住宅小区太阳能热水工程设计方案Word文档下载推荐.docx

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空气能热水器

空气能热水器是较先进的热水器，工作原理与空调正好相反：

通过压缩机系统运转工作,吸收空气中热量制造热水。

燃气热水器

燃气热水器原理是利用燃料燃烧释放出的热量来燃烧水的一种设备。

一、按使用燃气的种类分为：

人工煤气热水器、天然气热水器、液化石油气热水器。

二、燃气热水器按给排气方式分为直排式、烟道式JSD、强排式JSQ、平衡式JSG、户外式JSW四个阶段。

三、按安装位置分为户内式（浴室内，浴室外）与户外式

四、燃气热水器按出水温度可分为普通型和恒温性。

太阳能热水器：

主要有集热器、储热水箱、辅助热源、循环管道、自动控制五部分组成。

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。

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。

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。

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，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，辅助加热器一般采用电加热，分户设置于户内水箱中；

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。

某住宅小区太阳能热水工程方案设计

某住宅工程总建筑面积为571449.99m2包括29幢民用住宅楼，均为居住用6层新建建筑。

要求采用建筑一体化太阳能热水供应系统共计为988户提供生活热水。

项目主要采用集中集热、分户储热式太阳能中央热水系统。

太阳热水系统采用电加热系统作为辅助能源，通过采用太阳能热水系统，可以大大降低常规能源使用量。

太阳能集热器采用真空管式集热器，使用寿命长达30年，后期运行维护方便。

1方案论述

本示范项目住宅小区太阳能热水系统采用集中集热-分户储热-电加热辅助能源的系统。

该形式将集热器集中布置在屋顶,在屋面设置水箱间,并且在每家每户安装一台热、电两用太阳能水箱（水箱大小50—100L）。

太阳能集热器采集到的热量集中储存于屋顶设备间内的水箱中,并通过管网均匀输送到每家每户,不仅保证用户用热量均衡稳定,而且解决了物业收热水费用难的问题。

本示范项目住宅设计建设要求达到65%的节能设计标准根据项目特有的全高层建筑、立面及屋顶形式,选用了集中集热分户换热储热太阳能系统。

该建筑类型为多层住宅,有屋面均采用平屋面形式，每户一台换热式双能源水箱,每户使用自己的自来水和电辅助加热。

天气好日照足,太阳能集中系统提供热源,日照不足时,用户自己启动电辅助加热。

2.系统设计计算 

1水量的确定：

示范项目户型基本情况

户型

户型面积

分布情况

A

90.30m2

13#，16#，17#，19#，25#，28#，30#，38#，39#，41#

B

99.81m2

10#，11#，22#，26#，35#

C

107.99m2

8#，9#，14#，15#，31#，32#

D

124.18m2

20#，27#，28#，33#，36#，37#

太阳能热水示范项目共包括29栋楼，A、B、C、D四种户型，均为6层居民楼。

户型、楼号分布、户型面积见表8。

依据《建筑给水排水设计规范》（GB50015—2003），对于有集中热水供应和沐浴设备的住宅，热水温度按60℃计时，每人每日日用水定额为40-60L，按每户3人计算，日均用热水量60L/（人·

天），共计988户。

根据下式计算热水量

式中：

QW——日平均用热水量，（L）；

m——用水计算单位数（人数）；

qr——热水用水定额，

根据上述公式可以计算出每栋楼的日均用热水量。

29栋楼共需要热水量为177.84吨，热水系统设计成直流式定温放水温差强制循环热水系统。

⑵系统使用要求：

用水方式：

24小时供应热水。

辅助能源：

采用电加热做为辅助加热能源

⑶系统集热面积的确定

直接系统集热器采光面积

集热器采光面积可根据用户的每日用水量和用水温度确定,按下式估算:

Ac—直接系统集热器采光面积，㎡；

Qw—户日均用水量，180㎏；

Cw—水的定压比热容，4.18kJ/（㎏·

℃）；

tend—储水箱内水的终止温度，60℃（按最高用水设计）；

ti—水的初始温度，15℃（按春秋基础水温设计）；

Jt—当地春分或秋分所在集热器受热面上月均日辐照量，17730Kj/㎡；

ƒ—太阳能保证率，无量纲；

0.60

根据系统使用期内的太阳辐照、系统经济性及用户要求等因素综合考虑后确定；

ηcd—集热器全日集热效率，无量纲；

0.40

根据经济值取0.40~0.55。

ηL—管路及储水箱热损失率，无量纲；

0.20

根据经济值取0.2~0.25。

将对应的相关数据代人到以上公式AC=3.58㎡

即每户所需安装集热面积为3.58㎡

住宅小区太阳能热水示范项目共计988户，建筑面积102056.88平方米，每天需要热水177840吨，共需集热器面积3537.04平方米，对比楼顶面积可以看出，每个屋顶面积均大于集热器所需面积，因此，每栋楼均可以满足太阳能热水系统的使用要求。

