HG 社区太阳能热水系统项目设计方案书.docx
《HG 社区太阳能热水系统项目设计方案书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《HG 社区太阳能热水系统项目设计方案书.docx（32页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
HG社区太阳能热水系统项目设计方案书
HG社区太阳能热水系统
项目设计方案书
北京xxx科技有限公司
地址：
北京海淀区中关村xxx
电话：
（010）xxx传真：
（010）xxx
目录
第一部分社区住宅太阳能热水系统------------------------------------2
A部分方案设计---------------------------------------------------------------2
一、社区基本情况---------------------------------------------------------2
二、住宅建筑与太阳能热水一体化设计的主要内容------------------------------2
三、住宅太阳能热水设计应考虑的主要方面-----------------------------------2
四、住宅建筑太阳能热水系统设计方案比较-----------------------------------3
五、本项目太阳能建筑一体化方案的确定-------------------------------------9
六、集热器的选择--------------------------------------------------------9
B部分工程产品介绍----------------------------------------------------------10
一、太阳能集热器---------------------------------------------------------10
二、真空管---------------------------------------------------------------11
三、贮热水箱-------------------------------------------------------------13
四、系统水泵-------------------------------------------------------------13
五、控制系统-------------------------------------------------------------14
第二部分会馆泳池太阳能加热系统-----------------------------------15
一、项目概况-------------------------------------------------------------15
二、设计主要依据---------------------------------------------------------15
三、太阳能系统深化设计----------------------------------------------------16
四、设备的选型及设计------------------------------------------------------17
五、针对关键点的深化设计说明----------------------------------------------20
六、主要设备及材料说明----------------------------------------------------22
