试述初探太阳能集中式热水系统设计探讨

论文导读：　2.2太阳能热水机械循环直接供水系统及辅助加热系统。太阳能热水机械循环直接供水系统及辅助加热系统包括“Ｕ”型真空管集热器组、太阳能热水贮水箱、集热器至贮热水箱间集热循环泵、两贮热水箱间热水循环泵、热水供水系统循环泵、辅助源于：大学毕业论文格式www.7ctime.com热源及导流型容积式换热器、膨胀罐、温度、
摘要：随着我国经济的快速发展和对环境保护的重视，太阳能作为一种环保新能源，一种简单、经济、环保、可靠的改善建筑环境的方法，很适合我国经济现状的采暖及供热方式，在建筑施工中得到了大力的推广和广泛的使用。
关键词： 新能源;太阳能采暖;太阳能建筑
Abstract: With the rapid development of our economy and the importance of environmental protection, solar energy as a new energy and environmental protection, a method of simple, economic, environmental, and reliability improvement of construction environment, heating and heating mode is suitable for the situation of economy in China, it has been vigorously promoted and widely used in building construction.
Key words: new energy; solar heating; solar building
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1 项目概况
本项目位于石家庄开发区，其中的3号综合楼总建筑面积3256m2,采用集中式太阳能热水系统，要求24小时提供热水，通过供水干管循环方式保证用户用水即可即热。该项目集中热水供水系统采用太阳能热水机械循环直接供水系统，供水温度为55℃，回水温度为50℃。由于综合楼内设有数据机房，夏季机房空调制冷量较大，设燃气制冷机组及燃气锅炉房，故此集中热水供水夏季以太阳能集热为主，以燃气热水锅炉作为辅助热源（该项目不具备市政供热条件）生活水补水温度按15℃计；冬季则以燃气热水锅炉作为主要热源，生活水补水水温度以５℃计。
因本市具有较丰富的太阳能资源，太阳直接辐射的利用时数较多，每天平均能达到6小时左右，在冬季及夏季长阴雨天，太阳能集热器收集到的热能不足，故需要设置辅助加热系统补热。
２工程设计
2.１设计依据。《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》GB50364-2005。《太阳能热水系统施工技术规程》BD11/T461-2007。《建筑给水排水设计规范》BG50015-2003(2009版)。《全国民用建筑工程设计技术措施•给水排水》2009版

2.2 太阳能热水机械循环直接供水系统及辅助加热系统。

太阳能热水机械循环直接供水系统及辅助加热系统包括“Ｕ”型真空管集热器组、太阳能热水贮水箱、集热器至贮热水箱间集热循环泵、两贮热水箱间热水循环泵、热水供水系统循环泵、辅助源于：大学毕业论文格式www.7ctime.com
热源及导流型容积式换热器、膨胀罐、温度、压力及水位等信号取源部件、电动执行阀、电控柜或PLC、DDC等。

2.3 集中热水供水系统设计。

集中热水供水采用机械循环系统。热水供水管与回水管同程布置，并采用支管循环。淋浴热水供水管在淋淋浴间内环形布置。供水温度为55℃，回水温度为50℃。热水经导流型容积式换热器由热水管道系统输送至地下一层餐厅／厨房、卫生间、淋浴室、后勤服务区、员工宿舍等用水点。
2.4太阳能集中热水系统运行控制。太阳能集中热水系统中有两个热水贮水箱（Ａ和Ｂ），Ａ水箱通过集热循环泵P1-a、P1-b（一用一备）与集热器组相连；A、B水箱间通过换热循环泵及高位连通管相连；Ｂ水箱通过热水供水管道与换热器相连；热水供水系统循环泵为P2-ab（一用一备）；太阳能集热器取源温度为T1，贮热水箱Ａ取源温度为T2，贮热水箱Ｂ取源温度为T3,A、B水箱由低到高依次设有

