太阳能热水工程设计.docx
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太阳能热水工程设计
太阳能热水工程
工程应用分析
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（太阳能热水工程在医院、学校、宾馆、工厂都有广泛的应用）让您不必为不熟悉此系统，遭受不必要的损失。
下面是几种常见的设计方案，具体的集热器数量及管道设计可以和我联系。
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设计方案类型
太阳能热水系统根据集热系统、辅助系统及供水方式的不同，可以分为三大类型：
●分户集热——分户储热辅热式
●集中集热——分户储热辅热式
●集中集热——集中储热辅热式
分户集热——分户储热辅热式太阳能热水系统是指终端用水点以户为单位，每户独立设置太阳能集热器、储水箱、辅热设备及相关管路，每户独立使用的小型太阳能热水系统。
●集热器安装位置选择
分户集热——分户储热辅热系统中的集热器的安装位置可为屋顶（平屋面、坡屋面）、立面墙、披檐及阳台拦板等位置。
●适用安装类型
分户集热——分户储热辅热式太阳能热水系统较适用于独立式小型别墅住宅、联排别墅、新农村规划联排住宅中，也可以在多层及高层住宅中使用。
针对以上的不同建筑类型分户集热——分户储热辅热式太阳能热水系统的安装、运行方式也有所不同。
独立式小型别墅住宅、联排别墅、新农村规划联排住宅采用分体式别墅型太阳能热水系统，多层及高层住宅多采用阳台壁挂式太阳能热水系统。
●分体式别墅型太阳能热水系统介绍
1.分体式别墅型太阳能热水系统一般采用分离式强制循环二次热（工质循环、水介排空方式）系统形式。
2.在安装时，集热器与屋面相结合进行安装，满足建筑结构功能的同时不影响建筑的外观；储热水箱及其它辅助设备安装在室内，便于操作及维修。
3.在辅助能源上，一般宜选用电加热形式。
在使用时，可采用半自动控制的方式（温度不足手动启动辅助加热系统，达到温度时自动停止）。
4.系统工作原理图如下：
分体式别墅型太阳能热水系统示意图
●阳台壁挂式太阳能热水系统介绍
1.阳台壁挂式太阳能热水系统一般采用自然循环方式，为保证系统全年使用，循环介质采用防冻液。
2.安装时将集热器放置于阳台栏板处，水箱可安放在阳台内侧或卫生间、设备间内，要求水箱位置高于集热器。
建议太阳能与水箱位置不宜过远。
3.辅助能源一般采用电加热方式，半自动控制的方式（温度不足手动启动辅助加热系统，达到温度时自动停止）。
4.系统工作原理图如下：
阳台壁挂式太阳能热水系统原理图
●分户集热——分户储热辅热式太阳能热水系统方案优缺点
1.系统为小型分体式承压供水式，系统简单，使用方便，在建筑应用中安全性、可靠性高；
2.储水箱距离用水点较近，户内热水管路距离短，使用热水时不会放出大量的冷水，节水效果好；
3.产品使用独立，产权明确，由住户负责日常维护，无管理难度；
4.辅助加热设备建议采用定时定温的方式控制，节能效果好。
5.热水资源利用无法共享，有效利用率较低，系统综合造价相对较高。
集中集热——分户储热辅热式太阳能热水系统是指太阳能集热器集中、统一规划安装于建筑物屋面部分，储水箱、辅助加热系统按终端用户为单位独立设置的太阳能热水系统。
●集热器安装位置选择
集中集热——分户储热辅热系统中的集热器的安装位置可为屋顶（平屋面、坡屋面）。
●适用安装类型
集中集热——分户储热辅热式太阳能热水系统较适用于新农村规划联排住宅、多层及高层住宅、宾馆、学校、工厂员工宿舍中使用。
●集中集热——分户储热辅式太阳能热水系统介绍
