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T/CECS489-2017 无动力集热循环太阳能热水系统应用技术规程及条文说明.pdf9.3.1太阳能热水系统安装完毕后,在设备和管道保温之前,应 进行水压试验。冬季进行水压试验应注意防冻,宜在环境气温高 于5℃时进行。当环境温度低于0℃进行水压试验时,应采取可靠 的防冻措施。 9.3.2各种承压管路系统和设备应做水压试验,试验压力应符合 设计要求。非承压管路系统和设备应做灌水试验。当设计未注明
的防冻措施, 9.3.2各种承压管路系统和设备应做水压试验,试验压力应符合 设计要求。非承压管路系统和设备应做灌水试验。当设计未注明 时,水压试验和灌水试验,应按现行国家标准《建筑给水排水及采 暖工程施工质量验收规范》GB50242的有关规定执行。 9.3.3系统水压试验合格后,应对系统进行冲洗直至排出的水不
9.3.2各种承压管路系统和设备应做水压试验DB61/T 991.3-2015 土地整治高标准农田建设 第3部分:灌溉与排水,试验压力应符
9.3.2各种承压管路系统和设备应做水压试验,试验压力应
设计要求。非承压管路系统和设备应做灌水试验。当设计未注目 时,水压试验和灌水试验,应按现行国家标准《建筑给水排水及采 暖工程施工质量验收规范》GB50242的有关规定执行。
9.3.3系统水压试验合格后,应对系统进行冲洗直至排出的水不
9.3.3系统水压试验合格后,应对系统进行冲洗直至排出的水 浑浊为止。
9.4.1系统安装完毕投入使用前,应进行系统调试。 9.4.2系统调试应包括设备单机或部件调试和系统联动调试。 9.4.3设备单机或部件调试应包括水泵、阀门、电磁阀、电气及自 动控制设备、监控显示设备、辅助能源加热装置等调试。调试应包
9.4.2系统调试应包括设备单机或部件调试和系统联动调试。 9.4.3设备单机或部件调试应包括水泵、阀门、电磁阀、电气及自 动控制设备、监控显示设备、辅助能源加热装置等调试。调试应包 括下列内容: 1检查水泵安装方向。在设计负荷下连续运转2h,水泵应 工作正常,无渗漏,无异常振动和声响,电机电流和功率不超过额
定值,温度在正常范围内; 2检查电磁阀安装方向。手动通断电试验时,电磁阀应开后 正常,动作灵活,密封严密; 3温度、温差、水位、光照控制、时钟控制等仪表应显示正常, 动作准确; 4电气控制系统应达到设计要求的功能,控制动作准确可 靠; 5剩余电流保护装置动作应准确可靠; 6防冻系统装置、超压保护装置、过热保护装置等应工作正 常; 7各种阀门应开启灵活,密封严密; 8辅助能源加热装置应符合设计要求,工作正常。 9.4.4设备单机或部件调试完成后,应进行系统联动调试。系统 联动调试应包括下列主要内容: 1调整水泵控制阀门; 2调整电磁阀控制阀门,电磁阀的阀前阀后压力应处在设计 要求的压力范围内; 3温度、温差、水位、光照、时间等控制仪的控制区间或控制 点应符合设计要求; 4调整各个分支回路的调节阀门,各回路流量应平衡; 5调试辅助能源加热系统,应与太阳能加热系统相匹配。 9.4.5系统联动调试完成后,系统应连续运行72h,设备及主要
10.1.1无动力集热循环太阳能热水系统应在热性能预测实验检 测合格后进行工验收。 10.1.2无动力集热循环太阳能热水系统工程施工质量验收应根 据其施工安装特点进行抽检样品、分项验收和竣工验收,并应符合 现行国家标准《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300及有 关规定。
10.1.3抽检样品及分项验收应由监理工程师(或建设单位项目 技术负责人)组织施工单位项目专业质量(技术)负责人等进行驶 收,
10.1.3抽检样品及分项验收应由监理工程师(或建设单位项目
10.1.4无动力集热循环太阳能热水系统工程完工后,施工单位 应自行组织有关人员进行检验评定,并向建设单位提交竣工验收 申请报告。
10.1.4无动力集热循环太阳能热水系统工程完工后,施工单
10.1.5建设单位收到无动力集热循环太阳能热水系统工程峻
验收申请报告后,应由建设单位(项目)负责人组织施工(含分包 位)、设计、监理等单位(项目)负责人进行工程竣工验收,并应对 动力集热循环太阳能热水系统的资料立卷归档
10.2.1无动力集热循环太阳能热水系统分项质量验收应符合 列规定:
