院，現分濱州、煙臺兩校區。學校目前占地93萬平方米，建筑面積40余萬平方米，全日制在校生1萬余人，成人教育在校生11200余人。現有教職工868人，其中有專任教師450余人，專任教師中教授69人，副教授近200人另有兼職教師4000余名。擁有52個教研室、12個多功能綜合實驗室、11個研究所（室）和2個研究中心；編輯出版中國醫院統計和濱州醫學院報，向國內外公開發行。（濱州醫學院煙臺校區鳥瞰圖）濱州醫學院煙臺校區坐落于煙臺市萊山區觀海路，煙臺位于東經1193412157，北緯36163823，地處山東半島中部，屬于暖溫帶大陸性季風氣候，具有雨水適中，空氣濕潤，氣候溫和的特點，可謂冬無嚴寒，夏無酷暑。全市年平均降水量為6519毫米，年平均氣溫118，年平均相對濕度68，年平均日照時數26984小時，太陽輻射總量年平均值52244兆焦耳/平方米，年平均風速內陸地區34米/秒，沿海地區46米/秒，全市平均無霜期210天。煙臺四季分明，各具特色。二、工程需求1、用水要求本方案為學生洗浴用水工程，系統能滿足每天1500人洗澡,最低出水量80噸，用水溫度為45。用水形式為淋浴，用水方式為定時用水，要求室內管道循環，一開就有熱水。2、場地情況樓高五層，1、2層用水，樓頂為平頂，太陽能及水箱置于屋面上（水箱為不銹鋼組合水箱，不銹鋼采用3042B，聚胺脂保溫不小于50MM）。3、太陽輻照資料根據國家氣象中心的中國氣象輻射資料年冊，參考煙臺地區的氣象資料。4、輔助能源擬采用燃氣鍋爐。5、材料材質要求符合國家有關標準；所報產品必須為同種產品中的優級產品，制作工藝及技術規范按現行國標執行；詳細說明所報產品的各種性能及技術指標；供貨商所供產品必須是各廠家的最新產品。6、要求太陽能及水箱固定支架牢固耐久，應考慮抗風、抗震、抗銹蝕等。三、煙臺氣象資料分析1煙臺地區2001年和2002年月均輻照量圖表（詳細見附表）731021161816652243170816781854160611888616880510152025一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月系列12001年8821229157719331983216917531773163911118966650510152025一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月系列12002年2日照時數及日照百分率日照時數（小時）日照百分率（）地名平均冬夏平均冬夏日照2698418802605636176033氣象資料分析表氣象資料分析表工程名稱濱州醫學院煙臺校區地址煙臺經緯度東經12122，北緯3732序號項目具體情況備注歷史最大風力10級十年之內最大風力記錄9級1風力分析去年超過6級風力總天數60天酸雨無冰雹很少出現雨雪霧101天/38天/91天雷26天2惡劣自然環境分析地震無最高35最低18歷史最高/最低溫度天數76天天數46天最高32最低173溫度分析去年最高/最低溫度天數20天數31天4其他42001年、2002年煙臺日輻照量表2001年煙臺日輻照量表區站號54764煙臺北緯3730東經12115觀測場拔海高度326米20011月2月3月4月5月6月日期總輻射凈輻射總輻射凈輻射總輻射凈輻射總輻射凈輻射總輻射凈輻射總輻射凈輻射1579491250248914287213310401492990236910202983641027200113153920769901756107825231129382867741221138868223941126660391210285849022696823681745732187189616921041175567354461678834137759497043723221417179365462148970635612605819763612340143922571012728298419216597911796930170510182187958817173132735415246051284637209311862205100599221251235298175677714487352756151016896521085513510543521898883463193197598819718731151594466230164678317448152671140418177851258448119548417377202372112627081406854292136