太阳能热水工程设计指导
来源:本站 时间:2024/11/13 18:27:42 次数:
一、设计前的现场勘测
设计前,一般要去安装现场勘察。其主要内容是确定系统未来正常运行的可能性:水源、周围建筑的遮阳、集热器的可能安装方向、热水储水箱的位置、安装地点的负载能力等;
必要时,应进行实地测量和计算,以确定周围建筑物是否可能产生遮阳。集热器安装地点的承重能力应不小于50公斤/m2(包括集热器、管道和收集器支架的一般计算结果)
方位
固定式太阳能热水器的安装方向应为正南如因条件限制不能满足时,井斜角不宜大于15° ~ 25°一般来说,安装时好是正南偏西方向,而不是正南偏东方向。
倾角
对于每个月,收集器都有佳倾角,等于该地的地理纬度减去该月代表日的赤纬值。常年使用,当地纬度10°可作为倾角,我公司生产的集热器正常情况下倾角为30°。
二、产水量和集热面积
单位集热面积日产水量的估算可根据当地太阳正时10 30的天空辐射值,历年统计的实际日照时数,有日照时的平均温度(或上午8:00~下午4:00在晴天)在此基础上,计算全天产热量和产水量。一般来说,选择在每平方集热面积60 ~ 90L的范围内。水温对季节和环流模式的影响一般为40 ~ 70℃。在自然循环中,配水量可以低于限,而在强制循环中,配水量可以低于上限然而,如果水温更高,强制循环中的配水量可以更低。
单位集热面积的热量输出确定后,系统的总集热面积只有在负荷确定后才能终确定。负荷的确定应基于用户和热水供应方式卫生设备的完善程度以及参照国内相关标准和设计规范的建筑类别总热负荷的计算结果出来后,可以从单位集热面积的配水量计算出所需的太阳能集热系统面积。
三、方案选择
A、循环方式:在确定系统总面积后,首先要根据安装场地的平面条件和朝向选择太阳能系统循环方式对于安装地点在无忧,在那里的方向是相对正确的,系统是小的,自然循环模式应优先考虑对于面积较大地平面复杂或难以自然循环的安装场地,需要进行强制循环。
B、循环方式确定后,应与系统供水相结合、根据用水量的特点和建筑物的承载能力,确定水箱的数量尺寸和安装位置水箱必须安装在承重梁柱上,供水不影响系统集热器的采光此外,水箱的安装高度既要满足自然循环或强制循环的要求,又要注重美观、大方且与建筑外观一致。
C、辅助加热类型
辅助加热通常由电力辅助、燃油(气)炉辅系统有两种,一般是小系统(其中大部分是自然循环系统)使用电辅助加热,对于较大的系统,为了经济起见,往往使用燃油(气)炉作辅助加热。
辅助加热能力和辅助加热水箱(一个或多个储水罐,通常是太阳能)数量的选择一般应结合供水方式和建筑类别按以下原则进行:
1)每日定时定量用水系统:
这些系统大部分是学校、工厂集中供水系统,其供水开始时间一般为下午6 00:00~7:00,考虑到下午3:00~4:00,辅助加热的开始时间通常设置在下午3点:00~4:00,即辅助加热时间可按3 ~ 4小时计算,加热功率可据此和供水温度选择。对于广州,冷水的计算温度可按20℃计算,电采暖水的温度为50℃ ~ 60℃,采暖炉水的温度一般为60℃设计中还应考虑炉子和电加热的效率,并留有余地。
2)日常定期多时段用水量
这种常见于倒班工厂或普通酒店、至于医院的用水,在有效日照时间内需要供水时,通常采用一个或多个太阳能水箱作为辅助加热水箱;辅助加热水箱的大小应满足大供水需求,但如果白天用水量大或难以确定、当变化范围较大时,也可单独设置恒温水箱,并用电或(炉)只加热恒温水箱,确定炉膛和水箱容积时考虑技术和经济因素水箱的储水容量和辅助加热的小时制热量之和不小于大小时用水量。根据相关设计手册和规范计算)