1分项所含抽检样品均应质量合格; 2分项所含抽检样品的质量验收记录应完整。 10.2.2无动力集热循环太阳能热水系统工程,应进行下列隐蔽 工程验收: 1预埋件或后置锚栓连接件的验收; 2基座、支架、集贮热装置四周与主体结构的连接节点的验 收; 3基座、支架、集贮热装置四周与主体结构之间封堵的验收: 4系统的防雷、接地连接节点的验收。 10.2.3无动力集热循环太阳能热水系统工程,应进行下列中间 验收: 1在屋面无动力集热循环太阳能热水系统施工前,应进行屋 面防水工程的验收; 2在集贮热装置就位前,应进行集贮热装置承重和固定基座 的验收; 3在无动力集中型太阳能集贮热装置支架就位前,应进行支 架承重和固定基座的验收; 4在建筑管道井封口前,应进行预留管路的验收; 5无动力集热循环太阳能热水系统电气预留管线的验收; 6在集贮热装置进行保温前,应进行集贮热装置检漏的验 收; 7在系统管路保温前,应进行管路水压试验。
10.3.1 工程工验收合格应符合下列规定: 1 工程所含分项的质量均应验收合格; 2 质量控制资料应完整; 工程所含分项有关安全和功能的检验、检测资料应完整; 4观感质量验收应符合要求,
10.3.2 工程的检验和检测应包括下列主要内容: 承压管道系统和设备及阀门水压试验; 2 非承压设备灌水及通水试验; 3 管道通水试验及冲洗、消毒检测; 集贮热装置、集贮热装置检漏试验与保温水箱保温性能试 验; 5 电气线路绝缘强度测试; 防雷接地电阻测试; 系统集热性能检验。 10.3.3 工程竣工验收应提交下列资料: 开工报告; 设计文件、设计变更文件和竣工图; 3 主要材料、设备、成品、半成品、配件和仪表的出厂合格证 明及进场检查记录; 隐蔽工程验收记录和中间验收记录; 5 系统水压试验记录; 6 水箱满水试验记录; 7 系统水质检验记录; 8 系统集热性能检验记录: 9 系统调试检测和试运行记录; 10 抽检样品、分项质量验收记录; 11 观感质量综合检查记录; 12 工程使用维护说明书
11系统运行管理与维护
11.0.1系统的设计、施工单位应对负责系统使用、管理维护的单 位进行必要的系统使用、管理维护技能培训。 11.0.2系统投入使用后,应建立系统维护管理制度。 11.0.3 当系统运行出现故障时,应及时处理和维修。 11.0.4系统的日常维护和管理应符合下列规定:
11.0.3当系统运行出现故障时,应及时处理和维修。 11.0.4系统的日常维护和管理应符合下列规定: 1应定期对系统集贮热装置进行清洁护理; 2应定期观察和检查系统中集贮热装置、支架和基座的状 况,并根据需要进行必要的防腐、加固等维修护理; 3应定期观察和检查系统中防雷和锚固状况,进行接地测 试,并根据需要进行必要的防腐、加固等维修护理; 4应定期观察和检查系统中集贮热装置上的防腐、防过热、 防超压等安全附件的状况,并根据需要进行必要的护理、维修或零 件更换; 5应定期观察、检查和维护系统中控制器、传感器、信号传输 线和电线电缆、电热带的连接部位是否松脱或接触不良,避免损 坏、伤人; 6应定期检查系统中热媒变化,并按系统技术要求进行加注 和更换; 7应定期对各种仪表、电气、管路、阀门等附件进行检查; 8应定期对无动力集热循环太阳能热水系统中的计量装置 进行校验; 9应对集贮热装置中进出水口水温、集贮热装置出水口温度 的变化和其他设备的工作情况进行及时监测;
时,应及时使用太阳能专用除垢剂清洗换热器
使用太阳能专用除垢剂清洗换热
5当系统超过合同约定的系统使用寿命期限时,应进行评
11.0.5当系统超过合同约定的系统使用寿命期限时,应
附录A我国部分主要城市太阳能资源数据
表A我国部分主要城市太阳能资源数据
附录B集热器年平均集热效率的计算力
录B集热器年平均集热效率的计算方法
B.0.1太阳能集热器的年平均集热效率应根据集热器产品的 瞬时效率方程(瞬时效率曲线)的实际测试结果,按下式进行计 算:
式中: 基于集热器总面积的集热器效率(%); ? 7 基于集热器总面积的瞬时效率曲线截距(%); U 基于集热器总面积的瞬时效率曲线斜率[W/(m²·℃)]; 集热器工质进口温度(℃); ta 环境空气温度(℃); G 总太阳辐照度(W/m²); t;一ta)/G 归一化温差[(℃·m²)/W]。 3.0.2在计算太阳能集热器的年平均集热效率时,归一化温差 十算的参数选择应符合下列原则:
(t;一ta)/G一归一化温差[(℃·m²)/W]。 B.0.2在计算太阳能集热器的年平均集热效率时,归一化温差 计算的参数选择应符合下列原则: 1年平均集热器工质进口温度应按下式进行计算:
t: = to/3+2tend/3
式中:t; 年平均集热器工质进口温度(℃); to一一系统设计进水温度(贮水箱初始温度)(℃); tend一一系统设计用水温度(贮水箱终止温度)(℃)。 2年平均环境空气温度t取当地的年平均环境空气温度 (℃),从本规程表A查得。 3年平均总太阳辐照度应下式进行计算:
G=JT/(S.X3600)
JT 当地的年平均日太阳辐照量[J/(m²·d),从本规程 表A查得; S. 当地的年平均每天日照小时数(h),从本规程A查得
