太陽能熱水工程介紹?一、設計前的現場查勘設計前一般均應赴安裝地點查勘其主要内容是确定系統将來正常運行的可能性：水源、周圍建築物的遮蔭、集熱器的可能安裝方位、儲熱水箱安放地點、安裝地的荷重能力等；，今天小編就來聊一聊關于太陽能熱水工程介紹?接下來我們就一起去研究一下吧!

太陽能熱水工程介紹

一、設計前的現場查勘

設計前一般均應赴安裝地點查勘。其主要内容是确定系統将來正常運行的可能性：水源、周圍建築物的遮蔭、集熱器的可能安裝方位、儲熱水箱安放地點、安裝地的荷重能力等；

必要時，應進行實場測量和計算，以确定周圍建築物是否可能産生遮蔭。集熱器安裝地的荷重能力應不低于50Kg/m2（包括集熱器、管道及集熱器支架的一般計算結果）

方位

安裝固定式太陽能熱水器朝向應正南，如受條件限制不能滿足時，其偏移角不得大于15°～25°，一般在安裝時以正南偏西較正南偏東為好。

傾角

對于每個月份，集熱器都有最佳傾角，此傾角等于該地的地理緯度減去該月份代表日的赤緯度值。對于全年使用的，可采用當地緯度 10°作為傾角，我公司所産集熱器正常情況下傾角采用30°。

二、産水量及集熱面積

單位集熱面積日産水量的估計，初步估算時，可以當地正太陽時十點半的天空輻射值和曆年統計的實際日照時數，以及有日照時的平均氣溫（或上午8：00～下午4：00的有日照天的氣溫平均值）為基礎來計算全天熱量和産水量。一般實際中按每平方集熱面積産水量60～90L範圍選取。水溫随季節和循環方式等影響一般為40～70℃。自然循環時配水量可取下限值，強制循環可取上限，但如果用戶要求水溫度較高時，強制循環配水量可取低一些。

單位集熱面積産熱量确定後，尚需确定負荷才能最後确定系統總集熱面積。負荷确定應結合用戶熱水供應方式，衛生設備完善程度，建築類别等參照國内有關标準和設計規範來選擇，總熱負荷計算結果出來後，便可由單位集熱面積配水量求出所需配置太陽能集熱系統的面積。

三、方案選擇

A、循環方式：确定了系統總面積後，首先要結合安裝地點平面狀況和方位等選擇太陽能系統循環方式，對于安裝地寬暢，方位較正時且系統較小的，應優先考慮采用自然循環方式，對于面積較大安裝地平面較複雜或作自然循環有困難時，須作強制循環。

B、循環方式确定後，要結合系統供水、用水特點和建築承重情況，确定水箱數量和大小及安裝位置，水箱須安裝在承重梁柱上，并利用供水和不影響系統集熱器采光，另外水箱安裝高度除滿足自然循環或強制循環要求外，同時應注意美觀、大方并與建築外觀造型一緻。

C、輔助加熱類型

輔助加熱常用有電輔助、燃油（氣）爐輔助兩種，一般小系統（多為自然循環系統）采用電輔助加熱，較大系統，為經濟起見，常采用燃油（氣）爐作輔助加熱。

輔助加熱能力大小及輔助加熱水箱（常為太陽能儲熱水箱的一個或多個）數量的選擇一般應結合供水方式和建築類别按以下原則配置：

1）每日定時定量用水系統：

此類系統多為學校、工廠集中供水系統，其供水開始時間一般為下午6：00～7：00左右，考慮太陽能日照強度在下午3：00～4：00左右已較弱，輔助加熱開始時間通常也設定在下午3：00～4：00時，即輔助加熱時間可按3～4時來計算，并以此及供水溫度來選擇加熱功率。對于廣州地區冷水計算溫度可按20℃計，電加熱熱水溫度50℃～60℃計，爐加熱熱水溫度一般取60℃計，設計時還應考慮爐及電加熱效率，并留有餘地。