另外,对于多期供水,太阳能水箱可分为低温水箱和高温水箱在这种情况下,对于自然循环,系统可以分为两个或三个独立的自然循环系统,每个独立的系统水箱串联组合,即系统水箱中的水依次加热,冷水由一级系统水箱补充,热水由末级高温水箱供给中午或下午早些时候用水,效果更好,供水水箱可以使用辅助加热(此时作辅助水箱)加热,选择方法和以前一样。
3)24小时全天候用水
这种用水方式在酒店很常见、酒店、公寓、医院等类建筑;系统设计时,首先要合理确定用水标准和用水负荷,然后确定系统的太阳能安装面积和运行方式当使用太阳能热水系统进行全天候用水时,除了上述以外,(2)太阳能系统除了恒温水箱供水方式的组合外,还可以采用恒温排水和温差循环的组合在这种情况下,可以根据自然循环选择太阳能的单位面积配水量,蓄热水箱的总水量也可以适当小一些一个或多个太阳能水箱可用作恒温水箱此时,系统的大每小时用水量应小于恒温水箱的有效容积和辅助电加热或选炉时炉子的每小时产水量(或者在电加热期间加热的水量)总和并考虑水、热量损失等因素而留有余地。
D、补水方式
如上所述,太阳能系统的供水可分为直接供水和间接供水,属于定期定量用水的直接供水;对于多时段供水,即多水箱系统配有辅助水箱时,直接向没有辅助水箱的太阳能水箱补水;辅助水箱从太阳能水箱来的补充水属于间接补充水,这个直接补充水指的是补充冷水。常见的补水一般有以下几种情况:
1)当系统太阳能设定点冷水压力或水池低水位高度能满足水箱补水要求时,补水量一般由辅助水箱稳定。
1定时定量供水系统,供水管尺寸选定后,可供水至第二天早上8 00:00o 时钟,水箱可以完全充满,以确定管道直径和辅助水箱浮阀的大小。常采用电磁阀定时定量控制冷水,供水时间不补充如果控制要求不高或者有专人管理,可以手动操作,省去了补水的电磁阀;
2对于需要补水的自然循环系统,特别是当采用电加热作为辅助加热时,补水量应小于系统的加热出水量,辅助停炉时,补水量也应小于停炉每小时的出水量。对于间接供水,冷水供应的管径和大小也必须遵循上述原则,但可以适当放宽。
2)当系统附近有一个冷水池,但水池的低水位可能 t满足补水水头要求,但满水位能满足补水要求时,系统可直接由水池向水箱补水,但此时水箱顶部应高出冷水池水位100 ~ 200 mm此时水箱应尽量靠近冷水池设置,以减少水头损失,提高补水效果补水管道上应安装检修用的止回阀和闸阀。供水管管径的选择也应根据系统的供水情况和设置分别对待
1定时定量供水时,应增设电磁阀,供水时间为8 00至次日早上8 00:00;
②当系统多期供水和太阳能储存能力不足或没有辅助加热水箱或恒温水箱时,补水量同上(1)情况下,应能保证补充水能被辅助加热完全加热;
3当系统需要大量补水,而水池在用水高峰时难以满足补水要求时,可在补水管道上增设旁路加压泵补水,此时应控制泵的水位。
3)当系统内水压不足以满足上述补水要求时,可使用加压水泵进行补水确定补水直径的方法和补水方式与上述相同;
4)独立锅炉热水系统的供水情况和上面类似,只是为了保证供水温度,锅炉往往以温度直流的方式工作,所以供水要以水温为准、根据冷水温度和炉子的发热量,确定供水管的尺寸或合适的冷水泵,但要注意,供水泵过程既要满足供水需求,又要使炉子出口压力保持在0以下.04Mpa,炉膛的选择和水箱尺寸的确定应根据用水量和负荷情况的变化合理配置;
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