楼房户式太阳能采暖系统设计方案要点Word下载.docx

楼房户式太阳能采暖系统设计方案要点Word下载.docx

《楼房户式太阳能采暖系统设计方案要点Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《楼房户式太阳能采暖系统设计方案要点Word下载.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

（二）楼房户式太阳能采暖系统构成

1，楼房户式太阳能采暖系统构件包括，楼中住房保温维护结构，家庭用太阳能热水器，家庭用辅助供热设备，地面散热管网，热水循环设备，调控设备，配套附属设施以及组合硬件的户式采暖方式。

太阳能热水器在品质有保障的条件下，配置单台或多台组合使用，光热转换率，热效率，使用年限等均不低于其他太阳能制热设备，且价格相对低廉，配置占用的空间小，适合楼房户式采暖。

延吉市建工街延边州粮食质检站院内有一栋6层楼，其中一家在2005年安装真空管太阳能热水器采暖，至今已有九年，设备完好，正常运转，与电能互补保障了用户采暖需要（见图二）。

2，楼房户式太阳能采暖系统，分为供热系统，控制系统和保温系统等三个子系统。

采暖离不开供热，而采暖是供热与蓄热互补的效用。

太阳能制热采暖，能量有限，建筑保有一定的蓄热能力，是太阳能采暖得以实施的前提条件。

要提高太阳能保证量，实施经济采暖，靠的还是强化住房维护结构的蓄热能力。

建筑保温是提高住房蓄热能力的主要手段，因而保温成为楼房户式太阳能采暖系统不可分割的一部分。

楼房户式太阳能采暖要求建立以户为节能单位的保温体系，而现行国家《居住建筑节能设计标准》适合集中供热，以整座楼为节能单位，户间层间没有保温层。

目前可采取的一

图二，延吉市建工街延边州粮食质检站院内一家户式太阳能采暖，

12005年安装使用，至今仍在正常运行（居中楼三层左侧一家）。

种办法，是在符合保温技术规范，资金有来源的条件下，执行现行标准的同时，尽可能强化户式采暖条件下节能水平较低的楼房边缘住房外墙外窗保温，设置整楼户间层建保温层。

户式采暖，节能依赖行为控制。

为此，本文把采暖调控列为相对独立的子系统，进行了较为具体的分析和设计。

（三）太阳能与常规能源互补供热系统设计

楼房户式太阳能采暖,太阳能与常规能源互补，满足用户需要。

供热系统设计，要以采光集热为主线，结合居住建筑的楼型，楼位，户型，所处地区和采用的太阳能热水器以及辅助供热设备等具体条件进行。

1，太阳能热水器的配置

（1）太阳能热水器的选择

a,机种的选择

太阳能热水器是太阳能采暖系统构件的首选。

平板和玻璃真空管太阳能热水器均可采用。

两者各有长短。

b,集热器和建筑面积比例

考虑屋顶面积的可容性，可建阳台的外墙长度，太阳能热水器的节能性与经济性以及实践经验，可按1：

10或1：

15配置。

c,储热水箱款式

太阳能储热水箱的配置，要选择容量较少的，便于冬季提高水温；

储热水箱与集热器连体或分体，视太阳能热水器的摆放条件决定，在屋顶摆放，采用连体式，在阳台摆放，采用分体式。

d,为防止水温过热，要采取相关措施。

对策之一，要和厂家研究生产集热器遮光设备。

（2）在不同类型建筑配置太阳能热水器的几种方式

a,多层（6层）建筑配置

屋顶以平为宜。

集热器要按1：

10配置。

热水器要摆放在屋顶。

朝南建筑，在屋顶摆三排，后两排如采光不足，可适当架高。

他向建筑，则要多摆几排。

平屋顶建筑，在顶层靠楼梯间设外梯，以便通向屋顶。

如设电梯，应采用无机房方式。

朝南建筑建阁楼，要靠北侧落座，楼顶设置北平台南斜面，平台安装主楼热水器，斜面安装阁楼热水器。

集热器如按1：

15配置，本方式适用于8层多层建筑。

