某综合工区综合楼的太阳能热水系统设计

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1、技术交流RefrigerationAirConditioning制冷空调&ElectricPowerMachinery与电力机械某综合工区综合楼的太阳能热水系统设计闫利（中铁第四勘察设计院集团有限公司暖通所，湖北武汉430063）摘要：介绍了太阳能与空气源热泵相结合的生活热水系统设计方法和工程应用实例；分析了单水箱（水罐）系统和双水箱（水罐）系统的特点，并综合考虑经济性、稳定性以及与其它专业的协调性；确定了集中太阳能热水供应系统的设计方案。关键词：太阳能；空气源热泵；单水箱系统；双水箱系统中图分类

2、号：TU832.1+7文献标识码：B文章编号：1006-8449（2010）03-0085-030引言为配合国家节能减排和低碳经济发展的要求，目根据上面的基本参数，最高日用水量（水温为前在铁路项目设计方案中越来越多地考虑可再生能源55℃）：的利用。对于站房、公寓、综合工区、综合楼等项目，太Qd=n·qd·40-t1（1）阳能、地热等可再生能源越来越受到青睐。本文针对某1000tr-tl设计小时平均耗热量（一天共3班，每班洗澡持续综合工区综合楼太阳能热水系统的设计进行介绍。时间为1h）：1工程概况Q

3、h=C·Qd·1000·（tr-t）l（2）3600×3本项目是位于宜昌的某综合工区综合楼，共3层，式中Q—最高日用水量，m3；d2总建筑面积为1500m，建筑高度为12.75m，屋面为平Qh—设计小时平均耗热量，kW；屋面，可用于布置太阳能集热器、贮热水箱、空气源热C—水的比热，一般取4.187kJ/（kg·℃）；泵等设备。该综合楼一层设有集中公共浴室，供铁路局tl—冷水温度，℃；职工下班时洗澡用，一天集中供热水3次，每次持续时tr—热水温度，℃；间为1h，每次设计使用人数为58人。本项目太阳能

4、热n—热水使用的总人次。水系统只供该综合楼的公共浴室使用。代入数据得出行车公寓综合楼的Q=6.09m3，dQh=118.04kW。2太阳能热水系统初步计算根据文献[2]，集热器平均日产水量取值范围为240~100L/（m·d），则太阳能集热器的估算面积：下面以上述工程为例，对两种不同设计方案分别Qd·1000进行初步计算。S=（3）ξ12.1基本参数的确定和计算同理，也可以按文献[2]提供的公式进行计算：可以得出，一天使用的总人次为174，用水定额qdS=4.1868·Qd·ρ（rtr-t）lf（

5、4）Jtη（1-η）l取50L/（人·次），水温取40℃，自来水温度为5℃，设2式中S—估算的直接太阳能集热器面积，m；计贮热水温为55℃，设计小时耗热量持续的时间为ξ1—估算系数，一般取值40~100；[1]1h，辅助热源设计加热持续时间取3h。ρr—对应热水温度tr下的热水密度，kg/L；No.3/2010总第133期第31卷85制冷空调RefrigerationAirConditioning技术交流与电力机械&ElectricPowerMachineryf—太阳能保证率，各地的具体值可以查文

6、献[2]，根据和建筑、结构专业的协商，此项目最终选定贮宜昌地区的太阳能保证率≤40%；热水箱的尺寸为：2200mm×1800mm×1500mm（注意3Jt—当地集热器采光面上的年平均日太阳能辐有效体积只有5.0m），满足初步计算的要求。照量，各地的具体值可以查文献[2]，宜昌地在确定水箱有效体积后，对辅助热源的输出热量42区为1.0628×10kJ/（m·d）；Qg进行计算，在综合工区里，由于管理、成本等其它原η—集热器平均集热效率，应依据集热器产品实因，往往不能保证太阳能贮热水箱的水进行及时加热

7、测数据确定，经验值为η=0.45~0.50；（在一些客货共线的铁路项目中，这样的现象时常出ηl—集热系统热损失率，依据系统保温措施定，现），因此在此次设计中，辅助热源的输出热量按下面经验取值为ηl=0.15~0.30。两种情形考虑：根据初步计算，屋面需要布置的直接系统集热器第一种情形：是最有利的情形，太阳能热水系统每2面积S为101.5m。天都使用，并能保证恒温水箱的水温不低于50℃（或太阳能热水系统有充足的准备时间，在投入使用前，能2.2单水箱系统和双水箱系统的初步计算把恒温水箱的水加热至50℃

8、以上）。单水箱系统和双水箱的主要区别是水箱数目和辅Qg=Qh·Th（7）助热源功率选择计算的不同。在单水箱（或水罐）系统Tf中，只需要设置一个贮热水箱（或贮热水罐）。而双水箱第二种情形：是最不利的情形，如果连续一天或几（或水罐）系统中，除需要一个贮热水箱（或贮热罐）外，天没有使用太阳能热水系统，此时的贮热水箱内的水还需要一个恒温水箱（或恒温水罐），一般恒温水箱（或为冷水，这就需要在洗澡开放的间歇时间内，及时将贮恒温水罐）的体积小于贮热水箱（或贮热罐）的体积。热水箱内的水加热到可供使