附录C部分代表城市不同倾角和方位角的太阳能集热器总面积补偿比C.0.1当太阳能集热器受条件限制,倾角和方位角与本规程第5.0.3条第4款的规定偏差较大时,可采用增加集热器面积的方式进行补偿,面积补偿后实际确定的集热器总面积应按下式进行计算:A = As/Rs(C.0.1)式中:A一一进行面积补偿后实际确定的集热器总面积(m");As一按公式(5.0.2)计算得出的集热器总面积(m²);Rs"一面积补偿比(%),按表C.0.1选取。C.0.2若太阳能热水系统所在地区不是表C.0.1中的代表城市,可选取离所在地区最近的代表城市中的Rs值。表C.0.1部分代表城市太阳能集热器总面积补偿比Rs(%)北京纬度39°48'东80706040302010南1020304050607080西9052555861636567686969696867656361585552805861656871737677787878777673716865615870636775788183858686868583817875716763
1为便于在执行本规程条文时区别对待,对要求严格程度不 同的用词说明如下: 1)表示很严格,非这样做不可的: 正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”; 2)表示严格,在正常情况下均应这样做的: 正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”; 3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的: 正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”; 4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。 2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合…..… 的规定”或“应按…执行”
1为便于在执行本规程条文时区别对待,对要求严格程度不 同的用词说明如下: 1)表示很严格,非这样做不可的: 正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”; 2)表示严格,在正常情况下均应这样做的: 正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”; 3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的: 正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”; 4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。 2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合…..… 的规定”或“应按执行”。
《建筑结构荷载规范》GB50009 《建筑给水排水设计规范》GB50015 《建筑物防雷设计规范》GB50057 《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50168 《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169 《工业设备及管路绝热工程施工质量验收规范》GB50185 《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205 《屋面工程质量验收规范》GB50207 《建筑防腐蚀工程施工规范》GB50212 《建筑防腐蚀工程施工质量验收规范》GB50224 《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242 《风机、压缩机、泵安装工程施工及验收规范》GB50275 《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300 《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303 《设备及管路绝热设计导则》GB/T8175 《家用和类似用途电器的安全第1部分:通用要求》GB470 《家用和类似用途电器的安全储水式热水器的特殊要求 06.12 《生活饮用水卫生标准》GB5749 《混凝土结构后锚固技术规程》IGL145