系统工作原理及运行方式

㈠.工作原理：

本系统采用定温进水、温差循环的运行方式，晴好天气充分利用太阳能，阴雨天气或光照不足时，使用辅助加热。

㈡.运行方式

1.定温进水：

当集热器温度达到设定温度值45℃时，上水电磁阀自动开启，将集热器中的热水顶进储热水箱，集热器温度低于设定温度时，电磁阀自动关闭，停止上水。

系统吸收太阳热量储存于集热器内的水中，使温度继续升高，然后再开启，再关闭。

通过这样一个不断重复的过程，把太阳的能量转化为热能，直到把储热水箱的水加满。

2.温差循环：

储水箱水满后，只要有阳光辐射，集热器的水温必然继续升高，当集热器的水温高于水箱底部温度8℃时，循环泵启动，系统开始循环，水箱继续增温，直到两个水箱的水温接近时，循环泵停止工作。

这样即可保证太阳能得到最充分的利用。

3.辅助加热：

⑴.自动监测水温：

阴雨天气或光照不足水箱水温低于设定值

45℃时，控制系统自动打开辅助热源，水温达到设定温度时，辅助热源自动关闭。

⑵.自动监测水位：

当洗浴人数较多，用水量过大，水箱水位降到20%时，进水电磁阀自动打开，向水箱注入自来水水，同时启动辅助热源，温度升到设定温度时自动关闭，从而保证及时供应热水。

系统原理图如下：

三大热水器优缺点比较：

随着人们环保意识的不断加强，越来越多的消费者倾向于选择太阳能热水器，但很多人对使用这种产品又不是很了解。

在这里，我们将太阳能热水器、电热水器和燃气热水器的性能作一个粗略的比较。

一、热水产量方面

燃气热水器有5升、7升、8升等不同的型号，是指在1分钟内将水温升高25℃时所产的热水量，如果自来水的温度为25℃，则每分钟可产50℃的热水5升、7升或8升。

电热水器的标注则是30升、60升、90升等等，这是指电热水器的容水量，相当于我们在电炉子上加一个水壶，这个水壶的盛水量是30升、60升、90升。

拿一个8升的燃气热水器与一个40升的电热水器相比较，8升的燃气热水器可连续不断地产生每分钟8升的热水，而电热水器需要间隔半小时加热一罐水。

如果这一罐水用完，还要等半小时左右。

太阳能热水器按照年平均气温15.7℃、年日照时数2014小时、太阳总辐射总量年均为111.59千卡／平方米计算，如果集热面积为2平方米，年吸收太阳辐射能量为9.37×

106千焦，按把水温升高35℃计算（基础水温10℃），全年可提供生活用热水（45℃）53.5吨，每人每次洗澡用热水约需50公斤，则全年可洗1070人次，平均每天可洗2.93人次。

二、加热速度方面

目前生产的燃气热水器大多为快速热水器，不论什么时候，只要想用热水，打开燃气阀和水龙头，热水就会流出来。

而电热水器需要预先通电半小时左右，才能开始使用。

太阳能热水器在天气晴朗的时候使用更好，最理想的楼层在六至八层。

三、温度稳定性方面

燃气热水器由于是快速加热，并有调整温度装置，只要在使用开始时调到人体感觉舒适的温度，而后就会一直保持在这一温度恒定地供应热水。

电热水器在使用时需要另外接一根冷水管兑入冷水，当罐内水不断流出，冷水不断加入时，水温就会逐渐下降，直到全部是冷水。

所以在使用时，需要不停地去调整冷热水的比例。

太阳能热水器使用起来暂时还不大方便，要上水，且不能保证时时有热水。

三、功率方面

燃气热水器的功率要比电热水器大很多，拿一个8升的燃气热水器和40升的电热水器相比较，8升燃气热水器的功率相当于16-17千瓦，而40升的电热水器一般为3千瓦，这也是为什么燃气热水器可连续供应热水的缘故。

那么，电热水器是否也可做成16千瓦的呢？

这是不可能的，因为家用电表、电线都无法承受。

四、价格方面

8升的燃气热水器价格一般在800元以上，再加上安装费，大约在1000元以上，有的甚至接近2000元。

电热水器现在都在500元以上，加上安装费用，一般不到1000元。

太阳能热水器的价格都在3000元以上。

使用费用方面，目前天然气每立方米为1.7元，每度电为0.44元，而太阳能热水器仅耗水费。

五、安全性方面

燃气热水器的优点是加热快、出水量大、温度稳定、结水垢少、占地小、不受水量控制。

缺点是使用时要排出大量的废气，废气中除了二氧化碳以外，还有一氧化碳，如果使用时关闭门窗，通风不良，一氧化碳会增加，严重时会发生中毒事故，但如果能正确地了解这一点，使用时注意，也是很安全的。

电热水器的优点是能适应任何天气变化，普通家庭可直接安装使用，长时间通电可以大流量供热水；

使用时不产生废气，所以从这一点上讲是既安全又卫生。

缺点是体积大、占用室内空间大、易结水垢、对电能浪费大。

太阳能热水器的优点是安全、节能、环保、经济，尤其是带辅助电加热功能的太阳能热水器，它以太阳能为主、电能为辅的能源利用方式，可全年全天候使用。

缺点是安装复杂，安装不当会影响住房的外观、质量及城市的市容市貌；

因要安装在室外，维护较麻烦。