第三部分系统综合报价-------------------------------------------------28
一、社区住宅太阳能系统报价------------------------------------------28
二、会馆泳池太阳能加热系统报价------------------------------------------28
第一部分社区住宅太阳能热水系统
A部分方案设计
一、社区基本情况
HG社区，座落于xx省xx市东昌区，占地面积约10万平米。
9栋高层（5栋26层，4栋20层，不含地下）。
项目户数暂定为2400户（暂估数值,请根据实际情况更改），含写字楼，不含临街商业。
因不确定住户及写字楼比例，本案暂全部按住户标准设计解决方案。
由于暂无项目建筑及设计图纸，我公司只能提供大体设计方案：
拟在每栋楼上安装一套独立的太阳能系统。
生活热水系统采用太阳能+电加热辅热的方式提供（可更改为燃气补助方式）。
二、住宅建筑与太阳能热水一体化设计的主要内容
太阳能热水与住宅建筑一体化，至少应该考虑以下四个方面内容：
1、外观上的一体化
实现太阳能热水系统与建筑的完美结合，应根据建筑外形的特点合理选择和摆放太阳能集热器，使太阳能集热器成为住宅建筑的一部分，实现两者在颜色、造型、质感上的协调与统一。
2、管路布局的一体化
应合理布置太阳能热水系统的循环管路以及冷热水供应管路，尽量减小热水管路的长度，在建筑设计施工时，应事先设计留出所有管路布局和通路。
3、建筑结构上的一体化
住宅建筑的结构设计与施工，应妥善解决太阳能集热器的摆放和安装问题，确保建筑物的承重、防水等功能不受影响，并充分考虑太阳能集热器承重、抗风雪冰雹等的能力。
4、太阳能系统管理的方便性
太阳能热水系统的运行和管理，应可靠、稳定、安全、易于安装、检修、维护，合理解决太阳能与辅助能源的匹配问题，实现太阳能系统的智能化全自动控制。
应方便系统的后期管理，如方便物业的计费与收费，避免物业与业主之间的矛盾等。
三、住宅太阳能热水设计应考虑的主要方面
1、从避免遮光角度考虑，太阳能集热器应放置在不易遮光的建筑部位
我国位于北半球，太阳能集热器采光面应朝南、南偏西、南偏东、正东、正西等方向放置，才能接收到太阳能。
住宅建筑上可以选择的位置包括楼顶、符合上述朝向的阳台和建筑外墙等。
对于多层住宅小区，屋顶能够摆放太阳能集热器的面积都可以满足需要，因此一般都将太阳能放置在屋顶。
近年来也有将太阳能集热器放置在住户的南阳台上，但由于阳台可以放置太阳能的面积较小，因此太阳能产热水数量不足，目前该类产品的技术尚待进一步的完善，而且多层住宅的阳台也存在遮光的问题。
综上所述，将太阳能设计在多层住宅的楼顶，则摆放面积足够，也不存在遮光问题，是比较合理的设计方案。
对于高层小高层建筑住宅小区，如果太阳能集热器放置在住户阳台或建筑外墙的位置，则存在较严重的遮光问题，太阳能集热器采光口每天接受的太阳光有限，因而不能有效发挥太阳能的作用，因此，将太阳能集热器放置在楼顶，才能从根本上解决中高层住宅群太阳能的遮光问题。
现有的太阳能集热器产品既可以放在平屋面上，也可以放在坡屋面上，还可以水平放置在楼顶的廊架上，因此可以实现太阳能集热器与建筑外观相协调。
在满足使用功能的前提下，甚至还能达到为建筑外观增色的效果。
2、从公平使用太阳能热水的角度考虑，应能让住宅内的所有住户都有权利使用上太阳能热水
国内市场上现有的家用太阳能热水器，90%以上的产品均采用不承压落水使用的方式，即太阳能热水箱与太阳能集热器（管）一起放置在楼顶，太阳能热水箱为开式不承压水箱，注水时，通过自来水压力进入楼顶太阳能水箱，经过一天的加热，水箱内的冷水变成热水，使用时，利用太阳能水箱在高处的落差落水使用热水。
对于多层住宅，上述不承压落水使用的太阳能产品，顶层住户热水落差小，存在热水水压不足的问题，在设计时应采取一定的措施。