611112104181585696105939021961144103248514106450125839066754239584425671516179884315110927055514619538252172103724681193134881116938216139345811985712018100523081237338249179282346832431464766214011222633148119691346188209812184291788850210210922612134415319571932412824761811754133659325771469218014212010543201403680167169922391116226011512437159421176711154557166080523511140261514631643106922738185145084820681011234611092470131689343923789166252122081104215207002391129614168712446510017813081622794227211581988109718211097258932121563572217411142001928250113542038126726345105130250218689771556603205199316931060271154214156816955209211262735121219061259281212289130277221479475002082472114114771018291189177178698731101777819311230115026222581174306245192288821711471319301982164104328091292上旬5928418909426231465264711541173451879111058208518834中旬76767251066339541552067181957791402500013345153048783下旬90411837881934791999798391497572272573112871150899539月值226451530285761005650169230284996323712695223727451244271567月8月9月10月11月12月日期總輻射凈輻射總輻射凈輻射總輻射凈輻射總輻射凈輻射總輻射凈輻射總輻射凈輻射1250317521237421569221328439146433527116822367176033717061985850167061111162412921273186814041228802205594630831128222424304107876985150814847311459487648138764235288618721875132396646218375051164288756186627651757214915332433113015344461173132987947251115751193803183779588127311278780341824561518233013811145512113251987644501399159610882706132316958321376494137272363321010507552229100113396121377555120588792521191351025561058197599217235347681059175212256116282094985199184816264761202119121961324161502217998421118811126220212210817501410705602039945222295415356339631882671526491616183992420378661090390112071668108162665159512676541943895118226611042275644172578158478538410623991704315111536921501825921552170396921799231550270101119841131919561155230512474188118823486994892552018291117159385311744016591264014132416215282332449127