《建筑结构荷载规范》GB50009 《建筑给水排水设计规范》GB50015 《建筑物防雷设计规范》GB50057 《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50168 《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169 《工业设备及管路绝热工程施工质量验收规范》GB50185 《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205 《屋面工程质量验收规范》GB50207 《建筑防腐蚀工程施工规范》GB50212 《建筑防腐蚀工程施工质量验收规范》GB50224 《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242 《风机、压缩机、泵安装工程施工及验收规范》GB50275 《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300 《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303 《设备及管路绝热设计导则》GB/T8175 《家用和类似用途电器的安全第1部分:通用要求》GB470 《家用和类似用途电器的安全储水式热水器的特殊要求 06.12 《生活饮用水卫生标准》GB5749 《混凝土结构后锚固技术规程》IGL145
无动力集热循环太阳能热水
2术语和符号 (59) 2. 1术语 (59) 3基本规定 (63) 4 集贮热装置 (64) 5 集热器总面积计算 (69) 系统设计 (72) 6.1 系统选型 (72) 6.2 集贮热装置布置 (75) 6.3 系统管路 (77) 6.4 系统保温 (78) 6.6 附、配件 (79) 辅助加热 (82) 附录B 集热器年平均集热效率的计算方法 (83) 附录C 部分代表城市不同倾角和方位角的太阳能集热器
2术语和符号2.1术语2.1.1集贮热装置贮存太阳能热水为非承压状态,太阳能热水作为热媒使用,生活水作为被加热水为闭式、连续供水系统。利用集贮热装置内水的温差和密度的不同,工质在集热元器件内形成自然循环实现集热功能,在装置内热媒水与被加热水进行传导、对流换热;集热不需要额外循环动力,故称之为无动力集热循环太阳能集贮热装置。集热元器件可以采用全玻璃真空管和金属平板集热器,全玻璃真空管集贮热装置外形见图1:金属平板集贮热装置外形见图2;无动力集热循环太阳能集贮热装置部面图见图3;太阳能热水自然循环原理见图4。图1全玻璃真空管无动力集热循环太阳能集贮热装置图示·59:
图2金属平板无动力集热循环太阳能集贮热装置图示5L610117L9121314图3无动力集热循环太阳能集贮热装置剖面图1一彩钢板外壳;2一排气溢流管;3一电子液位计;4一聚氨酯发泡内保温;5一内置换热装置;6一换热装置支架;7一泄水管;8一全玻璃真空管;9一金属支架;10一末端保护套;11一固定装置;12一固定支架;13一固定槽钢;14一结构预埋件.60:
热水图4太阳能热水自然循环原理图2.1.2生活给水系统的冷水连续进入集贮热装置内的对流、传导换热器件,被预加热成热水,并与常规辅助热源串联供应符合使用要求的热水系统。无动力集热循环太阳能热水系统可提供连续稳定的生活热水,冷热水同一个压力源,有利于维持冷热水压力平衡,满足热水使用的舒适性;与人体接触的生活热水为闭式状态,避免了传统开式供水系统二次污染的问题,较好地解决了热水安全性问题。典型的无动力集热循环太阳能热水系统主要技术特点如下:(1)集热元器件与贮水装置紧凑连接,利用自然循环收集太阳能热量,白天集热、晚上用热;充分利用现有玻璃真空管和平板集热元器件的优点,不需要集热循环泵;(2)不需要传统集中贮热水箱和水箱间,最大化贮存全日集热量;(3)换热原理:利用金属传导、对流、流体振动紊流强化传热;(4)压力稳定:冷热水同一个压力源,保证了冷热水压力平衡;(5)水质不受污染:生活热水为闭式系统,杜绝二次污染;(6)保护集热元器件:集贮热装置与集热元器件内工质稳定;真空管水温缓慢升温,高温温度不超过沸腾温度,避免了真空管冷热交替、温差较大造成的爆管现象,增强了太阳能工程安全可靠性;·61·
(7)系统集成:将集热、热、换热、辅助加热系统集成化,实现 冷热水、输配水系统的统一性、完整性; (8)实现与建筑物一体化:不需要集中水箱和水箱间,大幅度 减少对建筑、结构的影响,最大化实现建筑一体化的统一性、完整 性;系统简单,维护简易,节能环保:最大化节省机电设备、控制设 备,道法自然、大道至简;基本实现不需要专职维护,节省运行维护 管理成本。
