06SS128 太阳能集中热水系统选用与安装.PDF
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1、句: 主编单位负责人 主编单位技术负责人 技术审定人 设计负责人 安装 批准文号建质2006281号 统一编号GJBT-960 图集号0688128 J日能集 批准部门中华人民共和国建设部 主编单位中国建筑科学研究院 实行日期二00六年十二月一日 直流系统原理图. .32 自然循环 自然循环系统原理图.33 管路系统 太阳能集热器同程连接平面布置图. 图集号06SS128 页I1忠|设计|何涛 目录 录 强制循环直接加热系统原理图(双罐) 强制循环直接加热系统原理图(单罐) 强制循环直接加热系统原理图(水箱-水罐).30 强制循环直接加热系统原理图(水箱).31 直流 审核|郑瑞澄 目 图例.
2、20 总说明.3 强制循环 强制循环间接加热系统原理图(双罐). 强制循环间接加热系统原理图(单罐).22 强制循环间接加热系统原理图(双罐-水箱)23 强制循环间接加热系统原理图(水箱-水罐)24 强制循环间接加热系统原理图(双水箱).25 强制循环间接加热系统原理图(单水箱).26 强制循环间接加热系统原理图(板换-水箱). . .27 目录1 太阳能集热器异程连接平面布置图.35 连接方式 太阳能强制循环集热管路系统图. .36 太阳能直流系统集热管路系统图.37 技术参数 平板型太阳能集热器结构示意图.38 平板型太阳能集热器主要技术参数. .39 平板型太阳能集热器结构与安装尺非.4
3、0 真空管型太阳能集热器结构示意图. .41 玻璃-金属真空管型太阳能集热器主要技术参数. .42 玻璃-金属真空管型太阳能集热器结构与安装尺寸.43 热管式真空管型太阳能集热器主要技术参数、 结构与安装尺寸. .44 全玻璃真空管型太阳能集热器(横排)主要技术参数、 结构与安装尺寸.45 全玻璃真空管型(竖排)太阳能集热器结构示意图. .46 全玻璃真空管型(竖排)太阳能集热器主要技术参数.47 全玻璃真空管型(竖排)太阳能集热器结构与安装尺寸.48 安装详图 平屋面集热器安装详图. 刚性防水平屋面集热器安装详图. .54 瓦屋面集热器安装详图.55 油毡瓦屋面集热器安装详图.60 预埋件详
4、图. .62 管道穿屋面 管道穿平屋面及管道井详图.63 管道穿坡屋面详图. .64 坡屋面管道井详图. .65 附录 附录一主要城市各月设计用气象参数.66 附录二主要城市太阳能集热器面积补偿比.85 目录|围瞧集号引|创附附阳S臼m阳S创812口2 审棋树|郑瑞澄惨胁伽f1创2到才校对刘|李忠l忠|慨设计刑|何涛f1句百渴|页2 总说明 1.编制侬据及编制目的 1. 1本图集依据建设部建质200671号文关于印发(2006年国家 建筑标准设计编制工作计划的通知进行编制. 1.2为更好地贯彻节能方针、引导和规范太阳能技术的推广和应用 编制本图集。 2.设计依据 建筑给水排水设计规范)GB50
5、015-2003 太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范)GB/ T 民用建筑太阳能热水系统应用技术规范)GB50364-2005 建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范)GB50242-2002 太阳热水系统性能评定规范)GB/T20095-2006 真空管太阳能集热器)GB/T17581 平板型太阳能集热器)GB/T6424 3.适用范围 3.1本图集适用于新建、改建和扩建工业与民用建筑的太阳能集中 热水系统中集热部分的选用与安装。 3.2本图集适用于太阳能集热器工作温度低于130C,热水工作温 度低于75C的集中热水系统。 3.3本图集不适用于贮热水箱容量小于600升的家用太阳能热 水