1.太阳能集热器集中安装在建筑物的屋面；
2.储水箱及辅助加热设备按每户的用量需求分别设置在各户内；水箱通过太阳能循环泵与屋面集中集热器进行循环；
3.辅助加热器一般采用电加热，分户设置于户内水箱中；
4.系统工作原理图如下：
集中集热——分户储热辅式太阳能热水系统原理图
●集中集热——分户储热辅热式太阳能热水系统方案优缺点
1．集热器集中统一设置，集热循环管路较少，减少了对公共空间的占用；
2．热水供应系统采用分户式，热水管路减少承压供水；集热器具备有分体式热水系统节水效果好等物点；
3．热水系统分户供应，水费、辅助加热电费计费容易；
4．系统设计相对较为复杂，需着重考虑热量分配不均及高层的压力平衡问题；
5．由于系统的辅分户设置，因此在各用水终端进热时补充时须关闭太阳能循环泵，否则会造成单户辅助加热热量进入太阳能集热器系统而无法计量；
6．整个太阳能热水系统不同部分产权归属不尽相同。
在多层及高层小区里集热器统一使用，为公有设备（归物业管理），而各终端设备为各户私有，在设备的使用过程中，易造成责任混乱，设备的客理及问题处理易发生纠纷。
集中集热——集中储热辅热式太阳能热水系统是指终太阳能集热器、储水箱、辅热设备全部集成化，统一安装储热器，统一设置集中储水箱及辅助加热设备，然后将热量再分配至各用水终端的太阳能系统。
●集热器安装位置选择
集中集热——集中储热辅热系统中的集热器与储热水箱的安装位置可为屋顶（平屋面、坡屋面）。
●适用安装类型
集中集热——集中储热辅热式太阳能热水系统较适用于新农村规划联排住宅、多层及高层住宅、宾馆、学校、工厂工业生产及员工宿舍中使用。
●集中集热——集中储热辅热式太阳能热水系统介绍
1.太阳能集热器集中安装在建筑物的屋面；
2.储水箱及辅助加热设备按平均每户的用量需求集中安装在屋面；水箱通过太阳能循环泵与屋面集中集热器进行循环；
3.辅助加热器一般采用电加热，设置于户内水箱中；
4．集中集热——集中储热辅热式太阳能热水系统根据储热水箱承压性可分为承压式系统和非承压式系统两种；
●承压式集中集热——集中储热辅热式太阳能热水系统介绍
适用于储水容积较小的系统。
比如在多层住宅的供水系统中以单元为供水单位的太阳能热水系统。
系统原理图
承压式集中集热——集中储热辅热式太阳能热水系统原理图
●非承压式集中集热——集中储热辅热式太阳能热水系统介绍
适用储水这容积较大的系统。
比如工业生产用水。
系统工作原理图如下：
非承压式集中集热——集中储热辅热式太阳能热水系统原理图
●集中集热——集中储热辅热式太阳能热水系统方案优缺点
1.太阳能集热系统、辅热系统、供水系统高度集成化，集热系统热损失小；
2.辅助能源系统集中设置相对于分散设置，其初期投入设备功率及运行费用都相对较小，节能优势更加明显；
3.热水供水系统相比于分户式系统便于进行优化设计，保证供水品质，在节能、节水的前提下，达到随时供应符合需求的热水目的；
4.集中集热——集中储热辅热太阳能热水系统可以克服分户式集群系统中占用公共管道井面积较大的缺点，节省了系统管材；但需要设置独立的公共设备间，占用建筑的公共面积；
5．集中集热——集中储热辅热太阳能热水系统在集热面积、辅助功率、热水系统的设计、使用上均在存在平衡互补性。
5．1集热面积相对较小，各种辅助设备较小，初期投资费用低；
5．2使用过程中，由于系统对设备的集成整合程度高，因此可以对不同用水点需求的能量进行方便、合理的调节，使太阳能量及系统设备的有效利用率更高，且保证了充足的用水量。
6．集中集热——集中储热辅热太阳能热水系统需根据太阳能系统的平均运行成本确定热水收费标准，通过分户安装热水表进行计量收费，相对比较麻烦。
