太阳能热水器设计工程

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1、一、基本情况一居民小区，共十个单元，每单元楼房占地面积约：18*100m2，共六层每层可住8户人家。二、设计要求1、系统产水量：以每户每天平均用水45～150L量设计。2、晴天以太阳加热为主，阴天以电辅助加热为主。3、用水方式：全天候24小时供应热水。表1昆明市环境条件昆明纬度25.01经度102.41海拔高度1892.4月份123456月平均室外气温8.19.913.216.61919.9水平面月平均日太阳总福照度13.32215.92818.36819.42317.65514.565月日照小时数231.5227.2264252.8219.6140.2月份789

2、101112月平均室外气温19.819.417.815.411.68.2水平面月平均日太阳总福照度13.57114.68112.95011.63411.59011.884月日照小时数128.4149.5127.8149175.7208.6三、热水系统方案的选择集热上循环管T2集热下循环管泵1控制器辅助热源控制开关阀2阀1阀4恒温混水器阀3T4储热水箱T3集热水箱排气阀回水管路泵2自来水T1图1太阳能储能平板集热器热水系统系统工作方式：1.定温上水：集热器出口温度T2达到50时，电磁阀1开启，自来水通过集热器下循环管将水顶入集热水箱中，T2温度降至4时，电磁阀1关闭

3、；,2.当检测到集热水箱中的水达到水位上限时，控制器控制阀2开启，集热水箱中的水被排入储热水箱中；3.温差循环：集热器出口温度T2比储热水箱中温度T4高出10时，温差循环泵1启动，储热水箱内的水将集热器中的水顶入集热水箱中，集热水箱中的水满后放入储热水箱中，直至T4比T2高于2时，温差循环泵1停止工作，系统完成温差循环集热；4.系统在太阳能集热状态下执行温控上水和温差循环功能，在辅助加热状态下执行箱温上水和温控、时控加热功能；5.箱温上水：首先电磁阀2开启，集热水箱放空至储热水箱中，同时系统检测储热水箱水温，若T4高于50，电磁阀1开启，系统通过集热场上水至储热水

4、箱，直至储热水箱水位满止，若储热水箱中T4低于45，启动空气源热泵进行辅助电加热。6.温控加热：系统根据储热水箱温度自控加热，T4温度低于45时，辅助电加热启动后，空气源热泵加热储水箱中的水，直至T4达到50停止加热。7.防冻保护：冬季如果环境温度低于4时，电磁阀4开启，集热系统中的水全部回流至储热水箱中，防止集热系统因温度过低而损坏。8.即热用水：热水循环管路水温低于38电磁阀3开启，启动变频泵2，储热水箱中的热水循环至管路中，延时8分钟后电磁阀3关闭，淋浴末端用水即热。四、集热器4.1集热器类型的确定据建国以来的气象资料统计，昆明年均气温14.5℃，最热月(7

5、月)平均气温19.7℃，最冷月(1月)平均气温7.5℃，年温差12～13℃。一月份日最低气温不会低于0度，可以选着平板型集热器，首先，在日平均效率方面，平板型太阳能集热器要优于真空管太阳能集热器。目前，平板型太阳能集热器热效率一般为60%，而真空管太阳能集热器的热效率一般为50%。集热器内的水温处于50℃以下时，平板型集热器的瞬时热效率大于真空管集热器。而普通太阳能集热器的温度一般为中温或低温，所以普通的太阳能集热器在运行时，平板型集热器的瞬时效率要高于真空管集热器。故选择平板型集热器。4.2平板集热器面积的确定根据《GBT18713-2002太阳能热水系统设计、

6、安装及工程验收技术规范》A1直接系统的集热器总面积：集热器采光面积可根据用户的每日用水量和用水温度确定，按式(A1)估算：式中：AC——直接系统集热器采光面积，m2QW——日均用水量，kg；CW——水的定压比热容，kJ/（kg·C）；tend——储水箱内水的终止温度，C；ti——水的初始温度，C；JT——当地春分或秋分所在月集热器受热面上月均日辐照量，kJ/m2；f——太阳能保证率，无量纲；根据系统使用期内的太阳辐照，系统经济性及用户要求等因数综合考虑确定，宜为30%~80%；ηcd——集热器全日集热效率，无量纲；根据经验值取0.40~0.55,。ηL——管路及储

7、水箱热损失率，无量纲；根据经验值取0.2~0.25。日均用水量：QW=150kg*8*6=7200kg；水的定压比热容：CW=4.2kJ/(kg·C)；储水箱内的水的终止温度：tend=；自来水温度：ti=15；昆明地区集热器采光面上的年平均日辐照量查表可得：JT=14.63103kJ/m2；太阳能保证率：f=70%；平板集热器平均集热效率：ηcd=50%；管路及储水箱热损失率：ηL=25%将以上值带入（A1）公式中可得系统集热器的采光面积：Ac=135.0m2每个平板集热器的面积S=2m2；所需集热器的个数：；4.3集热器定位2mm1m1.2m图2集热器安装示意

8、图4.3.