6、器的选用与安装. 4.主要内容 4.1太阳能集中热水系统设计说明。 4.2太阳能集中热水系统原理图。 4.3太阳能集热器的技术参数。 4.4集热器的连接方式以及集热器与建筑结合常见做法。 4.5太阳能集热管路系统图。 4.6我国主要城市各月设计用气象参数。 4.7我国主要城市太阳能集热器补偿面积比。 5.太阳能集中热水系统的形式与适用范围 表1太阳能集中热水系统的形式与适用范围 形式|系统特点|适用范围 强制|集热系统采用强制循环、间接加热方式加|适用于对建 循环|热,与辅助热源分置,太阳能预热。采用|筑美观要求 间接|闭式水罐作为贮热水箱,闭式水罐(或小|高、供热水 加热|型热水机组)供热水
7、。辅助热源采用外置|规模较大、 系统|加热系统,并配备智能化的控制系统,保|供热水要求 (双|证合理使用辅助热源。设置防过热措施。高的建筑 贮水|l |采用防冻工质防冻方式,冬季运行可靠 装置) 总说明|图集号|附川 审核|郑瑞澄伽路i到校对|李忠l点|设计|何涛|每遇|页3 适用范围 适用于对建筑 美观要求高、 供热水规模小、 供热水要求高 的建筑 适用范围 适用于供热水 规模小、用水 时间固定、用 水量稳定的建 筑,如洗衣房、 公共浴池 续表1 形式|系统特点 强制|集热系统采用强制循环、间接加热方式 循环|加热。采用承压水箱或阅式水罐,依靠 间接|给水系统压力供热水,水力口热器可根据 加
8、热|建筑需要灵活设置。辅助热源采用内置 系统|加热系统,当水箱或水加热器内设定水 (单l位的水温低于设定值时,开启辅助热源 贮水|加热。一般采用防冻工质防冻方式。 装置)1 强制|集热系统采用强制循环、直接加热方式|适用于对建筑 循环|加热。采用非承压水箱或闭式水罐作为|美观要求高、 直接1贮热水箱,闭式水罐(或小型热水锅炉)供热水规模大、 加热|供热水。辅助热源采用外置加执系统,|供热水要求高 系统l并配备智能化的控制系统,保证合理使|的建筑 (双|用辅助热源。设置防过热措施。可以采l 贮水| |用排回防冻措施,冬季运行可靠 装置) 强制|集热系统采用强制循环、直接加热方式|适用于对建筑 循
9、环|加热。采用非承压水箱或承压水罐。水|美观要求高、 直接|箱设置灵活,可在高位依靠水箱与用水|供热水规模小、 加热|点的高差供热水;也可在低位,增设一|供热水要求不 系统|套加压设备供热水。辅助热源采用内置|高的建筑 (单|加热系统,当贮热水箱内设定水位的水 贮水71低于设定值时,开启辅助热源加热。 装置)寒冷地区可采用排回防冻措施。 续表1 形式|系统特点 集热系统采用定温放水方式,当集热器 古|放水点温度高于设定温度时,温控间开 玩|启将热水放入贮热水箱。采用非承压水 式|箱。当采用高位水箱时需依靠水箱与最 系|不利用水点的高差供热水,采用低位水 统|箱时需增设热水泵供热水。热水与空气
10、t接触,应采取保证水质的措施。辅助热 源可以采用内置也可采用外置加热系统。 集热系统仅利用被加热液体的密度变化|适用于供热水 来实现自然循环;系统简单、成本低;|规模小、用热 自然|热水箱位置必须高于集热器;单个系统|水要求不高、 循环|的规模不宜太大。采用非承压水箱,依|冬季无冰冻地 系统|靠水箱与最不利用水点的高差供热水,区的建筑 水箱中水有过热危险,只能采用冬季排 空方式防冻,即冬季无法使用。 注:1.当原水总硬度150mg/L时,集热系统宜采用间接加热系统。 总说明|图集号06SS128 审核|郑瑞澄惨fli才校对|李忠l立|设计|何涛|句渴|页4 6设计参数 6.1气象参数 我国主要