b,中高层建筑（13层板楼）配置

在中高层建筑，集热器可按1：

15配置，也可两者结合配置。

热水器摆放采用屋顶摆放与阳台壁挂结合方式：

低层采光不足，1~6~9层利用屋顶摆放的太阳能热水器供热，上层阳光充足，利用阳台壁挂太阳能供热；

低层采光充足，也可考虑楼房上部靠屋顶摆放，楼房下部靠阳台壁挂太阳能热水器供热的方式。

在顶层靠楼梯间要设外梯，以便通向屋顶。

屋顶要平，电梯应采用无机房方式。

本方式适用于8层多层建筑。

c,高层建筑（14层以上塔楼）配置

在高层建筑，采暖一楼两制：

顶层以下6~9层利用屋顶摆放的太阳能热水器供热，采光充足的南侧住户利用阳台摆放的太阳能热水器供热；

低层住户则采用分户式电（燃气）采暖或接入集中供热采暖。

屋顶要平。

集热器按1：

顶层靠楼梯间设外梯，便于通向屋顶。

电梯采用无机房方式。

2，辅助供热设备的配置

辅助供热采用的能源有，电能，燃气，燃油，空气能等。

（1）即热式电热水器的配置

用电作辅助能源，可选择家庭用电热锅炉或即热式电热水器。

本文采用即热式电热水器。

a,设备特点

即热式电热水器不占地，热效高，价格适中，质量好的寿命长，宜于作辅助供热设备。

b,功率

根据热负荷测算与经验，电热水器功率可按0.02~0.04kw/㎡（建筑面积）配置。

c,安装事宜

配置电热水器，要与地暖管网分水器相近。

如设在厨台下，近处要设下水道口，与厨房下水道相连，以防有水流出有排水通道。

d,供电设备增容

用电作辅助能源，供电设备要相应增容。

（2）燃气（油）炉的配置

采用燃气，燃油作辅助能源，可按通用燃气燃油采暖系统技术设计。

（3）视条件可采用空气源热泵作辅助供热设备。

，

3,地暖管网设置

（1）大体上采用通用技术

大体上可按通用地暖管网设置技术进行设计，局部要根据太阳能采暖特点进行调整。

（2）局部要调整

一是管网布置。

不以支管等长为准，要以各房间单独采暖为准，一支管只布一个房间。

通常这会产生各房间供热不均。

二是每支管设一台热水电磁阀。

靠近分水器的离每支管出水口或回水口相近的位置配置电磁阀，用于分室控制供热。

热水电磁阀设置在分水器近处，便于平时维护。

（3）分水器的设位

可在卫生间或厨台下方。

4,热水循环管的配置

（1）太阳能热水循环管的配置

a,安装事宜

太阳能储热水箱至地暖管网分水器的循环管为两支3分管，进水管接储水箱底部出水口，并与洗浴用热水设备相连；

回水管接储水箱另一侧上部回水口，并与自来水设备相连。

回水管与自来水设备连接管要设置冷水电磁阀。

b,防冻保温

储热水箱内配置一台500~1000w的电热棒，连阴时給储水箱加热保温；

循环管露天部分要配置保温材料，以防冻堵。

c,加装温控器

储水箱出水口要配置温控器，用于采暖有效热量耗尽时停止循环。

d,太阳能热水循环管连接洗浴设备。

太阳能热水管与洗浴设备衔接，并另设一支管衔接自来水与洗浴设备，用于调节洗浴水温。

（2）太阳能热水循环管通道设置

a,屋顶至室内的循环管通道

要在卫生间设置通向屋顶的管道井，为防屋顶露天部分循环管冻堵，，可考虑在屋顶设置横向保温循环管通道。

管道井设在贴近太阳能热水器摆放位置，循环管就近入室，可减少循环管露天部分，视情况室内要设置管道井至分水器的循环管管通道。

b,阳台至分水器的循环管通道

要在室内沿墙脚地面铺设循环管通道，亦可直接铺设循环管。

（3）辅助供热设备循环管的配置

a,采用两支3分管连接辅助供热设备与地暖管网分水器。

与太阳能热水循环管呈并联方式。

b,辅助供热设备衔接洗浴设备。

辅助供热设备接两个水源，自来水和太阳能储水箱存水。

后者有余热可用，可节省常规能源，如电辅采暖，设备功率小还不影响生活洗浴。

。

5,循环泵的配置