对于高层/小高层住宅，自来水一般采用高低区分区供水，因此低区住户的自来水无法达到高层的屋顶，因此低区住户就无法安装这种太阳能热水器，应采用其它的设计方案，以满足太阳能集热器放置在住宅楼顶、并使中高层住宅的所有住户都有权利使用上太阳能热水的需求。
3、住宅的太阳能热水系统应方便物业管理，避免业主与物业管理之间由此产生纠纷
对于住宅建筑，如果采用集中太阳能热水系统，然后通过供水管路将热水输送到各个用户，则很容易解决太阳能遮光和住宅楼所有住户全部使用上太阳能热水问题。
但由于太阳能本身产生的热水量直接受天气阴晴和季节的影响，如果不配套辅助热源，则热水供应量不能保证，业主必定有意见；如果配套辅助热源，当太阳能产热水量不足时，则可以通过电/燃油/燃气等辅助热源加热热水，可确保热水供应，但供应用户的热水成本就随着辅助热源用量的变化而变化，给热水定价和收费带来麻烦，很容易使业主产生误解，从而带来纠纷。
实践证明，采用集中太阳能热水系统方案，很容易带来业主与物业管理之间的纠纷。
这也是多年来集中太阳能热水系统迟迟不能在中住宅建筑上得到推广应用的主要原因之一。
因此，住宅太阳能热水系统的设计，必须考虑如何避免业主与物业之间产生纠纷。
四、住宅建筑太阳能热水系统设计方案比较
1、住宅建筑太阳能热水系统设计方案的类型
目前，在住宅建筑上安装太阳能热水系统，大致有以下4种类型：
（1）在住宅楼楼顶给每户安装一台家用太阳能热水器：
住宅楼楼顶安装家用太阳能热水器工程实例
家用太阳能热水系统投资小，安装简单，每户容水量在100-300L，每台太阳能系统的投资在2400-5400元之间。
在多层住宅建筑上使用最多，国内使用的90%的太阳能热水器均为该种产品。
主要问题在于每台太阳能热水器都必须有一个100-300L的保温水箱，不易实现太阳能与建筑的一体化，另外产品档次低，使用不方便，维修频繁也是一个现实问题。
（2）在住宅楼每户的阳台上给每户安装一套阳台式太阳能热水器（系统）：
阳台式太阳能热水系统原理图
阳台式太阳能热水系统在一些项目上得到了应用，每户容水量在80-100L，每台太阳能系统的投资在2800-5400元之间。
从实际使用情况看，“中看不中用”的现象不在少数。
产热水量少不能满足用户使用要求，某类产品使用一段时间后不产热水等问题不少。
由于受到采光限制，该类产品不可能成为主流产品。
（3）在住宅楼楼顶安装一套集中储水的太阳能热水系统，通过热水管道供热水至每家每户：
集中储水的太阳能热水系统
集中集热-集中储水-分户使用的太阳能热水系统，，技术成熟，投资中等，平均每户配备热水量在100-300L，每户籍太阳能系统的投资在3500-5400元之间。
本系统的主要问题在于后期收费管理问题。
我们认为：
收费管理问题从技术层面很容易解决，但从收费管理层面则很容易带来业主与物业管理之间的纠纷与矛盾。
从目前全国各地的情况看，这种设计方案在后期的管理中，多因收费矛盾而陷入困境，后期管理成功的项目较少。
（4）采用“集中集热—分户贮水—分户使用”的太阳能热水系统：
即在楼顶安装一套太阳能集热器阵列，在每户的家里安装一个具有换热功能和辅助加热功能的贮热水箱，太阳能集热器阵列与贮热水箱内的换热器，通过管路连通，形成一个循环回路，通过换热方式，将每户贮热水箱内的水加热。
用户直接使用自家的水和电，不需要物业另行收取太阳能水费和电费等。
“集中集热—分户贮水—分户使用”的太阳能热水系统
集中集热—分户贮水—分户使用”的太阳能热水系统，对于住宅建筑，从技术上角度最为完美，但太阳能系统的成本较高。
每户配备热水量按120L，每户太阳能系统的投资在4950-5800元之间。
上述四种太阳能运行方式的优缺点比较见表1：
住宅建筑不同太阳能系统特点比较
太阳能系统类型
优点
缺点
结论
方案一
在住宅楼楼顶给每户安装一台家用太阳能热水器
1、各住户的太阳能相互独立，互不影响；
