%ad水集热系统关键设计参数分析与取值.pdf

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1、万方数据·建筑给排水·广州亚运城太B日能热水集热系统关键设计参数分析与取值王耀堂1罗慧英2刘振印1(1中国建筑设计研究院，北京100044；2广州市重点公共建设项目管理办公室，广州510405)摘要新的国家标准《太阳能资源等级一一总辐射》(征求意见稿)对太阳能资源等级从量、质两个方面，包括总量等级、稳定性等级、辐射形式等级三个指标，进行分级评定。太阳能热水集热系统关键设计参数包括：太阳日照时间、用水量定额、热水温度、冷水温度、环境温度、入住率、热水负荷、太阳能保证率、集热器平均热效率、系统效率等，根据亚运城太阳能资源和工程

2、实际特点，详细分析了各关键设计参数的影响因素，合理取值，实现太阳能集热系统的精细设计。关键词太阳能资源等级集热器面积集热器平均热效率系统效率热水用水比例数精细设计1目前国内太阳能热水系统使用情况简述目前太阳能热水系统95％为家用太阳能热水器，设备、系统简单，安装方便，造价适中，具有一定的技术成熟性，适宜村镇或城市3层以下低层住宅安装使用。随着国家、地方相关节能政策的颁布实施，城市居住类建筑强制要求安装太阳能热水系统，城市居住类建筑特点是楼层高、容积率大、人员集中，采用集中太阳能热水系统成为必然选择。集中太阳能热水系统不同于

3、家用太阳能热水器，多组集热器组成大面积集热系统时存在复杂的技术问题，太阳能集中热水系统需要解决集热器承压、过热、防冻，系统配水及阻力平衡等问题，系统运行方式及热效率问题，解决这些问题需要建设、设计、安装、生产企业、运行管理等单位多方通力合作。受篇幅限制，本文仅针对亚运城集中太阳能热水集热系统相关设计参数展开论述。2工程概况亚运城用地位于广州新城的东北部，结合亚运城的使用功能，分为运动员村、媒体村、技术官员村、后勤服务区、体育馆区及亚运公园六大部分。规划总用地面积约2．74km2，规划净用地面积约198．6万m2。亚运城赛时

4、总建设量：计入容积率的建筑面积约104万m2，总建筑面积约140万m2(含地下室和架空层面积)。赛后总建筑面积约300万m2，规划总人口约5．6万人。亚运村作为广州新城建72给水排水v乱36N仉420lO设的启动区，定位为配套完善的中高档居住社区及区域服务中心，20lO年作为第16届亚运会亚运村使用，会后部分改造为亚残村供第1届亚残会使用。太阳能和水源热泵利用工程作为亚运城重大技术专项进行单独设计、施工和运行管理，集中供应亚运城生活热水和部分单体建筑空调冷源。本项目采用平板型集热器，总面积约4850m2，集中设在媒体中心屋

5、面；金属一玻璃真空管集热器，总面积约6200m2，分散设置在各住宅屋面。辅助热源采用水源热泵，共设3个一级能源站。3亚运城太阳能资源分析亚运城位于广州番禺区，按文献[1]，太阳能资源属资源一般区。本项目在设计前后均有不同阶层的人士提出类似疑问：广州太阳能资源一般，为什么要建设太阳能热水工程?笔者认为评价太阳能资源的好坏不应仅限于一个指标，广州日温差变化小、纬度较低，太阳直射较多，有利于太阳能光热利用。经广泛求证，新的国家标准《太阳能资源等级——总辐射》(征求意见稿)[2]对此作出详细规定，太阳能资源等级从量、质两个方面，选

6、择总量等级、稳定性等级、辐射形式等级三个指标，进行分级评定。按照新的国家标准，广州太阳能资源较好，适宜设置太阳能热水系统。3．1广州太阳能总量等级按新的同家标准，太阳能总量等级分类见表1。万方数据表1太阳能总量等级名称符号分级阈值／kW·h／(m2·a)极丰富AR，≥l750很丰富B1400≤R。

7、，广州水平面年总辐射量4211Ⅶ／(m2·a)，即1170kW·h／(m2·a)，属C等级，为

8、太阳能总量丰富地区。3．2广州太阳能稳定性等级一年中各月总辐射量(月平均日曝辐量)的最小值与最大值的比值可表征总辐射年变化的稳定度，在实际大气中其数值在(o，1)区间变化，越接近1越稳定。采用稳定度作为分级指标，将太阳能资源分为四个等级，见表2。表2太阳能稳定性等级名称符号分级阈值稳定AR。≥O．45较稳定BO．38≤R。

9、此，广州太阳能稳定性等级为A级(稳定)。3．3广州太阳能辐射形式等级太阳能由散射、辐射两种形式组成，不同气候类型地区，直接辐射和散射辐射占总辐射的比例有明显差异，直射比可用来表征这一差异。采用直射比作为衡量指标，将全国太阳能资源分为四个等级，见表3。襄3太阳能辐射形式等级名称符号分级阈值直接辐射主导AR