（1）太阳能热水泵

在室内分水器附近太阳能热水回水管上安装一台80w~100w的家庭用热水循环泵。

（2）辅助热源泵

在室内分水器附近辅助供热设备回水管上安装一台80w~100w的家庭用热水循环泵。

与前者呈并联方式

（五）用户按自身需要操作的控制系统设计

楼房户式太阳能采暖，设置各户独立控制系统，实施用户按自己的意愿操控。

1，用户需要的涵义

（1）以利用太阳能为主

首先利用太阳能热水采暖，不足部分利用其他能源采暖，缺多少，补多少。

（2）对室温需求各家有别

一是室温高低需求不同。

各用户受到生活需要，经济条件等因素制约，对室温高低需求有所不同。

二是室温空间分布需求不同。

用户住房一般可分为客厅，寝室，厨房等。

同一用户对不同房间的室温需求不同，有的高一些，有的低一点，有的要采暖，有的暂不采暖；

不同用户对室温分布的需求也不尽相同。

（3）对采暖的连续性和间断性的需求不同。

因各用户居家时间有别，有的不分时段连续采暖，有的因上班或外出分时采暖。

2,控制系统的功能

（1）太阳能热水器控制

指通常太阳能热水器控制仪功能，包括上水，水位，电加热，水管防冻保温等功能的手动与自动控制。

（2）供暖控制a,热源切换：

供暖先利用太阳能热水热源，不足时自动切换为其他热源。

功能运行过程：

一是，供暖仪启动--太阳能热水循环泵运转--太阳能热水进入室内地暖管网--室温达到设定值或可用太阳能热源耗尽--太阳能热水循环泵停止运转。

二是，室温未达设定值，供暖仪启动其他热源供热循环泵运转--其他热源开始供暖-室温达到设定值-其他热源供热循环泵停止运转。

B,分时供暖：

供暖仪多种功能中选项实施。

c,分室供暖：

一家有几间房，各房间可分别使用时，室温可按需要分别控制。

3,控制设备的配置：

（1）常用房间供暖主控仪配置。

a,设置控制仪

选一台具有热源切换功能的多功能室温控制仪，配置在常用房间适当的位置。

b,联接太阳能热水循环设备

温控仪要联接太阳能热水循环泵，串联太阳能储水箱出水口温控仪。

c,联接辅助供热循环设备

温控仪要联接辅助供热设备循环泵。

与前者呈并联方式。

d,常用房间热水循环管不设电磁阀。

（2）其他房间温控仪配置。

选若干台温控仪，配置在其他房间适当的位置，只连接与各房对应的热水电磁阀，控制房间室温。

（3）太阳能控制仪配置。

在卫生间或适当的位置配置太阳能控制仪。

可考虑与供暖主控仪并排配置。

（四）以户为节能单位的楼房户式保温系统设计

楼房户式太阳能采暖，户为节能单位，楼房保温要建成楼房户式保温,使楼房户单位节能达到预期指标.

1，延吉户式电暖楼保温的得与失

延吉生态家园三栋户式电采暖楼为设计集中供热节能50%多层建筑。

户式电采暖成功运行九年的情况表明，该楼按国家规范实施保温，大体上满足了户式电采暖的需要。

但由于现行国家规范适用于集中供热建筑，以整座楼为节能单位,按规范实施保温建筑改为户式电采暖，在运行中出现了两个问题：

一是楼房边缘住户室温偏低；

二是运行初期先期入住的几家能耗偏高，以至这种方式险些中途夭折。

楼房户式太阳能采暖，楼房保温应使楼中各户在各自采暖时其节能水平也能达到标准。

在没有制定楼房户式保温规范的情况下，要对现行楼房保温设计进行必要而合理的调整，最大限度提高接外面积较大的楼房边缘住户和楼中相邻住户暂不采暖而独自采暖住户的节能水平，使之与楼房户式太阳能采暖相适应。

2,楼房户式保温要点

大体上要按集中供热节能65%建筑设计规范进行设计，同时，要强化节能薄弱环节保温。

楼房户式保温以楼型不同而有所区别，本文按板式建筑和塔式建筑分别论述。

（1）板式建筑户式保温

板式建筑，亦称板楼。

多层和13层中高层建筑多为板楼。

要强化楼房边缘住户节能保温;