11、城市各月太阳能热水系统设计用气象 参数可参见本图集第66-84页附录一。设计时应查 出如下气象参数: 6.1.1月平均室外气温。 6.1.2水平面月平均日太阳总辐照量。 6.1.3倾角等于当地纬度时倾斜表面上的月平均日 太阳总辐照量。 6.1.4月日照小时数。 6.2地理参数 应查出设计地点的纬度、经度和海拔高度。 6.3热水设计参数 6.3.1取建筑给水排水设计规范GB50015中热 水用水定额下限值作为设计日用水定额。 6.3.2根据GB50015和工程实际确定热水计算温度。 6.3.3根据GB50015和工程实际选取冷水计算温度。 7.太阳能集热器的分类及特点 分类 全玻璃 真空管 太阳
12、能 集热器 平板型 太阳能 集热器 表2太阳能集热器的分类及特点 基本结构|特点 211-联箱;|工质在真空管内直排加热。 :_k32-进水管;|非承压。抗机械冲击性能 43-出水管;|差。集热效率较高,热损 4-全玻璃|小。防冻性能好。造价低。 真空太|不易与建筑结合。内外热 阳集热忡击时,存在炸管泄漏的 管;|可能。适于强制循环开式、 5-尾架|直流式和自然循环式系统 主11-壳体;|多采用金属吸热板芯加热 -32-进水管;|工质。承压高。抗机械冲 -3-出水管;|击性能好。热损大,中低 !-4-透明l温热效率高。防冻性能差。 盖板;|造价适中。易与建筑结合。 5-吸热l抗内外热冲击性能好
13、。适 板芯|于强制循环问式、开式和 自然循环式系统 总说明 审核|郑瑞澄fiflt1校对T军,tI:r立|设计|何涛 图集号06SS128 页I5 的材机效妃抗强温道机热能结。系时 层变抗热能。于水在)抗集性筑好式维 涂相。集性合适用属性问。时冻建能闭制 收内高时冻结。和金 MM 高温防与性、电 -吸管压温防筑好式的 NM 压中。可击式配 点一有热承高。建能间内 1 承。小。冲开眼 特一带至 10 小与性、管、。差损高热环 ,一阳征民主耕牛击式统一空难热能热较外循 一管传工性热。冲开系一真时加性价内制水 一空休热击 j高热环高一在环击高造抗强算热 一真热加冲高价外循较一质如循冲率。于讨明 L陆
14、快阳陆陆吨内制度南h阳懒懒惰陆陆陆|一型定 |寸|叫叫 J 川|川山川剧叫 Mlj 斗|一选确 -L喘吁喘吁晴 11 hh 暗暗明执盼这一备要 一销协怵呻呻珠销协怵娘也喋 门加一设需 一联进咄哺空固有哦进咄吐真阳管热点一与 附 -Lnt 于中 51rF于今企是一计统 结 -3-4-5-3-56-4 一子 rv- 设系 本 -f的热 基一1 统定去 ;军咄咄咧钟时队 地 m川品叫阳阳 黠量大 能冰川川 日川机 MV 划用为 nHMOXU 续表2 分类 热管式 真空管 太阳能 集热器 玻璃金 属真空 管太阳 能集热 器 水设计规范GB50015中热水用水定额下限值作为设计日用水量。 8.2太阳能集
15、热器的定位 8.2.1集热器安装方位角和倾角 1)太阳能集热器方位角宜朝正南放置; 2)在全年使用时,集热器的安装倾角宜与当地纬度相等;偏 重于在冬季使用时,倾角应加大至约比当地纬度大10;偏重夏天 使用时,则应比当地纬度小100 8.2.2集热器前后排间距 1)集热器顺坡屋面安装 集热器顺坡屋面安装时,集热器之间不存在遮挡关系,留出安 装问距和检修空间即可。 2)两排或两排以上集热器安装 集热器成两排或两排以上安装时,集热器之间的距离应大于日 照间距,避免相互遮挡。集热器前后排之间的最小距离D计算方法为: D=HXcotsXcosyo(8.2.2-1) 式中:D-集热器与遮光物或集热器前后排