1、2、3、4四个水位。

2.4.1 自动补水：白天当Ｂ水箱水温≤60℃且水位至３水位及以上时，自动补水阀停止补水；当Ｂ水箱水温≥63℃时，自动补水阀开始补水（至４水位时停止），超４水位溢流并报警；当Ｂ水箱水位低于２水位时，自动补水阀开启并补水至３水位时停止；当Ｂ水箱水位低于１水位时，自动补水阀强制开启并报警；夜间定时（如凌晨２点，可调）补水论文导读：模式①或Ａ、Ｂ水箱故障检修时开启，其余条件下关闭。2.4.7Ａ或Ｂ水箱故障检修（备用模式）：当Ａ或Ｂ水箱处于故障检修时，可通过其备用管道实现与集热板的连接，水箱间的循环泵停止运行，运行中水箱的水温在30～63℃（可调）范围内时，可按正常状态运行，当水箱的水温＜30℃（可调）时，进入冬季运行模式；当水箱中水温≥63℃（可调）且水位已至
至４水位。（注：自动补水设有旁通阀，在自动阀出现故障状态下，可切换为手动操作）
2.4.2集热板与Ａ水箱之间的温差循环：T1—T2≥5℃（可调）时，P1-a或P1-b启动；T1－T2≤2℃（可调）时，P1-a或P1-b停止。
2.4.3冬季运行模式的切换。①当连续５天Ａ水箱内最高温度T2＜30℃（可调）时，进入冬季运行模式，Ｂ水箱的出水、回水、自动补水管切断；②当T1≤5℃（可调）时，P1-a或P1-b开启进行循环，当T1≥15℃（可调）时，Ｂ水箱出水、补水管启用，回水管切断，出水作为预热水使用。
2.4.4夏季高温断续循环模式：当T1≥90℃（可调）且仅高于Ａ水箱水温度2～10℃（可调）范围内时，P1-a或P1-b每循环运行10分钟，停止运行20分钟，以防炸管。
2.4.5 Ａ、Ｂ水箱间循环泵的温差循环：当Ｂ水箱水温≤60℃（可调）且T2－T3≥5℃（可调）时，换热循环泵开启；当Ｂ水箱水温≥63℃时，换热循环泵强制停止循环，T2－T3≤2℃（可调）时，换热循环泵停止循环。
2.4.6导流型容积式换热器辅助热源的运行。①当Ｂ水箱出水温度≤55℃（可调）时，热媒供水电动阀开启（并可调节开度），当Ｂ水箱出水温度≥63℃（可调）时，热媒供水管电动阀关闭。②Ｂ水箱内水温≥55℃（可调）时，供至Ｂ水箱的回水管电动阀开启，供至换热器的回水管电动阀关闭。③Ｂ水箱内水温＜55℃（可调）时，供至Ｂ水箱的回水管电动阀并闭，供至换热器的回水管电动阀开启。④供至换热器的补水管控制：当处于冬季运行模式①或Ａ、Ｂ水箱故障检修时开启，其余条件下关闭。
2.4.7Ａ或Ｂ水箱故障检修（备用模式）：当Ａ或Ｂ水箱处于故障检修时，可通过其备用管道实现与集热板的连接，水箱间的循环泵停止运行，运行中水箱的水温在30～63℃（可调）范围内时，可按正常状态运行，当水箱的水温＜30℃（可调）时，进入冬季运行模式；当水箱中水温≥63℃（可调）且水位已至４水位时，其出水管、回水管切断；当T1≥90℃（可调）且仅高于水箱水温度2～10℃（可调）范围内时，进入夏季运行模式。

2.5 太阳能集热器设计参数。

2.5.1用水温度：由于太阳能集热器效率随产热水温度升高而降低，且热水用途为主要为厨房洗涤和洗浴，确定太阳能热水供水温度为55℃。
2.5.2用水水质：对于普通太阳能热水系统，热水水质是考虑热水是否结垢和对管道、设备是否腐蚀的重要因素，由于水加热后，温度升高使钙、镁盐类溶解度降低，易形成水垢而附在管壁和设备内壁上，降低管道输送能力和设备的导热系数，同时水温升高，会使溶解氧逸出，增加水的腐蚀性。关于水质对管材的影响设计时予以考虑。
2.5.3产水量：根据《建筑给水排水设计规范》GB 50015-2003（2009版）的规定，各项生活热水用水定额均按规范中规定的生活热水用水定额的下限值选取。以此计算平均日生活热水用量约为10m3/d（60℃），折合成55℃的热水为11 m3/d。