3.0.1严寒地区温度低于一30℃时配套的集热装直存在结你 危险,因此严寒地区不适合无动力集热循环太阳能热水系统。 全玻璃真空管具有较好的绝热性能,真空管内介质与集贮热 装置均为非承压状态,玻璃管稳定均匀加热,不会因温度差异造成 爆管,具有较好的构造稳定性,因此全玻璃真空管可适用于除严寒 地区以外的各个区域,且物美价廉。 平板集热器不易损坏,南方地区水质硬度较低,不易结垢,有 利于平板集热器小孔径流道的长久使用,工程耐久性较好;且南方 地区全年室外平均气温较高,平板集热器具有较好的集热效率,因 此在南方推荐采用平板集热器;北方结冰地区采用平板集热器会 增加工程维护难度和运行成本,不推荐在北方地区采用平板集热 器。 严寒地区的划分按照现行国家标准《民用建筑热工设计规范 GB50176的有关要求。 3.0.5末端热水需要满足水温、水压、水质、水量的综合舒适度和 安全性的要求,其核心是满足冷热水压力平衡的要求。实践证明, 如果冷热水不能做到同源,难以保证冷热水压力平衡,影响热水舒 适度,并造成水资源和能源的浪费。无动力集热循环太阳能热水 系统的生活热水源于同区冷水,有利于维持系统冷热水压力的平 衡。 3.0.12太阳能的辐照属于低密度、不稳定的能源,热量的收集需 要设置大量管网,为了减少管网中的热能损失,尽量保持适度规 模,太阳能热水采取就近使用的原则进行设计。
安全性的要求,其核心是满足冷热水压力平衡的要求。实践证明 如果冷热水不能做到同源,难以保证冷热水压力平衡,影响热水舍 适度,并造成水资源和能源的浪费。无动力集热循环太阳能热水 系统的生活热水源于同区冷水,有利于维持系统冷热水压力的平 衡。
要设置大量管网,为了减少管网中的热能损失,尽量保持适度规 模,太阳能热水采取就近使用的原则进行设计。
4.0.1本条规定了太阳能热水系统及其主要部件应满
4.0.1本条规定了太阳能热水系统及其主要部件应满定现行国 家标准有关太阳能产品中规定的各项技术指标。太阳能产品的现 行国家标准包括: (1)《平板型太阳能集热器》GB/T6424; (2)《全玻璃真空太阳集热管》GB/T17049; (3)《真空管型太阳能集热器》GB/T17581; (4)《太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范》GB/T18713; (5)《家用太阳能热水系统技术条件》GB/T19141; (6)《玻璃一金属封接式热管真空太阳集热管》GB/T19775; (7)《太阳热水系统性能评价规范》GB/T20095; (8)《家用太阳能热水系统控制器》GB/T23888; (9)《家用空气源热泵辅助型太阳能热水系统技术条件》GB/T 23889; (10)《带电辅助能源的家用太阳能热水系统技术条件》GB/T 25966; (11)《家用太阳能热水系统能效限定值及能效等级》GB26969; (12)《家用分体双回路太阳能热水系统技术条件》GB/T26970; (13)《空气源热泵辅助的太阳能热水系统(储水箱容积大于 0.6m3)技术规范》GB/T26973; (14)《平板型太阳能集热器吸热体技术要求》GB/T26974; (15)《全玻璃热管真空太阳集热管》GB/T26975; (16)《太阳能热水系统(储水箱容积大于0.6m)控制装置》 GB/T28737; (17)《全玻璃真空太阳集热管内置式带翅片的金属热管》
GB/T28738:(18)《家用太阳能热水系统储水箱试验方法》GB/T28745;(19)《带辅助能源的太阳能热水系统(储水箱容积大于0.6m²)技术规范》GB/T29158;(20)《全玻璃热管家用太阳能热水系统》GB/T30532。4.0.2集贮热装置贮水箱与集热元器件紧凑式连接,是保证无动力自然集热循环的关键;同时减少管道用量、节省管材;集贮热装置工厂内预制加工,有利于提高保温性能。无动力集热循环太阳能集贮热装置分内胆式和盘管式两种,内胆式集贮热装置构造图见图5;盘管式集贮热装置构造图见图6;多组集贮热装置可采用串并联方式布置,典型布置参考图7。集贮热装置(内胆式):模块之间为串联外箱体(太阳能热水)2内箱体(被加热水)图5内胆式集贮热装置构造图箱体(太阳能热水)内盘管(被加热水)图6#盘管式集贮热装置构造图.65:
接自来水冷水接热水供水图7集贮热装置与配水管道同程布置示意图4.0.3换热传导装置的流通量应满足热水设计计算流量,包括换热能力、阻力损失均按设计流量进行计算。系统阻力损失是指在额定流量下,一组模块的总水头损失,具体指系统冷水进口压力与热水出口压力的差值,为保证冷热水压力平衡,保证热水品质、节约用水,推荐采用水头损失更小的集贮热(内胆式)无动力集贮热装置。4.0.4太阳能资源I、Ⅱ区宜取高值,其他地区宜取低值;在方案设计阶段,可以根据建筑物所在地区太阳能条件来估算集热器总面积。无动力集热循环太阳能集热总面积不包括集贮热装置的投影面积。表1列出了每产生100L热水量所需系统集热器总面积的推荐值。:66