121437338171439183824392215811087236412592098682130124288898812137231808126419418991733787128618676712954713624851547157172014151127824367518372262551831021651035213375372519042217929139261582121622798551282346792153622567669927633456226910171617522860225108183859962822210320891004190775860225951329631022915601167976284552115152821617414984819230537221810633630137620689983943953142034417807075189433218上旬210801425017021104541709577921290242981027311635902392中旬212291281918360900317112715113383335090043647139153下旬97086690221011011413969464510541157065417328296923月值5201733759574822957148176195883682692182581867213371468年總量總輻射513775凈輻射213491四、太陽熱水器相關標準1、GB/T187132002太陽能熱水系統設計、安裝及工程驗收技術規范2、GB500152003建筑給水排水設計規范3、GB/T175811998真空管太陽集熱器4、GBJ1788鋼結構設計規范5、GBJ987建筑載荷規范6、GB427292設備及管道保溫技術通則7、GB470611998家用和類似用途電器的安全通用要求8、JB40881999日用管狀電熱組件9、室內用熱水、熱力供應設計規范10、GB/T172191998生活飲用水輸配水設備及防護材料的安全性評價標準11、GB503032002建筑電氣工程施工質量驗收規范12、GB502581996電氣裝置安裝工程1KV及以下配線工程施工及驗收規范13、GB502071994屋面工程技術規范14、GBJ24282采暖與衛生工程施工及驗收規范15、JBJ24292民用建筑電氣設計規范16、GBJ9386工業自動化儀表工程施工及驗收規范17、GB/T1080089隔熱用聚氨酯泡沫塑料18、GB/T1246411998焊接質量要求、金屬材料熔化焊19、NY/5142002家用太陽熱水器儲水箱20、GB/T187082002家用太陽熱水系統熱性能試驗方式21、NY/T3431998家用太陽熱水器技術條件22、NY/T65102002家用太陽熱水系統安裝、運行維護技術規范23、NY/T5132002家用太陽熱水器電輔助熱源24、GB/T1080089隔熱用聚氨酯泡沫塑料25、GB/T503642005民用建筑太陽能熱水系統應用技術規范26、GB/T1239361991太陽能熱水用術語27、01SS105常用小型儀表及特種閥門選用安裝五、解決方案1、此系統安裝集熱器142032M2，參考煙臺地區的輻照量，在春秋季正常晴好天氣下，可產生45的熱水約80噸，陰雨、冬季等光照不好的情況下采用輔助能源來補充，以滿足用戶的熱水需求。系統為全自動控制，自帶定時管道循環功能，通過定時控制管道上的循環泵，在用水前10分鐘啟動電磁閥和循環泵，把管道內的冷水打入水箱，管道內進入熱水，達到設定溫度關閉電磁閥和循環泵從而保證管道即開即熱。2、我們采用的拼裝水箱內膽為5MM厚Q235A冷扎碳鋼板，再經過軍艦級防腐處理，特有的優良耐蝕性。保溫層為80MM厚聚氨酯保溫塊，外殼為1MM厚玻璃鋼，聚氨酯保溫塊與玻璃鋼板沖壓成型，構成統一整體，附于水箱內膽上，保溫性能更加優良并且外觀美觀。3、水箱預留輔助能源接口，并且我公司控制柜可實現對輔助能源的控制，當水箱溫度低于設定溫度時，開啟輔助能源；輔助能源可以是多種方式，根據要求可定制。電鍋爐、燃油鍋爐、燃氣鍋爐、燃煤鍋爐等等均可與我公司水箱連接配套使用。4、我們所提供的產品均為我公司先進并且成熟的產品，是我們的主打工程產品。5、為了保證產品正常運行，最短時間內解決產品出現的故障，我們施行四步走A貴方進行設備管理人員培訓（當地有經銷商進行售后）；B定期檢查，常規巡檢維護；C年檢，每年年底由皇明太陽能集團有限公司煙威辦事處售后服務中心派專人檢修一次；D應急維修。