16、的最小距离(m); H-遮光物最高点与集热器最低点的垂直距离(m); s-计算时刻的太阳高度角(0); 忌、说明 审核|郑瑞澄陪1唱l到校对下亨I11-也|设计|何涛 图集号06SS128 页I6 2 5 总说明!图集号0688128 审核|郑瑞澄胁。略1到校对|李忠l点|设计|何涛|何通|页7 8.3太阳能集热器的连接 8.3.1集热器的连接方式分串联、并联和串并联三种。 8.3.2对于自然循环系统,集热器宜采用并联。每排集热器的 并联数目不宜超过16个。 8.3.3对于自然循环系统,每个系统集热器的数目不宜超过24 个。大面积自然循环系统,可分成若干个子系统。 8.3.4东西向放置的全玻璃
17、真空管集热器,在同一斜面上多层 布置时,串联的集热器不宜超过3个(每个集热器联箱长度不 计算时刻的太阳高度角s按照下式计算: sins=sinsinb+coscosbcos(8.2.2-2) -当地纬度(0)。 b-太阳赤纬角(0),春分、秋分时b=0,其它时间 6应按照下式计算: b=23.45sin360 x(284+n)/365(8.2.2-3) n-一年中的日期序号,即第n天。 -时角(0)。 =m x 15(8.2.2-4) 皿-偏离正午的时间(h),上午取负值,下午取正值, 计算时刻的选取如下: 全年运行系统:选春分/秋分日的9:00或15:00; 主要在春、夏、秋三季运行的系统:
18、选春分/秋 分日的8:00或16:00; 主要在冬季运行的系统:选冬至日的10:00或14:00; 集热器安装方位为南偏东时,选上午时刻;南偏西 时,选下午时刻。 y0-计算时刻太阳光线在水平面上的投影线与集热器表 面法线在水平面上的投影线之间的夹角,角yo和太阳方位角 及集热器的方位角(集热器表面法线在水平面上的投影线与 正南方向线之间的夹角,偏东为负,偏西为正)有如下关系 (图中S为正南向,n为集热器法线指向): 集热器 f了- S(门) 非 Yo=O,Y=0,=0 (a) 也 飞 S/11 非n Yo=-YY0=- (c)(d) 太阳方位角按照下式计算: sin=cosbsinw /co
19、ss 集热器 升飞一 | 非S(n)非 yo=,Y=0 (b) SI趴 非 0=- (e) (8.2.2-5) )l an崎 00( 平均日的选取按照如下原则: 1)全年运行的系统,按照年平均日计算; 2)偏重于冬季使用时,按照12月份平均日计算。 f-太阳能保证率,无量纲,具体确定方法见总说明8.4.4; ll-集热器年平均集热效率,无量纲,具体确定方法见总 说明8.4.4; IIL-管路及贮水箱热损失率,无量纲,一般取0.20-0.30。 8.4.2间接系统的集热器总采光面积的确定 AIN=AcX1+(UXAc)/(KXF)(8.4.2) 式中:AIH-间接系统集热器总采光面积(m 2 )
20、; U-集热器总热损系数,平板型集热器取4-6W/(m 2 C), 真空管集热器取1- 2 W /(m2.C),确定方法见总说明8.4.4。 K-换热器传热系数W/(m2.C),由厂家提供; F-换热器换热面积(m 2 ),确定方法见总说明8.6。 8.4.3集热器面积的补偿计算 当集热器的方位角偏离正南和倾角不等于当地纬度时,集热 器面积应按下式计算: Ab=A/R(8.4.3) 大于2m)。 8.3.5对于强制循环系统,集热器可进行并联、串联和串并联 组合。每组并联或串联的集热器的数量不宜超过16个。当集热 器数量超过16个时,可以通过集热器串并联组合连接实现。 8.3.6各集热器组之间的
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