#水量(温升30℃)所需的集热器总面
注:表1是根据我国不同等级太
王:表1是根据我国不同等 回的水 上年太阳辐照量,再按每产生100L(温升30℃)热水量分别估算出不同等级地 区所需要的集热器总面积.其结果一般在1.2m²/100L~2.2m²/100L之间
4.0.5集贮热装置暴露在室外,散热量较大,减少热量
高太阳能集热效率的关键因素;工厂内一次加工整体成型能有效 保证集贮热装置的保温效果,同时尽量减少施工现场人工作业的 工作量,提高太阳能热水系统的整体保温效果。
不超过100℃,因此耐温不低于100℃即可满足要求 4.0.7集贮热装置内设置辅助热源时,同一容器空间内两种能源 互相干扰,影响太阳能热利用效率,因此要求无动力集贮热装置应 与辅助加热设施分设,串联使用,
集贮热装置的水箱为非承压装置,补水管用于集贮热装置
4.0.8集贮热装置的水箱为非承压装置,补水管用于集贮热
的水箱补水,含初次充水和集贮热装置内日常热媒水蒸发损耗等
补水。集贮热装置回流污染危害程度为轻危险级,其补水管设置 真空破坏器应满足现行国家标准《建筑给排水设计规范》GB 50015的规定。
.0.10无动力集热循环太阳能集贮热装置没有集中水箱,荷载
分布相对均匀,常规屋面设计可以满足其承载要求,结构专业一般 不需要复杂的荷载验算和设计,有利于太阳能的布置和实现建筑 体化的要求;当屋面需要布置热水罐等设备时,需要根据设备荷 载经结构专业验算。 集贮热装置的重量包括贮水箱(满水)、支架、基础、配套管道 等所有配件重量。
5.0.2太阳能集热器面积是太阳能工程最重要的基础参数,其取 值的合理性、准确性直接关系到工程的经济技术合理性。集热器 种类较多、产品形式各异,集热器总面积的计算方法亦有不同规 定。平板型集热器构造单一,集热器总面积与集热器采光面积差 异不大;但真空管集热器各不同品牌的集热器总面积存在较大的 差异。无动力集热循环太阳能集热器总面积为扣除集贮热水箱的 轮廓面积。
(1)冷水温度(tml.)。 冷热水温度取值对太阳能工程集热器面积影响较大。公式 (5.0.3)中,集热器平均集热效率、太阳辐照量等均为年平均值,因 此水的初始温度(冷水温度)也应为年平均温度,而不是以当地最 冷月平均水温资料确定。 (2)太阳能保证率。 太阳能保证率本质上是一个经济指标,理论上太阳能可以有 较高的保证率,但不经济;由于生活热水与太阳能资源呈负相关关 系,非采暖季用热少,但太阳能较好;采暖季用热多,但太阳能资源 较差。因此,盲目提高保证率,在非采暖晴热天气,产生的太阳能 热量较多,不能有效被利用,会造成传统系统集热器过热、升压、爆 管等问题,影响集热器的寿命。 太阳能保证率应根据工程特点、投资状况、气候特点和太阳能 资源综合考虑,不是越大越好。某大型生态示范城,规划文件要求 太阳能热水系统太阳能保证率80%,经详细计算,太阳能提供的 热量与生活热水用热量关系见图8
对大型社区,建议按实际入住率为70%进行计算,目的是降低热 水总需求量,减少集热器总面积量,使太阳能系统物尽其用、经济 技术性能最佳化,另一方面太阳能热水系统设有辅助热源,太阳能 不足时可由辅助热源保障热水供应。 (4)在方案设计阶段,常见的民用建筑物集热器总面积可按下 表2以人员指标估算
表2民用建筑集热器集热总面积估算
温度控制组件。为控制热媒管道的热量损失,每套循环立管每层 服务的户数不宜超过4户,否则应增加循环立管数量。循环立管 宜设在公共管道并内,当设在公共管道并内不合理时,立管宜设在 户内阳台处。分户贮热罐内可设置电辅助加热措施,虽然存在不 同能源相互干扰的问题,但可节约一次性投资,因此在工程中业主 认可度较高。电辅助加热控制可采取自动和手动结合的方式,太 阳能不能满足使用要求时可采用手动控制方式。 6.1.3六层及以下住宅宜采用集中集贮热、分散供热热水系统, 并宜在户内未端采用辅助加热方式。集贮热装置是共用的,集贮 热装置内设置每户独立的换热系统,形成每户独立供水系统;可以 避免住宅再设置用水计量表引起的难题;由于低层住宅高度有限 户数较少,可以实现每户独立热水供水系统,采用共用的集中集购 热可充分共享太阳能资源,提高太阳能综合利用率。为解决冷热 水管道在管井中的布设空间问题,可采用工厂预制保温管束解决。 6.1.4适用于单户住宅热水系统,由单管独立供水,末端设置辅助 加热设备。单户住宅可以为别墅,也可以是普通住宅,每户热水系 统均完全独立,热水不需要计量收费,简化公共维护和管理的麻烦 是业主容易接受的太阳能利用模式;中高层楼房单户住宅每户集热 器一般设在阳台,低层住宅集热器可设在屋面、地面等适宜场所。 辅助加热设备,别墅或大户型住宅宜采用带贮热容积的罐式 燃气热水器;小户型住宅可采用快速燃气热水器或家用电热水器 6.1.6生活用热水高峰持续时间一般在夜间,持续时间为2~ 3h,因此热媒循环泵根据热水高峰持续时间进行计算,被加热水 侧换热面积根据相应的热量进行计算。 循环启停温差适度放大有利于提高换热效率,减少水泵运行