我公司對本項目實行24小時服務，當系統出現故障時，4小時之內派人趕到現場，檢修排除故障，當故障復雜不能排除時，我公司設在煙威辦事處的售后服務中心人員將在24小時之內到達現場檢修。6、集熱器支架采用4號角鋼熱鍍鋅，獨特的支架設計，保證了支撐穩固和抗風能力強；采用熱鍍鋅保證角鋼的防腐能力。并且支架固定在預置水泥基礎上，臺與臺之間通過連接件連接，把單臺連接起來形成一個整體，大大增加了抗風能力。六、系統運行原理及說明系統運行原理圖T4TT6P1IIIAP2P3IIB熱水箱140噸JDCF1T1TT2T3P440噸熱水箱2T5TP5DCF2TTTJRHJRGJRGJRGRGRHRGRG換熱器P5P6浮動盤管此圖為系統原理示意圖，不表示實際連接方式。運行原理系統均采用兩個水箱作為集熱循環水箱，定時提供熱水。在天氣晴好的情況下，儲水箱中的水利用太陽能加熱，當陽光不足及陰雨天氣時，由輔助能源補充提供能量。1、定時上水當定時燈亮時，可以由定時器控制進水。2、無水進水儲水箱水位顯示為0時，立即進水到2級水位。3、溫差循環集熱器與儲水箱之間的循環溫差循環當集熱器的水溫T1與熱水箱1的水溫T2的溫差高于溫差循環的啟動溫差時，循環泵P1、P2、P3自動啟動；當兩者的溫差低于2時，循環泵自動停止；熱水箱間循環當熱水箱2的溫度T4與熱水箱1的溫度T3，溫差高于溫差循環的啟動溫差時，循環泵P4自動啟動；當兩者的溫差低于2時，循環泵自動停止。4、管道定時定溫循環在用水前10分鐘，當室內用水管道上的探測溫度T4低于35，電磁閥開啟，循環泵P3啟動，將管道中的冷水打入水箱；當T4達到40時，電磁閥關閉，循環泵P3停止。5、防凍電熱當水箱溫度低于10時，電加熱打開，達到15時，電加熱關閉。6、防凍循環當室外管道上的溫度T3低于5時，循環泵P1自動啟動；當T3高于10時，循環泵P1自動停止。從而達到防止管道凍結的現象產生；7、輔助加熱當儲水箱中的水溫低于設定溫度5時，自動啟動電加熱或輔助能源，達到設定溫度時自動停止電加熱；8、高溫斷續循環當集熱器溫度高于95，且僅高于水箱溫度210范圍內時，循環泵每循環10分鐘，停20分鐘（用于無客人期間）；9、出水增壓系統設增壓泵P5、P6供水，用變頻恒壓方式控制，保證24小時有水并有一定的壓力，以滿足用戶需求；10、室外管道加電熱帶，以防止冬季寒冷季節室外管道凍結；11、電磁閥進水口前要安裝過濾器，水平管道上的單向閥要用升降式，垂直管道上的單向閥要用旋啟式。七、計算略第三節江門一中太陽能系統一、建筑狀況1、男生宿舍樓3幢，每幢5層，其中A幢每層12個房間共390人，B幢每層16個房間共520人，C幢每層24個房間，共790人；女生宿舍樓3幢，每幢5層，D幢、E幢、F幢每層18個房間共1700人；教工宿舍共2幢，每幢5層，G幢每層16個房間共110人，H幢每層26個房間共190人。8幢樓總計3700人。2、儲熱水箱的位置（1）男生宿舍2021軸交AB軸、2021軸交FG軸和2324軸交MN軸；（2）女生宿舍每幢45軸；（3）教工宿舍1112軸交T軸和1314軸交B軸。3、室內管道均設計好，預留有熱水循環回水管道。二、用水要求1、提供淋浴用水；2、要求做管道循環，保證洗浴時打開龍頭即有熱水；3、24小時提供熱水；4、每天提供的熱水總量為根據貴方的要求，每人每天提供60熱水25L，則總用水量為A幢25L/人日390人9750L/日，按照10噸/天設計；B幢25L/人日520人13000L/日，按照13噸/天設計；C幢25L/人日790人19750L/日，按照20噸/天設計；D幢、E幢、F幢25L/人日1700人42500L/日，總計42噸/天，14噸/天幢；G幢25L/人日110人2750L/日，按照3噸/天設計；H幢25L/人日190人4750L/日，按照5噸/天設計。三、氣象資料1、自來水水溫冷水的計算溫度以當地最冷月平均水溫資料確定，在無當地水溫資料時參照下表分區地區地面水溫度地下水溫度第一分區黑龍江、吉林、內蒙古的全部，遼寧的大部分，河北、山西、陜西偏北部分，寧夏偏東部分4610第二分區北京、天津、山東全部，河北、山西、陜西的大部分，河南北部，甘肅、寧夏、遼寧的南部，青海偏東和江蘇偏北的一41015小部分第三分區上海、浙江全部，江西、安徽、江蘇的大部分，福建北部，湖南、湖北東部，河南南部51520第四分區廣東、臺灣全部，廣西大部分，福建、云南的南部101520第五分區貴州全部，四川、云南的大部分，湖南、湖北的西部，陜西和甘肅秦嶺以南的地區，廣西偏北的一小部分71520本方案在設計時自來水的溫度取15。