办公楼太阳能热水系统设计探讨

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1、办公楼太阳能热水系统设计探讨深圳市傅万机电设计事务所普通合伙摘要：木文以某一实际热水工程作为其体案例，依据规范详细设计了一套标准的太阳能热水系统，为后续的实际运行节能效率分析打好基础，同时对同类设计具有一定的参考价值。关键词：太阳能应用；热水系统；集热器；循环水泵；辅助加热；工业热回收1.项目总述1.1项目概况与要求该项目为外资背景的汽车零配件制造厂房。该厂房占地面积10000m2,分为两期建成。两期建成后生产工人共有300人，分三班，最大班100人。一期厂房内附属的淋浴间供全部生产员工洗浴，洗手等。业主要求充分利用工业余热回收热量、太阳能资源，并以减少运行费用

2、、节能环保的设计理念为基木准则。结合木工程的实际情况，拟设计太阳能集中热水供应系统提供热水，定时供应,并采用工业热回收系统对原水预加热，内置电辅助加热系统。因为热水系统的使用性质，建筑物的类别，太阳能集热器的种类等不同因素的影响，使得太阳能热水系统的设计灵活而多变。下面仅介绍下，在木工程设计和实践中的一些基木思路。1.2自然状况项目位于我国华东地区，四季分明，光照充足，常年降雨H平均为120天左右，年平均气温15°C左右，1月份最冷，月平均温度在3°C左右，近几年极端最低气温为-10°C。北纬32°01′，太阳高度角为34.560,年平均日太

3、阳辐射量约为13378K」/m2，基础水温为5°C。2.项目设计方案2.1热回收预热水箱水温计算热回收预热水箱尺寸4m×2m×2m(h)，总容积16m3，有效容积为12m3。工业热冋收系统可冋收的有效热量为300kw,提前对原水进行预加热。外加50MM厚橡塑海绵保温板，并外包0.5mm厚铝板。tr=3600Qh/QCPr+tl(1)式中，tr为预热后的水温，°C，待求;tl最不利情况下冷水水温为5,°C;Qh为可冋收的热量为300,kw;Q水箱容积，12000L；ρr热水密度，约等于1(kg/L)；4.187KJ/(kg&bull

4、;eC)o代入以上各数值得tr=26.4°C。2.2太阳能集热面积的计算(2)式中，Ajz为直接系统太阳集热器浄总面税，m2;qr为设计日用水量(L/d)，40L/人；m为使用人数，300人;C水的比热容，4.187KJ/(kg&bullfC)；ρr热水密度，约等于1(kg/L);tr热水温度，60°C；tl冷水温度，26.4°C；集热器采光面上年平均日太阳辐照量，13378K」/(m2•d);f太阳能保证率，取50%；ηj集热器年平均集热效率，取50%；ηl贮水箱和管路的热损失率，取20%,将各数值代入公式(2)得集热器总面积

5、为157.7m2。因集热器的方位角偏离正南，集热器总面积：Aj’jz=Ajz/R=157.7/95%=166m2,实际布置26组(每组采光面积6.5m2)真空管太阳能集热器，实际总采光面积Aj为169m2。2.3集热循环水箱容积的计算集热循环水箱容积：Vrx=qrjd•Aj(3)式中，Vrx集热循环水箱存效容积，m³；qrjd集热器单位采光面积平均每日产热水量，取0.07m³/(m2•d);将各数值代入公式(3)得，集热水箱有效容积为11.8m³。选用组合式不锈钢水箱一个，尺•、上4m×2

6、m×2m(h),总容积16m3,有效容积12m3,外加50MM厚橡塑海绵保温板，并外包0.5mm厚铝板。2.4设计小吋耗热量的计算热水用量最人的部分为淋浴用水，其它部分主要是靠近淋浴间的卫生间洗脸盆。热水供应主要集中在每班下班后一小吋内。淋浴间中共设置淋浴器11个，洗脸盆11个。Qh=∑qh×((tr-tl)ρrnObC(4)=540×(60-26.4)×l×ll×100%×4.187=835658KJ/h≈232KW式中，Qh为设计小吋耗热量，KJ/

7、h；qh为卫生器具热水的小时用水定额(淋浴490,洗脸盆50),L/h,；C水的比热容，4.187KJ/(kg&bullfC)；ρr热水密度，约等于1(kg/L);tr热水温度，60°C；tl冷水温度，26.4°C；b卫生器具的同吋使用百分数。2.5集热器循环泵流量扬程的计算2.5.1集热器循环泵流量qx=qgz•Aj(5)=0.02×169=3.38L/s=12.2m3/h2.5.2集热器循环泵扬程Hx=hjx+hj+hz+hf(6)=(1.3×80×0.01)+3.35+2+3=9.4m•H2O

8、式中，Hx,循环泵扬程，