温度控制组件。为控制热媒管道的热量损失,每套循环立管每层 服务的户数不宜超过4户,否则应增加循环立管数量。循环立管 宜设在公共管道并内,当设在公共管道并内不合理时,立管宜设在 户内阳台处。分户贮热罐内可设置电辅助加热措施,虽然存在不 同能源相互于扰的问题,但可节约一次性投资,因此在工程中业主 认可度较高。电辅助加热控制可采取自动和手动结合的方式,太 阳能不能满足使用要求时可采用手动控制方式
并宜在户内未端采用辅助加热方式。集贮热装置是共用的,集! 热装置内设置每户独立的换热系统,形成每户独立供水系统;可 避免住宅再设置用水计量表引起的难题;由于低层住宅高度有限 户数较少,可以实现每户独立热水供水系统,采用共用的集中集贝 热可充分共享太阳能资源,提高太阳能综合利用率。为解决冷 水管道在管井中的布设空间问题,可采用工厂预制保温管束解决
6.1.4适用于单户住宅热水系统,由单管独立供水,末端设置辅 加热设备。单户住宅可以为别墅,也可以是普通住宅,每户热水 统均完全独立,热水不需要计量收费,简化公共维护和管理的麻烦 是业主容易接受的太阳能利用模式;中高层楼房单户住宅每户集 器一般设在阳台,低层住宅集热器可设在屋面、地面等适宜场所。 辅助加热设备,别墅或大户型住宅宜采用带贮热容积的罐主 燃气热水器;小户型住宅可采用快速燃气热水器或家用电热水器
6.1.6生活用热水高峰持续时间一般在夜间,持续时间
循环启停温差适度放大有利于提高换热效率,减少水泵运
一一年中的日期序号,即第n天;w时角(),=m×15;m偏离正午的时间(h),上午取负值,下午取正值。m的计算时刻的选取如下:1全年运行系统:选春分/秋分日的9:00或15:00;2主要在春、夏、秋三季运行的系统:选春分/秋分日的8:00或16:00;3主要在冬季运行的系统:选冬至日的10:00或14:00;4集热器安装的方位为南偏东时,选上午时刻;南偏西时,选下午时刻。前排集热器后排集热器屋面D图12集热器间距示意图6.3系统管路6.3.2进口压力是指冷水进入集贮热装置入口处的压力,是满足最不利点用户末未端用水的要求,根据工程经验,用户末端最小工作压力不宜小于0.15MPa,因此规定集贮热装置进口压力不小于0.2MPa。市政压力不同城市、不同地区、不同水厂的差异性较大,当采用市政压力直接供水时,为充分利用市政压力可适度降低集贮热装置进口压力不小于0.1MPa。6.3.3集贮热装置的合理布置是太阳能建筑一体化的要求,太阳能集热器不应对建筑立面、屋顶景观造成不利影响,对大部分屋面而言,由于存在排烟道、排气道、风机等设备管道,太阳能集热器布.77:
置受到较多限制,因此太阳能集热器的布置应因地制宜,必要时可采取架空布置,坡度可适当减小。集贮热装置的布置应满足管道同程布置的水力要求,每个冷水供水管道流经太阳能系统的总阻力损失不宜超过3m。典型的集贮热装置模块见图13、图14:接自来水冷水接热水供水图13单排集贮热装置布置接热水接自来水供水冷水图14多排集贮热装置布置6.3.5太阳能热水系统的热水管道温度变化范围较大,一般的塑料管道不能满足高温条件下的变形、耐久等要求,塑料或金属复合管道在频繁冷热伸缩变化时容易造成变形脱落,因此要求采用单一金属材质。6.4系统保温6.4.3在热水的输送过程中,管道热损失较大,为提高太阳能热效率,减少热量散失,室外管道保温层推荐使用聚氨酯整体发泡保温:.78:
采用车间预制生产,现场组装的方式。外保护层应满足下列规定:(1)使用镀锌钢板时,镀锌钢板其材质应符合现行国家标准《连续热镀锌钢板及钢带》GB/T2518的规定;(2)使用不锈钢板时,材质应符合现行国家标准《不锈钢冷轧钢板和钢带》GB/T3280的规定;(3)使用铝板时,材质应符合现行国家标准《一般工业用铝及铝合金板、带材》GB/T3880的规定。电伴热带做法应满足国标图集《管道和设备保温、防结露及电伴热》的技术要求,电伴热带控制应该具备自动启动的功能,保证及时有效地保护管道的安全,又能及时自动切断,避免系统自身能耗;管道保温及电伴热在工厂内一次成型预制,现场冷连接安装可保证保温质量,现场人工保温难以保证工程质量,工厂内成品断面图见图15。防护外壳聚氨酯发泡保温304不锈钢管电伴热带电伴热带穿D16铁线管图15电伴热示意图6.6附、配件6.6.2抗冻、耐温不小于100℃且不蒸发的工质一般较昂贵,一般工程可采用自来水作为循环工质,有条件可采用小水箱重力自动补液方式,也可采用电磁阀自动液位控制补水。:79.