2、不存在收费管理问题；
3、太阳能造价最低。
1、对于多层住宅，顶层住户热水压力小，应采取技术措施解决。
2、对于高层/小高层住宅，受供水压力以及安装管线过长的限制，低层住户无法安装。
3、因每户一个独立的太阳能系统，因此上楼维修的频率最高；
4、太阳能热水系统不易与建筑相协调；
5、各户的太阳能热水不能实现热水资源共享。
1、因低层用户不能安装，因此这种方式不适合高层/小高层住宅。
2、在多层住宅上安装最为普遍，应解决好顶层住户热水压力小的问题。
对于建设部示范项目，应解决好太阳能与住宅建筑的一体化问题。
方案二
给每户安装一套阳台式太阳能热水器
1、各住户的太阳能相互独立，互不影响；
2、不存在收费管理问题；
3、易于与建筑结合
1、存在遮光问题；
2、太阳能采光面积小，产热水量不足。
3、阳台式太阳能热水器产品本身尚需需要改进和完善。
1、因存在遮光问题，因此这种方式不适合高层住宅。
2、多层住宅选用时，应考虑产热水量、产品质量的稳定性以及遮光等问题。
方案三
安装一套集中储水的太阳能热水系统，通过热水管道供热水至每家每户
1、可以实现热水资源共享，不受楼层高低限制；
2、可根据建筑结构灵活布局，可以实现与建筑相协调；
3、只有一个系统，运行可靠，上楼维修率低；
4、楼面太阳可由物业负责维护管理；
5、造价较低。
1、太阳能热水的成本随天气阴晴和季节不同而变化，热水成本变化较大，运行过程中，需要定期收取热水费用，易造成物业和住户的矛盾。
2、需要在楼顶放置一个大储热水箱，建筑设计需考虑楼顶承重问题。
如能很好解决热水收费问题，这种方式可用。
方案四
采用集中集热—分户贮水—分户使用系统的太阳能热水系统
1、各住户使用自家水箱里的热水和辅助能源，不存在收费问题；
2、不受楼层高低限制，并可以实现太阳能热能资源共享；
3、可根据建筑结构灵活布局，可以实现与建筑相协调；
4、只有一个系统，运行可靠；
5、楼面太阳能可由物业负责维护管理；
1、水箱成本高，从而造成系统成本较高。
如能够承受较高的成本，这种方式可用。
通过表1的比较分析后可以看出：
多层住宅太阳能热水系统应选择方案一、方案二、方案三、方案四均可，但在选择时应根据楼盘项目的具体情况，权衡考虑各种方案的利弊后选择。
高层/小高层住宅太阳能热水系统应选择方案三和方案四两种设计方案。
五、本项目太阳能建筑一体化方案的确定
根据项目建筑形式及后期管理方面考虑，本方案暂拟对该项目集中集热-集中储水-分户使用太阳能系统进行设计，
集中集热—集中储水—分户使用原理：
每栋楼安装一套集中采热、集中储水系统，通过管路向用户分别供水。
该系统太阳能循环采用定温放水+温差循环的方式，可实现定时供水和24小时供水。
系统供热水采用单元供水方式，即每单元设计一套独立的供水系统。
六、集热器的选择
目前国内使用的太阳集热器类型主要有平板型太阳集热器、真空管太阳集热器、热管真空管太阳集热器、U形管真空管太阳集热器。
平板型太阳集热器在春、夏、秋三季使用时效率高，且可以承压运行，但保温性能不如真空管太阳集热器，适合在春、夏、秋三季使用；冬季使用时，需作特殊设计。
真空管集热器在-25℃的低温条件下，仍可产生热水，可一年四季使用，冬季利用太阳能的效率最高，但本身不能承压，存在炸管泄漏问题；热管集热器可在零下50℃条件下使用，能够承压运行，但热管冷凝端（加热端）表面积仅是真空管的百分之一，易结水垢，换热效果不如真空管，且使用效果直接受到热管本身质量和寿命的影响，部分热管出现质量下降和衰减问题，不容易被发现，且成本高；U形管真空管太阳集热器是在真空管的内壁插入了一根U形的铜管，利用传热介质在U形铜管内流动将真空管吸收太阳热能带走，因而可封闭带压循环，不存在炸管泄漏问题，但由于U形管怕冻，因此必须采用防冻液介质循环，成本相对也高。
根据xx地区的气候条件和各种集热器的特点进行选择，选型原则：