设置层间户间保温层。

a，强化楼房边缘保温。

在延吉,现行外墙外保温苯版（18~20kg/m3—下同）厚度为80mm，要加厚楼房两侧，达到100mm；

屋顶本版厚度为100mm,要加厚，达到200mm；

一楼地面视底面状态设苯板厚度为不低于50mm的保温层。

b，设置层间户间保温层

在延吉,各层地面要设苯板厚度不低与30mm的隔热层；

户间采用节能材料建保温层，减少户间热损。

c，楼梯间墙面设保温层

太阳能采暖，楼梯间不采暖。

楼两边住户楼梯间墙面要设置保温层，在延吉苯板厚度应达到50mm；

里层住户楼梯间墙面保温可酌情而定。

d，楼的边缘住户外窗保温要强化

在延吉，楼的边缘住户外窗为一框两玻或三玻塑钢窗，要改为一框三玻或两框四玻塑钢窗。

（3）塔式建筑户式保温

塔式建筑，亦称塔楼，14层以上高楼多为塔楼。

塔楼太阳能采暖要调整现行保温结构。

一是要强化屋面保温，保温层要加厚；

二是要设置层间户间保温层；

三是要强化北侧住户的外墙外窗保温，以使塔楼太阳能采暖户节能指数达到预期指标。

3,强化保温费用

强化楼中节能薄弱环节保温多为保温层加厚，费用不是很多。

解决的办法,一是，通过调整保温结构，在原保温费用中调剂解决；

二是，用国家资助绿色建筑补贴解决；

三是，适当提高建筑成本。

三，楼房户式太阳能（平板）采暖系统运行节能经济性选析

（一）楼房户式太阳能（平板）采暖节能经济性分析的条件

笔者在“生态家园”一文中对楼房户式太阳能采暖的节能经济性作过分析。

这是以采用玻璃真空管太阳能热水器供热为条件的。

本文要分析采用平板太阳能热水器供热的太阳能采暖节能经济性。

楼房户式太阳能采暖节能经济性指数，在建筑采暖基础结构相同的条件下，还因采暖建筑所在地，楼层高度，采用的太阳能热水器和辅助能源等项条件有别而不同。

本文选择延吉现行设计集中供热节能65%多层地暖建筑，改行楼房户式太阳能（平板）采暖，集热器与建筑面积按1：

10~15比例配置，电做楼房户式太阳能采暖辅助能源作为条件进行分析。

（二）延吉楼房户式太阳能（平板）采暖建筑节能率可达92.69~84.14%

1，并列指数与1：

10~15太阳能集热器配比相对应。

2，现行设计集中供热节能65%多层地暖建筑改行楼房户式太阳能采暖，测算耗热量为8.56w/㎡

“生态家园”一文的分析表明，在集中供热条件下可节能50%的多层建筑，把集中供热方式改为户式采暖，建筑耗热量大幅下降，从国标设计好热量21.5w/㎡，实际运行中降至10.7w/㎡。

集中供热节能65%多层建筑采暖国标设计耗热量为17.2/㎡，是50%节能建筑的80%，降幅为20%。

设计集中供热节能65%多层地暖建筑改行楼房户式太阳能采暖，按降幅测算，建筑耗热量为8.56w/㎡（参看“生态家园”一文）。

3，采暖期楼房户式太阳能（平板）采暖建筑太阳能供热量为6.66~4.44W/㎡

（1）采暖期

指延吉65%节能建筑国标设计采暖期166天。

（2）制热设备

采用进口蓝膜平板太阳能热水器，光热转换率为52.3%，热效率为80%,使用寿命25年。

（3）延吉地区采暖期水平面上太阳能辐照量：

2283.6122MJ/㎡。

计算方法：

5000MJ/㎡（吉林省全年太阳辐照量低值）÷

2200小时（延吉地区1971~2001年平均年日照时间）×

1029小时（10月底~跨年4月170天日照时间）÷

170天（求日均值）×

166天（求国标设计采暖期值）=2283.6122MJ/㎡（采暖期延吉地区水平面上太阳辐照量）。

（4）太阳能（平板）热水器有效供热量：

6.66181~4.44121W/㎡

2283.6122MJ/㎡（采暖期延吉地区水平面上太阳辐照量代集热器倾角采光表面上的太阳辐照量，后者大于前者）×

52.3%（进口蓝膜平板太阳能热水器光热转换率）×

[1-20%（管路和贮水箱热损）]÷

3.6MJ/KW（MJ→KW）×

1000W（KW→W）÷

（10~15）㎡（1㎡集热器相对应的建筑面积，求单位建筑面积W）÷

166天（求日值）÷

24小时（求单位时间供热量）=6.66181~4.44121W/㎡（国标166天采暖期单位建筑面积单位时间太阳能供热量）

4,采暖期楼房户式太阳能（平板）采暖建筑电辅供热量为1.90~4.12W/㎡

（1）电辅供暖采用即热式电热水器。

质量好的即热式电热水器，热效率在95~98%，使用寿命10~20年，可连续工作8000小时热效不降。

（2）楼房户式太阳能（平板）采暖建筑电辅供热量为1.89819~4.11819W/㎡

计算方法

8.56W/㎡（设计集中供热节能65%建筑改行楼房户式太阳能采暖耗热量）-6.66181~4.44121W/㎡（太阳能供热量）=1.89819~4.11819W/㎡（电辅供热量）