6.6.3设置真空破坏器是为了防止补水管道发生虹吸倒流,保证用水安全。6.6.4恒温混水阀分为机械式和电子控制式两类,机械式恒温混水阀性能可靠、价格适中,但阻力损失较大,某进口品牌的恒温混水阀水力特性曲线见图16;电子控制式恒温混水阀阻力损失小,但价格较贵、性能稳定性较差,一般不推荐采用电子式恒温混水阀。水力特征压降(bar)压降(米·水柱)1/2″022Φ2811/4"11/2"22"1.5151.0100.50.30.20.10.050.5(w)图16机械式恒温混水阀水力特性曲线因此建议住宅工程项目每户分别设置太阳能专用混水阀,选用DN15~DN20阀门水头损失不宜超过1m;非住宅类工程项目建议集中设置恒温混水阀,水头损失不宜超过2m,当采用单个恒温混水阀水头损失超过2m时,可采用多个恒温混水阀并联使用,防烫恒温混水阀的耐压应不小于1.0MPa,耐温不小于100℃。6.6.5无动力集热循环太阳能系统预热生活热水,当温度满足使用条件时,太阳能温控组合阀选择太阳能热水直接供应到用户末.80.
端;否则,选择热水经过辅助热源进行加热;供水温度超过设计值时,温控组合阀采用冷水与热水混合并恒温供水。采用电热水器或容积式燃气热水器作为辅助热源时,温控组合阀选用原理示意见图17。辅助热源辅助热源4冷水2至用户太阳能至用户太阳能t太阳能>45℃t太阳能≤45℃图17温控组合阀的选择原理图示1一温控选择阀;2一止回阀;3一过滤器;4一温控混合阀太阳能供水温度>45℃时,太阳能热水不经过辅助加热器直接与冷水混合后供应用户;当太阳能供水温度<45℃时,太阳能热水经过辅助加热器加热后再与冷水混合供应用户。采用即热式燃气热水器作为辅助热源时,温控组合阀选用原理示意见图18。辅助热源辅助热源冷水交果至用户太阳能至用户太阳能t太阳能>45℃太阳能≤45℃图18温控组合阀的选择图示1一温控选择阀;2一止回阀;3一过滤器;4一温控混合阀(供用户);5一温控混水阀(供辅助热源)太阳能供水温度>45℃时,太阳能热水不经过辅助加热器直接与冷水混合后供应用户;当太阳能供水温度≤45℃时,太阳能热水与冷水混水后经过辅助加热器加热,再与冷水混合定温供应用户。.81:
7.0.1太阳能受大气影响较天,应设置可靠的常规能源作为辅助 热源加热,保证热水供应的可靠性。无动力集热循环太阳能系统 强调太阳能热量作为生活热水的预加热热媒,强调太阳能热源与 辅助热源分开独立设置。 集成热水机组将无动力太阳能热水系统、燃气热水炉、贮热水 罐、消毒设备、循环泵、膨胀罐等工程元素高度集成为方便安装和 维护的模块,工厂化预制生产,保证了设备管道连接的质量,大幅 减少机房面积,降低工程造价,体现绿色节能、低碳环保的建设理 念。是一款与无动力集中热水系统匹配良好的辅助热源设备
7.0.2普通燃气热水器一般为水力控制,一般没有温度控制
7.0.2普通燃气热水器一般为水力控制,一般没有温度控制DB44/T 1881-2016 铝木门.pdf,如 果将燃气热水器作为太阳能辅助热源时,为避免水温过热,要求热 水器具有精确的温度控制功能,当温度达到控制温度时,切断煤
7.0.3南方地区空调时间较长,大型公共建筑空调废热量较
连续性较好,合理回收利用空调废热具有较好的节能和经济效益 宿舍类洗浴设施相对集中,可采用合理技术措施进行热能回收利 用,达到综合节能的目的
附录B集热器年平均集热效率的计算方
录B集热器年平均集热效率的计算方法
C.0.1当太阳能集热器受实际条件限制,不能按照本规程规定 的最佳倾角和方位角进行安装时JT/T 994-2015标准下载,需要采用增加集热器面积的方 式进行补偿,本条规定了计算公式(C.0.1)。在公式(C.0.1)中, 集热器总面积A是假设安装倾角为当地纬度、安装朝向为正南: 按公式(5.0.2)计算得出的集热器总面积;面积补偿比Rs是按表 C.0.1选取的集热器面积补偿比。若实际的安装倾角和方位角不 是表C.0.1中所列的数值,则应选取与实际安装倾角和方位角最 为接近角度所对应的Rs值
C.0.2本规程限于篇幅,表C.0.1只列出了我国15个省会和直 辖市的集热器面积补偿比。若太阳能热水系统实际安装地区不是 表C.0.1中所列的代表城市,则可选取离所在地区最近的代表城 市