2、太陽輻照數據江門市（東經113O,北緯223O）的太陽輻照數據暫缺，我們取廣州市（東經113O20,北緯23O10）的太陽輻照數據作為設計依據。根據國家氣象中心提供的中國氣象輻射資料年冊（2001年）全國各地水平面總日射月均日輻照量及年總輻照量數據（單位MJ/M2），廣州市（區站號59287，東經113O20,北緯23O10）的水平面總日射月均日輻照量數據如下九月份太陽輻照量日期1號2號3號4號5號6號7號8號9號10號輻照量604693942138007931063211920422009日期11號12號13號14號15號16號17號18號19號20號輻照量1555200119701920209320282044205620301087日期21號22號23號24號25號26號27號28號29號30號輻照量2021894213221982024158921492020201919903、環境空氣溫度數據根據國家氣象中心提供的中國地面氣象資料年冊（2001年），廣州市全年空氣溫度數據如下四、招標文件中相關的技術要求月份輻照量一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月日均82591610196471310110213441501162412951318963年總423462月份溫度（）一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月年平均154152194217265272282291279254197149226平均最高199200238250308309324334319299256198270平均最低119117158193233248254261247221152117193極端最高272284284325340352359363352327307295363極端最低656997109199221227232234181894545五、相關國家及行業標準（略）六、技術方案及說明1、系統圖示T1P1P2TTHKGAHKGAT4P3上圖只是系統原理圖，不表示實際的連接方式。2、運行原理說明（假定A水箱（1）水位設置為4個水位；（2）保溫水箱溫度設置為60；（3）溫差循環溫度上限為7；（4）智能電熱開啟時間每天的1600；B水箱（1）水位設置為4個水位；（2）保溫水箱溫度設置為60）以下是系統的主要功能介紹1）、上水多種上水方式（無水上水、定溫上水、定時上水、手動進水、防干燒進水）相結合，最大限度地使用太陽能；2）、溫差循環當T1T27，循環泵P1啟動，循環至T1T23，P1停止；3）、定溫管路循環若T440時，循環泵P2啟動，循環至T445，P2停止；4）、輔助加熱采用空氣源熱泵為輔助能源，對水箱B內的水進行加熱，保持B水箱的水溫在一定范圍內，當T355時，啟動電加熱至T360停止加熱。7、聯集管集熱器采光面積及安裝距離1）、采光面積（式1）1LCDTIENWCJFTCQA式中直接系統集熱器總采光面積，；CA日均用水量，KG；WQ儲水箱內水的終止溫度，；ENDT水的定壓比熱容，KJ/（）；WC水的初始溫度，；IT當地春分或秋分所在月集熱器采光面上月均日輻照量，KJ/；TJ太陽能保證率，無量綱；F根據系統使用期內的太陽輻照、系統經濟性及用戶要求等因素綜合考慮后確定；集熱器日平均熱效率，國標經驗值取040055；CD根據皇明公司的試驗數據取值為052。管路及蓄熱水箱熱損失率，無量綱；L對于本系統，我們求出產出每噸符合要求的熱水所需要的集熱器采光面積。已知1000KG，60，418KJ/（），15，21980KJ/WQENDTWCITTJ1226376KJ/（由于在第二章中氣象資料部分提供的是水平面上的太陽輻照量數據，比熱水器采光面上的太陽輻照量要低，故此處乘以一個修正系數），072，052，01。FCDL代入式1中，得出AC1097。男生宿舍A幢集熱器采光面積1097101097，實際安裝聯集管集熱器30臺；B幢集熱器采光面積10971315358，實際安裝聯集管集熱器39臺；C幢集熱器采光面積1097202194，實際安裝聯集管集熱器60臺；女生宿舍D幢、E幢、F幢每幢集熱器采光面積10971415358，每幢實際安裝聯集管集熱器42臺；教工宿舍G幢集熱器采光面積109733291，實際安裝聯集管集熱器9臺；H幢集熱器采光面積109755485，實際安裝聯集管集熱器15臺。