安全性、系统经济性综合考虑。
我们认为：
本项目应选择全玻璃真空管太阳集热器比较合适，热效率高，经济实用，是目前国内市场普遍使用的产品。
B部分工程产品介绍
一、太阳能集热器
1、全玻璃真空管集热器介绍
根据xx地区气候条件及现场摆放集热器位置，确定选用北方赛尔生产的NSQB47*1500*60S真空管集热器。
该款集热器具有以下特点：
Ø真空管密集式排列，单位长度集热管数量多，吸热快、效率高；
Ø环保型无氟聚氨酯发泡保温，保温性好，绿色环保；
Ø可拆卸式标准模块，运输方便，组装快捷；
Ø镀铝锌防腐外框,无光污染,外形美观；
Ø304/2B食品级不锈钢内胆，卫生洁净。
NSQB47*1500*60S集热器性能参数
真空管型号
真空管数量
保温材料
流体容量
承受压力
标称面积
接口
外形尺寸
Ф47*1500
60支
聚氨酯
60L
0．5kg/cm2
6.2m2
DN32*50
2100*3100
集热器保温部分：
本产品引进具有先进技术的高压发泡设备，采用恒温、恒压、定量全自动发泡，并经过高温熟化，具有发泡细密、均匀、闭孔率高、保温性能好等特点，能有效减少散热，降温慢，从而极大方便了热水的使用，节省了能源。
特点：
Ø闭孔率高，热量不易穿透；
Ø发泡均匀，保温性好；
Ø经过高温熟化处理，更稳定，不老化；
Ø工艺复杂：
微电脑全自动恒温高压聚氨酯发泡。
聚胺脂发泡材料参数
参数
详细指标
密度（kg/m3）
35.82
压缩强度（kpa）
172.50
导热系数（w/mk）
0.0193
闭孔率（％）
95.10
尺寸稳定性
方向
条件
长度
宽度
厚度
平均值
-20℃，24h
0.23
0.18
0.46
0.30
100℃，24h
0.63
0.46
0.69
0.60
集热器外形尺寸图：
二、真空管
采用北方赛尔全玻璃真空管，
1、质量优势
引进世界先进的技术，采用准确的在线检测设备和方法，执行严格的选材体系，全面贯彻ISO9000质量保证体系标准，造就北方赛尔真空管优异品质，确立了北方赛尔集热管的领先地位。
北方赛尔集热管具有以下质量优势：
（1）公司采用运用国外先进的熔化技术生产的优质高硼硅玻璃管，保证了集热管管材各项技术性能达标。
（2）玻璃管清洗使用去离子水清洗，去离子水的纯水电阻率达到10MΩ以上，采用自动清洗机彻底清洗玻璃管的表面，保证内管与吸收涂层结合牢固。
（3）引进国外先进镀膜技术，生产“蓝色”集热管，太阳选择性吸收涂层的颜色为地中海蓝色，能适应在高温400℃的条件下工作。
镀膜管吸收率≥0.925，发射率≤0.065，大大提高了集热管的吸收性能。
（4）引进世界先进的Optosol-Alpameter检测仪，测量吸收涂层的吸收率和发射率。
测量程序根据测量结果通过计算机软件进行处理数据，模拟调试工艺，使太阳吸收涂层的品质得到不断的优化和提高。
（5）镀膜机采用先进的触摸式无开关自动镀膜技术，有效控制设备操作，提高生产效率。
自动控制运行镀膜工艺，有效地控制工艺参数，保证镀膜真空度，提高膜层质量。
（6）采用先进的环封技术和退火系统，内外管封接牢固，内应力消除干净，彻底解决了环封口部位易破碎、炸裂的难题，使集热管在运输、安装和使用过程中的破碎率降至最低。
（7）公司建成了国内首套排气台计算机远程自动监控系统，真正实现了产品质量计算机自动控制，该系统可以在线监测每支集热管的真空度，保证排气台上的每支集热管的真空度≤3×10-3Pa。
（8）公司引进世界先进的集热管真空测量设备，模拟太阳光做集热管抗老化性试验，总结出一套先进的集热管真空排气技术，提高了集热管的保温效果和使用寿命。
（9）公司通过ISO9000：
2000国际质量体系认证。
建立了完整的质量保证体系，加强对原材料、半成品和成品的过程检验工作，对关键工序的操作实行“工号”对应管理，保证产品质量的可追溯性。
