集体宿舍工程太阳能热水系统设计

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1、集体宿舍工程太阳能热水系统设计1234葛勇陈琳李水泉王杰兰州军区司令部工程勘察设计院甘肃730000摘要：本文结合工程设计实例，介绍集体宿舍建筑的太阳能热水系统设计运行思路。关键词：集体宿舍太阳能热水系统设计与运行Abstract:Inthispaper,combinedwithengineeringexample,introducingsolarhotwatersystemdesignandoperationofthedormitorybuilding.KeyWords:dormitorybuilding;solarhotwatersyst

2、ems;designandoperation中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：太阳能作为最清洁的新型能源在各领域应用日益广泛。《可再生能源中长期规划》中明确要求在城市推广普及太阳能一体化建筑、太阳能集中供热工程，并建设太阳能采暖示范工程。在居住建筑中推广应用太阳能热水系统是实现建筑节能的重要举措，近年来随着相关政策措施的推行和太阳能热利用技术的进步,太阳能热水系统在居住建筑上的应用日益增多，有力地促进了城市节能减排工作的发展。随着太阳能热水器产品的不断改进和创新，太阳、热水、建筑结合的一体化技术将日益成熟。集体宿舍工程设计中应用太阳

3、能与辅媒相结合的热水供应系统具有更加显著的节能效果，完全符合当前全社会大力呼吁的节能减排的要求。1.工程概况工程位于甘肃省兰州市，为集体宿舍建设工程，建筑面积为27461.98m，建筑高度为23.85m；屋顶为坡屋面，起坡角度21.57°，建筑朝向正南。拟利用朝南面坡屋面布置太阳能集热器，将集取的热1量作为该宿舍工程内集中设置的盥洗室、淋浴间热水热源。冬季采暖期内以采暖热媒作为辅助能源与太阳能系统的组合运行供热。2.太阳能热水系统设计太阳能热水系统设计包括集热系统、控制系统和热水供水系统。2.1太阳能集热系统2.1.1设计日用水量qrd确定本

4、工程热水量按Ⅲ类、Ⅳ类宿舍建筑取值60L/（人·d），系统设计日热水(水温为60°C)用水量为：3q=300×60=18000L/d=18m/drd2.1.2集热器总采光面积确定2本工程选用真空太阳能集热器，每块集热器面积为5.4m。采用直接制备供给热水方式，系统的集热面积根据系统的日平均用水量和用水温度计算确定，其集热器需总面积AC：qrdCϕr(tz−tc)f=280m2A=CJη(1−η)×1000TcdL兰州地区的太阳能保证率值取50%，水的比热C=4178J/(kg·°C),60°C热水比热取值0.9832kg/L，集热器的年平均日

5、太阳辐射量取2JT=15MJ/(m·d)，本工程选用的真空集热器年平均集热效率为η=0.55，系统热损耗η=0.20。cdl经计算需要n=280/5.4=52组集热器。2.1.3太阳集热器布置安装工程太阳能集热器采用平行二列安装于建筑正南面坡屋面。安装倾角应等于当地纬度角（建筑所在地区纬度为北纬36.01°），因系2统侧重于夏季使用，其倾角宜取当地纬度角减10°（即是26.01°），兼顾屋面形式及美观要求，本工程设计集热器与坡屋面平行安装，倾角为21.57°。图1集热器沿屋顶坡面布置示意图集热器做混凝土基础固定于楼顶，集热器安装完毕后采用φ6

6、钢丝绳与建筑固定。根据夏季工况，本工程选择集热水箱容积为20立方米HDG水箱。集热方式利用太阳能集热器与水箱之间的温差进行循环。2.2太阳能热水控制系统系统采用自动控制和手动控制相结合的设计思路，实现太阳能系统的稳定运行。控制系统以太阳能为热源，加热位于屋顶集热器中的水。被加热水升温后通过循环阀进入太阳能水箱，定时加压向宿舍供应热水，平时为重力自流供水。系统以自动控制模式判断各控制点的工作状态，也可根据需要由工作人员通过主端的操着控制面板完成人与系统的交互。位于控制面板上的显示屏实时显示系统的工作情况及各项参数数据，供现场操作人员参考。控制面

7、板预留USB接口，可利用数据线连接电脑进行远程操作。集热器采用自动温差控制器，利用温度传感器控制循环泵的起（动）停（止）。集热系统选择自来水为3工质，考虑防冻问题，设定了系统防冻循环参数以控制起停防冻循环泵。太阳能水箱补水采用自动检测控制器，系统以自动控制模式判断水箱内水位5个控制点的工作状态，根据设定参数控制进水阀的启闭。主控制端为控制箱，各受控对象点即为数据采集端。系统采用单片机W77E58作为主端和从端的微处理器，由于去除了多余的时钟和存储周期，大大提高了控制系统的运行速度，提高了控制精度。2.3太阳能热水供水系统工程设计热水用水点主要

8、集中在公共卫生间，盥洗室和淋浴房处。各层热水用水设备布置位置基本相同。因此，热水供水管路采用开式上行下给全循环系统。热水供水管从太阳能水箱引出后，分三个支路（R-1