2）、聯集管集熱器安裝間距（1）太陽高度角（式2）SINCOSCSO式中太陽天頂角緯度太陽赤緯角時角（度）（式3）125ST式中TS真太陽時（小時），用24小時的時鐘（式4）ISMISLE式中當地標準時間（時和分）IS時差（分）N11061/807SIN214EN107166596N167246/SI5N2473651380247N16E當地時區的標準子午線經度（度）SML當地經度I98560SIN4985603COS1985602COS3798560COS2360NN（式5）太陽高度角90經過計算得知冬至日（12月21日）中午1200的太陽高度角為4407；（1）綜合考慮太陽能全年使用狀況以及產品的具體角度，選用38傾角的集熱器；（2）為了使集熱器前后不遮擋，最小安裝間距為1380MMTG44071425MM。第四節山西萬家寨引黃工程局太陽能系統一、設計標準（一）氣象資料1、基礎水溫122、太陽輻照資料根據國家氣象中心提供的中國氣象輻射資料年冊（2001年），因為平魯地區無詳細的氣象資料，故我們選擇山西省太原市（東經11234，北緯3752觀測站區站號53772）的月日均及年總輻射數據（單位MJ/M2）3月份（春分所在月）的太陽輻照量（MJ/）日期1日2日3日4日5日6日7日8日總輻照量15441178148017111161181118441920日期9日10日11日12日13日14日15日16日總輻照量1796143318941815153417821433571日期17日18日19日20日21日22日23日24日總輻照量12291588173118041832122917751705日期25日26日27日28日29日30日31日總輻照量2074173421311956206418711947綜合全年使用情況,我們選擇3月份9日的日輻照量1796MJ/作為參考。（二）相關國家標準及行業標準1、GB/T187132002太陽能熱水系統設計、安裝及工程驗收技術規范2、GB500152003建筑給水排水設計規范3、GB/T175811998真空管太陽集熱器4、GBJ1788鋼結構設計規范5、GBJ987建筑載荷規范6、GB427292設備及管道保溫技術通則月份輻照量一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月日均766106816641704223019471938172112141077881651年總5137807、GB470611998家用和類似用途電器的安全通用要求8、JB40881999日用管狀電熱組件9、室內用熱水、熱力供應設計規范10、GB/T172191998生活飲用水輸配水設備及防護材料的安全性評價標準11、GB503032002建筑電氣工程施工質量驗收規范12、GB502581996電氣裝置安裝工程1KV及以下配線工程施工及驗收規范13、GB502071994屋面工程技術規范14、GBJ24282采暖與衛生工程施工及驗收規范15、JBJ24292民用建筑電氣設計規范16、GBJ9386工業自動化儀表工程施工及驗收規范17、GB/T1080089隔熱用聚氨酯泡沫塑料18、GB/T1246411998焊接質量要求、金屬材料熔化焊19、NY/5142002家用太陽熱水器儲水箱20、GB/T187082002家用太陽熱水系統熱性能試驗方式21、NY/T3431998家用太陽熱水器技術條件22、NY/T65102002家用太陽熱水系統安裝、運行維護技術規范23、NY/T5132002家用太陽熱水器電輔助熱源24、GB/T1080089隔熱用聚氨酯泡沫塑料25、GB/T503642005民用建筑太陽能熱水系統應用技術規范26、GB/T1239361991太陽能熱水用術語27、01SS105常用小型儀表及特種閥門選用安裝二、設計要求1、場地情況平魯分局建筑較多且分散，由公寓樓、電信站辦公樓、監理樓、咨詢樓、專家樓、家屬樓、試驗中心和食堂組成。樓頂全部為平頂，樓層最高為四層。所有管道在地溝內通過，但是所有管道均沒有進行保溫，安裝集熱器的樓頂沒有避雷設施。具體尺寸見圖紙。樓頂要考慮防水和防風。每日晚上2230次日630停水，白天不定期的會出現停電的情況。2、用水情況24小時用水和定時用水，以電加熱進行輔助。全部采用集中供水的形式。一共有192戶，每戶150升，則總用戶水量為28800升，結合實際情況設計最大用水量為每日30噸水。基礎水溫12（考慮到用水地的實際情況，我們選擇12），大水箱出口水溫45。