太阳能热水系统工程设计

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1、新能源科学与工程专业课程设计说明书设计题目：大理大学学生宿舍楼太阳能热水系统工程设计学生：学号：指导教师：完成日期：2015年10月12日～10月23日河北工程大学城市建设学院2015年10月目录设计任务书1第一章绪论3第二章太阳能热水系统基本设计参数的确定52.1用水额度的确定52.2进水温度的确定5第三章耗热量与热水量计算73.1耗热量与热水量计算73.2设计小时耗热量、热水量计算8第四章集热器总采光面积确定94.1集热器全日集热效率η的确定94.2太阳能保证率的的确定114.3直接式太阳能热水系统的集热器总采光面积11第五章集热器的定

2、位125.1集热器安装方位角和倾角125.2集热器的布置间距125.3集热器的连接13第六章贮热水箱与辅助热源的设计14第七章太阳能热水系统的设计计算177.1太阳能热水供应系统的设计计算17第八章太阳能热水系统的管材、附件以及主要附属设备188.1热水系统的管材208.2热水系统的主要附件208.3热水系统的主要设备22第九章太阳能热水系统的自动化控制24第十章经济分析25参考文献262设计任务书一、设计题目大理大学学生宿舍楼太阳能热水系统工程设计二、设计任务为大理大学的一栋学生宿舍进行太阳能热水系统工程设计，根据学生规模、所在区域用水定

3、额、规范要求等确定热水量与耗热量，提出具体可行的实施方案并进行太阳能集热器、水泵等设备选型。三、设计内容和基本要求①基础数据调查和用水定额确定；②耗热量和热水量的计算；③确定太阳能热水系统和集热器选型；④选择集热循环泵的扬程和流量并选型；⑤系统设计方案图；⑥列出参考资料；⑦完成设计说明书与平面布置图（要求各部件配有照片或者图纸，生产厂家，型号及价格）。四、设计原始资料(一)地理位置及平面布置区域大理大学位于云南省大理市大理古城，东经E100°16′，北纬N25°67′，海拔1992m。宿舍楼顶可用于铺设太阳能热水系统，长27米，宽20米。(

4、二)学生宿舍楼基本数据学生人数300，宿舍内设置独立淋浴间，每层楼设有公共洗衣房。(三)气象资料常年气象参数统计如下：1.气温：年平均气温15.5℃，全市极端气温最高为20.0℃，极端最低气温为9.0℃。2.风向：大理市主导风向夏季为西南风，冬季为西南风或偏西风。3.降水量：年降水量在1100-1600mm之间。254.冰冻深度0cm，无霜期365d。5.逐月平均气温及太阳总辐射量见下表。表1逐月平均气温及太阳总辐射量1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月平均累计月平均气温（℃）9.011141618201919181612

5、915/月平均太阳总辐射(MJ/m2)3924155175655615104854884454353863764645576月平均直接辐射(MJ/m2)2172532051191552061932315月平均散射辐射(MJ/m2)1752633553652891792713260注：本数据源自《建筑用标准气象数据手册》及《中国建筑热环境分析专用气象数据》气象数据。(四)工程地质资料1、地基状况良好，地基承载力特征值130KPa。2、设计地震烈度8度。25第一章绪论太阳能热水系统是利用太阳能集热器，收集太阳辐射能把水加热的一种装置，是目前太阳

6、热能应用发展中最具经济价值、技术最成熟且已商业化的一项应用产品。太阳能热水系统的分类以加热循环方式可分为：自然循环式太阳能热水器、强制循环式太阳能热水系统、储置式太阳能热水器等三种。使用太阳能热水系统有益于：1.环保效益——相对于使用化石燃料制造热水，能减少对环境的污染及温室气体－二氧化碳的产生。2.节省能源——太阳能是属于每个人的能源，只要有场地与设备，任何人都可免费使用它。3.安全——不像使用瓦斯有爆炸或中毒的危险，或使用燃料油锅炉有爆炸的顾虑，或使用电力会有漏电的可能。4.不占空间——不需专人操作自动运转。另外，太阳能集热器装在屋顶上

7、，不会占用任何室内空间。5.具经济效益——正常的太阳能热水器是不易损坏，寿命至少在十年以上，甚至有到二十年的，因为基本热源为免费的太阳能，所以使用它十分符合经济成本效益。太阳能热水系统有以下几方面组成：1.集热器系统中的集热元件，其功能相当于电热水器中的电加热管。和电热水器、燃气热水器不同的是，太阳能集热器利用的是太阳的辐射热量，故而加热时间只能在有太阳照射的白昼，所以有时需要辅助加热，如锅炉、电加热等。2.保温水箱和电热水器的保温水箱一样，是储存热水的容器。因为太阳能热水器只能白天工作，而人们一般在晚上才使用热水，所以必须通过保温水箱把集

8、热器在白天产出的热水储存起来。容积是每天晚上用热水量的总和。采用搪瓷内胆承压保温水箱，保温效果好，耐腐蚀，水质清洁，使用寿命可长达20年以上。3.连接管路将热水从集热器输送到保温