并参照集热管的国家标准，制定了高于国家标准的企业标准，严把出厂检验关，保证用户使用的每支集热管都是优质产品。
全玻璃真空太阳集热管规格与参数
型号
Φ47x1500
QB-AI-N/AI-37/
47-1500
真空管长度（mm）
1500
罩玻璃管直径（mm）
47
内玻璃管直径（mm）
37
真空管厚度（mm）
1.6
热损系数
≤0.90W（m2℃）
空晒温度
≥200℃
玻璃热膨胀系数（/℃）
3.3X10-6
罩玻璃管的透射比
0.91
太阳选择性吸收涂层
溅射渐变铝－氮/铝
太阳吸收比（AM1.5）
0.93
发射比（80℃）
0.06
真空度
压强≤3x10-3
抗冰雹能力
Φ25mm冰雹冲击不破损
三、贮热水箱
1、不锈钢水箱
Ø水箱内胆材质为SUS304不锈钢，外胆为430不锈钢，外胆端盖为201不锈钢板；
Ø主要保温材料为聚氨酯；
Ø水箱上部留有人孔和人孔盖。
人孔直径为Φ620mm；
Ø水箱接头为快速接头，用户可在DN25/40/50三种接头中选择。
卫生——内胆采用食品级SUS304不锈钢板材，清洁卫生
Ø经济——薄板滚筋工艺，经济实用
Ø优质——专用进口设备制作，可靠耐用
Ø专业——多年水箱生产实践，经验丰富
2、双层圆柱形不锈钢保温水箱
四、系统水泵
系统所采用的水泵均采用威乐牌水泵。
Ø先进的结构设计，效率高；
Ø采用高效叶轮，噪音更小；
Ø采用高级的密封件，不漏水，寿命长。
五、控制系统
1、控制系统的特点
控制系统为太阳能系统的大脑，控制系统的优劣决定着整个系统的先进与落后，我公司的控制系统具有如下特点：
（1）采用工业级可编程控制器，控制程序由我公司根据多年安装经验开发，实现系统全自动控制，无需专人管理，保证控制系统稳定、可靠、控制灵敏、抗干扰能力强；
（2）控制程序将温度、水位、时间、流量等参数巧妙融合，实现充分、优先利用太阳能，将太阳能与辅助加热完美结合，最大限度的减少辅助加热燃料的消耗；
（3）控制程序可任意更改升级，当用户用水条件发生变化时，只需更改控制程序即可，简单方便，使系统始终贴切用户需求；
（4）设有应急手动措施，保证系统在应急状态下能正常运行。
2、系统控制拟实现功能
Ø太阳能温差循环功能
Ø自动补水功能
Ø温控自动防冻功能
Ø辅助加热按需自动启闭功能
Ø故障自检功能
Ø安全运行自护功能，水泵缺水运行/高温/等自动保护
Ø参数设定功能
Ø应急手动功能
Ø运行模拟显示功能
Ø运行信息提示功能
第二部分社区泳池太阳能加热系统
一、项目概况
项目名称：
xxHG会馆
1、用户要求
（1）要求设计一套太阳能集中集热系统为该项目室内游泳池提供加热热源来代替锅炉加热以达到节能的目的。
（2）要求该太阳能集热系统在加热泳池的同时，又能满足本馆每日的洗浴用水。
2、设计参数
（1）游泳池面积A=488㎡，容积V=891m3，循环周期T=6/h，循环流量Q=148.5m3/h，设计池水温度29℃，初次加热时间24h。
（2）游泳馆室内环境温度按25-27℃。
（3）最高生活用水量15m3/h。
二、设计主要依据
（1）GB/T18713-2002《太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范》
（2）ISO/TR12596：
1995《太阳能游泳池加热设计和安装指南》
（3）CECS14:
2002《游泳池和水上游乐池给水排水设计规程》
（4）GB50015-2003《建筑给水排水设计规范》
（5）GB/T17581-1998《真空管太阳集热器》
（6）CJJ122-2008《游泳池给排水设计技术规程》
（7）GB50364-2005《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》
（8）GB/T20095-2006《太阳热水系统性能评定规范》
（9）GB/4
升级会员 