7．集中集热——集中储热辅热太阳能热水系统后期需物业管理部门进行设备的整体维护及管量。
●集中集热——集中储热辅热式太阳能热水系统分类对比
根据系统使用规模的不同，可分为多栋楼系统、独栋楼系统及单元楼系统三种。
多栋楼系统由于存在集热损失及室外供热管线损失较大的缺点，不推荐使用。
下面就单元楼及独栋楼系统的不同点进行对比分析，见下表1。
序号
项目
单元楼系统
独栋楼系统
1
经济性能
承压水箱，初期的投资高，回收期较长
开式水箱，设备集中程度高，初期的投资低，回收期短
2
建筑结合
空间占用
设备间多，占用公共空间相对较多
设备间一处，占用公共空间相对较少
3
管井位置
集热管道布置数量多，占用管井空间大
集热管道布置宽数量少，占用管井小
4
系统设计
承压系统供水
变频机组供水
5
使用功能
管理水平
管理点较多，后期管理维护费用相对较高
管理点较少，后期管理维护费用相对较低
6
管路热损
集热系统为多路，相对热损失较大；供热系统管路短，热损失小
集热系统为单路，热损失相对较小；供热循环管路较长，相对热损失偏大
7
运行费用
采用自来水压力供水方式，相对更加节省费用
采用变频机组供水，会产生一定的费用
表1单元楼系统及独栋楼系统分析比较表
住宅太阳能热水系统优化设计
住宅类型
目前，建筑的普遍类型一般有以下几种形式：
别墅型住宅、多层住宅、板式小高层、板式高层、点式塔楼住宅等。
在遵循经济实用、节能节水、安全简便的原则下，应结合各类型住宅的结构特点、用水点分布情况、用户的实际用水习惯、系统的运行管理模式、辅助能源的种类及经济承受能力等因素，针对不同的住宅类型设计不同类型、不同规模的太阳能热水系统。
太阳能热水系统优化选择
别墅类型
别墅属高档次住宅，其在建筑功能及建筑外观要求比普通住宅要高。
对生活热水的使用，存在用水量相对较大、供水舒适要求高、要求保证率较高等点。
因此，在太阳能热水系统上的选择上，推荐采用分体别墅型太阳能系统。
多层住宅（按户型平均80平方米考虑，人均日设计用水量50L）
按6层6个单元计算，每单元一梯二户，屋面面约960平方米（按平屋面考虑，若为坡屋面，南向可利用面积510平方米）。
多层住宅按6层6个单元一梯二户计算，共计72户，接每户平均3人计算，则用水量人数为216人，因此系最大设置集热面积为140平方米，集热器的布完全可满足。
多层住宅的屋面面积较为充裕，可以根据用水需求设置足够的集热器面积，因此在太阳能热水系统的选择上，建议选择集中集热—集中储热辅热太阳能热水系统；在系统的规模上，可选择独栋楼设置独立太阳能热水系统一套的方式。
小高层及高层
按根据多层住宅的计算（按户型平均80平方米）可以知集中集热—集中储热辅热太阳能热水系统最可以满足12层以内的住宅。
因此高于12层小高层及高层住宅，可以选择阳台壁挂式太阳能热水系统。
点式塔楼住宅
点式塔楼住宅由于其建筑结构的特点，存在屋面可利用机积无法满足太阳能集热器布置条件的缺点，因此太阳能集热面积无法完全满足全楼的热水供应。
点式塔楼住宅其建筑一般设计存在北向户型，因此，不具备采用阳台壁挂式的安装条件。
建议在屋面安装集热器来满足北向户型的热水供应，向阳的南向户型采用阳台壁挂；或屋面的集热器来满足高层的热水供应，在地下室采用其它能源热水系统来供应给低层。
结论
太阳能热水系统在住宅建筑上的应用类型及规模应根据实际建筑设计情况面定。
具体的应根据太阳能热水系统在建筑中的经济性能、使用功能、系统设计、建筑设计等多方面性能综合评价选择。
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