5，采暖期楼房户式太阳能（平板）采暖建筑耗煤量为2.57~5.58㎏/㎡

1.89819~4.11819W/㎡（电辅供热量）×

24小时（求-天量）×

166天（求国标设计采暖期166天量）÷

1000W（W→KW）÷

95%（热量→电量）×

80%（总电量→煤电量）×

0.404kg/KWH（煤电量→耗煤量）=2.57281~5.58179㎏/㎡（耗煤量）

6，楼房户式太阳能（平板）采暖建筑节能率为92.691~84.143%

设计集中供热节能65%建筑改行楼房户式太阳能采暖，测算节能率达到92.691~84.143%。

[35.2㎏/㎡（非节能建筑耗煤量）-2.57281~5.58179㎏/㎡（楼房户式太阳能采暖建筑耗煤量,求节约量）]÷

35.2㎏/㎡=92.691~84.143%。

（三）延吉楼房户式太阳能（平板）采暖在25年寿命期每户可节约27620.83~21030.89元；

可用14.4年~16.9年回收投入。

1，户型

每户按建筑面积100㎡，使用面积78㎡测算。

2，实施楼房户式太阳能（平板）采暖免支费用

（1）免缴集中供热费用60450元/户

31元/㎡（延吉现行集中供热收缴费用）x78㎡（使用面积）x25年（太阳能设备寿命期）=60450元

（2）免缴集中供热入网费用5000元/户

50元/㎡（入网费单价）x100㎡（建筑面积）=5000元

（3）非采暖高温多汗期少支洗浴费用4500元/户

3人（户均人口）x10次（人均月洗浴次数）x1元（每次洗浴电费）

x6个月（非采暖期）x25年（太阳能设备寿命期）=4 

500元

3，实施楼房户式太阳能（平板）采暖投入费用

（1）供热设备配置费用24000~18006元/户

[1800元/㎡（平板太阳能热水器供热设备费及安装费税费经营管理费合计折合成集热器单位面积费用）x10~6.67㎡/户（集热器面积）]+3000（电辅供热设备费用）+3000（增设管道井及通顶外梯等费用）=24000~18006元。

（2）25年太阳能（平板）设备寿命期每户电辅供热费用，11329.1703~24579.1098 

元 

/户

1.89819~4.11819W/㎡（电辅供热量）÷

95%（电热比）x24h（求一天量）x100（户建筑面积）x180天（延吉地方采暖期）÷

1000（W→KW）x25年（太阳能设备寿命期）x0.525 

（采暖电价）=11329.1703~24579.1098 

（3）维护费用2000~1334元/户

平板太阳能供热设备稳定，预计维护费用较少，按200元/㎡（集热器面积）计算，配置集热器面积为10~6.67㎡/户，共计维护费用2000~1334元/户。

（4）地暖管网配置费用

地暖管网配置费用，计入建筑土建成本。

（5）电增容费用

电辅采暖供电设备增容费用，用免缴集中供热入网费抵补。

4,楼房户式太阳能（平板）采暖25年节约费用27620.83元~21030.89元/户

[60450元（免缴集中供热费用）+4500元（非采暖期节约洗浴费用）]-24000元~18006元（供热设备配置费用）-11329.17元~24579.11元（电辅供热费用）-2000元~1334元（维护费用）=27620.83元~21030.89元

5，楼房户式太阳能（平板）采暖投入回收期为14.4年~16.9年/户

[24000~18006元/户（供热设备配置费用）+11329.1703~24579.1098 

元/户（25年太阳能设备寿命期户的电辅供热费用） 

+2000~1334元/户（平板太阳能制供热设备维护费用）]÷

{[60450元/户（免缴集中供热费用）+4500元/户（非采暖期节约洗浴费用）]÷

25年（太阳能设备寿命期）}=14.4~16.9年/户.

延吉楼房户式太阳能（平板）采暖25