三、系統設計指標本系統以春季為設計標準。原鍋爐拆除，采用太陽能作為洗浴熱水。管道借用原有管道，因為現在水箱房不在原有鍋爐的位置，故主管道需要重新調整。在設計條件（50傾斜面上太陽輻照量為18858MJ/，管道及儲水箱熱損失為015，太陽能保證率為09）下，平魯分局太陽能熱水系統結合樓頂情況以及經濟性方面選用78組QBWF538/302型集熱器，總集熱面積為41964，約能日產溫升29（12溫升到41）的熱水30噸，或者把20噸熱水升溫44，完全可以滿足使用要求，冬季及陰雨天氣等輻照量不足情況下，由電加熱進行輔助。因當地無氣象檢測站，故無詳細的氣象資料，在方案設計中我們借鑒太原地區的氣象資料，此數據與平魯當地的氣象情況有一定的偏差，此數據不作為設計原則問題。四、系統運行原理及說明系統原理圖TT3P1T2TT4ADCF1JRJRHRJTT5P3BDCF2T1TAA該圖只是系統原理圖，不表示實際的連接方式。運行原理說明1、自動補水定時補水加溫控補水，以滿足系統24小時用水需要。2、集熱溫差循環在儲水箱A與集熱器之間進行。當集熱器內水的溫度T1比儲水箱A內水的溫度T2高5以上時，集熱循環水泵P1自動啟動；當二者之間的溫差小于2時，循環水泵P1停止運行。3、定時定溫管道循環在設定時間（設定后半夜不用水時停止管道循環，以防止熱量的過量散失）內，T5小于設定溫度，則控制系統控制管道電磁閥DCF2啟動，變頻增壓系統啟動，把管道的冷水打回儲水箱B，進行管道循環以實現即開即熱。4、防凍循環當T4溫度低于5時啟動水泵P1，當溫度達到10時停止，防止冬季室外水管凍壞。5、即時加熱當儲水箱B內的溫度T3低于50此溫度可設定，電加熱啟動；當達到設定溫度時，電加熱關閉，以保證水箱B內的水為恒溫。6、管道增壓選用壓力控制的變頻增壓系統，用戶用水則泵P3啟動，實現用戶用水增壓的目的。7、高溫斷續循環當集熱器的溫度高于95，且僅高于水箱溫度210范圍內時，循環泵每循環10分鐘，停20分鐘。8、兩水箱之間的循環當儲水箱A內溫度T2比儲水箱B內溫度T3高5以上時，溫差循環水泵P2自動啟動；當二者之間的溫差小于2時，循環水泵P2停止運行。注詳細情況參見控制柜說明。五、重要計算及說明1、聯集管集熱面積計算（式11LCDTIENWCJFTCQA式中系統集熱器采光面積，；C日均用水量,30噸；W儲水箱內水的終止溫度（用水溫度），45；ENDT水的定壓比熱容，418KJ/（）；WC水的初始溫度，12；IT太陽能保證率，無量綱，取09；F集熱器受熱面上的輻照量，18858KJ/集熱器水平面的輻照量17960TJKJ/,水平面和傾斜面的校荷參數105集熱器全日集熱效率，049；CD管路及儲水箱熱損失率，015；L根據樓頂情況，本工程利用水箱房周圍的三棟樓房（監理樓、咨詢樓和廢舊的車庫）的樓頂面積，再結合實際的使用情況，從經濟性和太陽能的利用上考慮，此分局建議擺放78組單層集熱器，總集熱面積為41964，在上述條件下可以把30噸基礎水溫12的水加熱到41，滿足用水的要求（人適合洗浴的溫度為3842）。在冬季等陰雨天氣情況下，采用電加熱僅加熱儲水箱B，相當于加熱15噸水，還能起到節能的目的。2、集熱器安裝間距綜合考慮集熱器全年使用、場地情況、集熱器型號等因素1左右兩臺串聯集熱器（太陽熱水器）水嘴之間的間距為180；2前后兩臺集熱器（太陽熱水器）之間的間距為太陽高度角（式2）SINCOSCSO式中太陽天頂角緯度太陽赤緯角時角（度）（式3）125ST式中TS真太陽時（小時），用24小時的時鐘（式4）ISMISLE式中當地標準時間（時和分）IS時差（分）N11061/807SIN214EN107166596N16724680/16SIN5EN24736532471當地時區的標準子午線經度（度）SML當地經度I98560SIN4985603COS1985602COS3798560COS2360NN（式5）太陽高度角90經過計算得知平魯地區冬至日（12月22日）中午1200的太陽高度角為2705，春分日太陽高度角為5030。聯集管集熱器與后排相對應集熱器之間的間距為DHCTG1833CTG27053582（MM）H單層聯集管集熱器的高度，1833MM冬至日正午太陽高度角2705考慮到全年用水及場地狀況，集熱器根據樓頂的具體情況進行擺放。3、集熱器風荷載集熱器最大受風面積為集熱面外形面積S293018335371M2受力分析如下圖FGYFGXN30根據建筑結構荷載規范GB500092001，取此地區重現30年的風壓0