太阳能热水系统设计实例

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1、8.9太阳能热水系统设计实例8.9.1设计施工说明一、设计依据（1）《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003（2）《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》（3）《太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范》GB/T18713-2002二、设计参数1、气象参数年太阳辐照量：水平面4657.516MJ/m2，30°倾角表面4913.953MJ/m2年平均日辐射量：12.736MJ/m2，31.4°倾角表面13.447MJ/m2年平均每日的日照小时数：5.5h；年平均温度：15.7℃2、热水设计参数日最高用水定额100L/(人·d)日平均用

2、水定额60L/(人·d)设计热水温度：60℃设计冷水温度：17℃3、常规能源费用电价：0.61元/kW·h（2009年价格）天然气价格：2.5元/m3（2009年价格）4、太阳能集热器性能参数集热器类型：真空管集热器集热器规格：1.81m2三、工程概况（1）建筑说明本工程位于上海某住宅小区，上海的地理位置为：北纬31°10’，东经121°26；该’建筑为两层别墅，正南朝向，为坡面屋顶，建筑面积：250m2，一层有一个卫生间一个厨房，二层有两个卫生间，热水用水点共有8个。（2）生活热水供应设计太阳热水系统为局部（独立）间接供水系统，24小时全

3、日供应热水，设置单水箱既作为贮热水箱又作为供水箱；太阳能集热器通过预埋件以嵌入式安装在坡屋面上；水箱等放置在底层车库内，辅助热源为电加热器。8.9.2热水系统负荷计算1、用水人数该别墅用水人数为5人计。2、系统日耗热量、热水量计算（1）系统设计日用热水量式中qrd—设计日热水量，L/d；qr—热水用水定额，L/(b·d)；m—用水计算单位人数，人数。则（2）系统平均日用热水量式中QW—平均日用热水量L/d；qar—日平均用水定额，L/(人·d)；m—用水计算单位人数，5人；取m=5人；qar=60L/(b·d)；则QW=300L/d（3）设

4、计小时耗热量计算、设计小时热水量计算设计小时耗热量：式中Qh—设计小时热耗量，W；m—用水计算单位人数，5人；qr—热水用水定额，100L/(人·d)；c—水的比热容，c=4187J/(㎏·ºC)；ρ—热水密度，㎏/L；tr—热水温度；tL—冷水温度；Kh—小时变化系数，通过表查取别墅的小时变化系数为4.21。则Qh=4386.42W（4）热水供水管的设计秒流量q（L/s）计算住宅建筑生活热水供应给水主干管管道的设计秒流量，应按下列步聚和方法计算。①计算出最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率：式中U。—热水供应管道的最大

5、用水时卫生器具给水当量平均出流概率%；qr—最高日用水定额，L/(b·d)；m—用水计算单位人数，人数；Kh—小时变化系数；Ng—每户设置的卫生器具给水当量数；带混合水嘴的浴盆2个，带混合阀的淋浴器1个，带混合水嘴的洗涤盆1个，带混合水嘴的洗脸盆3个；总干管Ng（1.2×2+0.75×1+0.75×1+0.75×3=6.15）T—用水时数，24h；0.2—单个卫生器具给水当量的额定流量，L/S。则U。=1.98%②计算管段上的卫生器具给水当量同时出流概率：式中U—计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率，%；ac——对应于不同U。的系数，查G

6、B50015—2003《筑给水排水设计规范》附表C为0.01082；Ng—计算管段的卫生器具给水当量总数6.15；则U=41.30%③计算管段的设计秒流量：式中qg—计算管段的设计秒流量，L/s；U—计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率，%；Ng—计算管段的卫生器具给水当量总数；则qg=0.51L/s8.9.3太阳能集热系统设计一、太阳集热器的定位所计的别墅正南，太阳能集热器与建筑同方位，朝向正南，与坡屋面同倾角，30º。二、确定太阳集热器面积根据我国现行标准，太阳能集热系统的热性能指标以贮热水箱容积600L为界限，贮热水箱容积大于等于6

7、00L的太阳能集热系统的集热器热性能指标以瞬时热效率ηa表示；贮热水箱容积小于600L的太阳能集热系统称为家用太阳能热水系统，其集热器的热性能指标以系统的全天集热量QS表示。该系统为水箱小于600L的系统，选择直接热水系统。系统集热器面积计算：a.太阳能保证率f的确定上海属太阳能资源一般区，系统全年运行，取太阳能保证率f=45%。b.确定管路及贮热水箱热损失率ηL有系统保温的热水管路和贮热水箱等部件都在室内，环境温度较高，ηL取值为0.06。c.被检测太阳能集热单元的得热量（贮热水箱容积为161.25，按每平方米集热器面积配比75L水箱容积

8、）太阳集热系统的全天得热量公式：公式为式中QS——太阳集热系统得热量，MJ；H—集热器采光面积的日太阳辐照量，MJ/m2；tad—日平均环境或周围空气的温度，ºC；tL—水的初始