2）每日定時多時段用水

此類常見于倒班制工廠或普通旅館、醫院的用水情況，對于在日照有效時間，亦須供水時，通常情況下須利用太陽能水箱中一個或數個作輔助加熱水箱；輔助加熱水箱大小應能滿足最大時段供水需求，但如果白天用水時段用水量較大或用水量難以确定、變化幅度較大時，也可單設一個恒溫水箱，此時利用電或（爐）僅對恒溫水箱作加熱，爐及水箱容積大小确定時考慮技術經濟方面因素，水箱儲水量和輔助加熱的每小時加熱能力總合不小于最大小時用水量。（按相關設計手冊及規範計算）。

另外，對于多時段供水時，還可将太陽能水箱分低溫和高溫水箱來設置，這種情況對自然循環而言可将系統分成兩個或三個獨立自然循環系統，各獨立系統水箱以串聯方式來組合，即系統水箱水是循序加熱，逐漸升溫，其冷水由初級系統水箱補入，熱水由末級高溫水箱供出，對于中午或下午較早用水時，效果較好，輔助加熱對供水箱（此時作輔助水箱）進行加熱，選型方法同前。

3）24小時全天候用水

這種用水方式常見在賓館、酒店、高級公寓、醫院等類建築；系統設計時，首先應合理确定其用水量标準，用水負荷，并以此确定系統太陽能安裝面積和系統的運作方式，利用太陽能熱水系統作全天候用水時，除了采用上述（2）所用的恒溫水箱供水方式組合外，太陽能系統還可采用定溫放水與溫差循環相結合方式，這種情況下，太陽能單位面積配水量可按相當于自然循環時選用，儲熱水箱總水量也可适當小一些，利用太陽能水箱中一個或多個做恒溫水箱，此時輔助電加熱或爐選型時要以系統最大小時用水量小于恒溫水箱有效容積和爐每小時産水量（或電加熱小時加熱水量）的總和并考慮用水、熱損等因素且留有餘地。

D、補水方式

如上所述，太陽能系統補水可分成直接補水和間接補水，對于定時定量用水，屬直接補水；對于多時段供水即多水箱系統設有輔助水箱時，非輔助水箱的太陽能水箱補水為直接補水；輔助水箱自太陽能水箱的補水則屬間接補水，此直接補水指的是補充冷水。常見補水一般有下面幾種情況：

1）系統太陽能設置點的冷水壓力或水池低水位高度可滿足水箱補水要求時，補水量一般采用副水箱穩壓方式補水。

①定時定量供水系統，補水管大小選擇時以能在供完水至次日晨8：00時内可将水箱全部補滿為原則來确定管徑大小和副水箱浮球閥等大小。常對冷水采用電磁閥定時定量控制，供水時間不補水，對控制要求不高或有專人管理的，可由人工手動操作，省去補水電磁閥；

②對自然循環系統在用水時尚須補水的系統，尤其采用電加熱作輔助加熱時，其補水量應小于系統所配加熱的産水量，而爐輔助時，補水量也應小于爐小時産水量。對于間接補水的情況，補冷水管徑及大小也須遵循上述原則，但可适當放寬。

2）對于系統附近有冷水池，但水池低水位不能滿足補水壓頭要求，而滿水位可滿足補水要求時，系統可采用由水池直接為水箱補水方式，但此時水箱頂應較冷水池最高水位高出100～200mm，此時，水箱設置時應盡量靠近冷水池，以減少水頭損失，提高補水效果，補水管上應裝設止回閥及檢修用閘閥。補水管徑大小的選擇還應根據系統供水情況及設置分别對待，

①定時定量供水時，須加設電磁閥，補水時間為供水後至次日晨8：00；

②多時段供水和系統太陽能儲水量不足供水量或沒有輔助加熱水箱或恒溫水箱時，補水量多少同上述（1）情況，應能保證補入水量可由輔助加熱完全加熱；

③對于系統要求補水量較大時，而水池在用水高峰時，難以滿足補水要求時，可采用在補水管上增設旁通補壓泵方式來補水，此時水泵應設水位控制。

3）系統水壓不足，不能滿足上述補水要求時，可采用加壓水泵補水，補水管徑确定方法和補水方式同前所述；

4）單獨爐熱水系統補水情況與上述類似，隻是為了保證供水溫度爐常以溫直流方式工作，所以在補水時，應根據用水溫度、冷水溫度情況和爐産熱量來确定補水管大小或選擇合适的冷水泵，但需注意補水泵流程除滿足補水需求外，還須保持爐出口壓力不得超過0.04Mpa，爐選型及水箱大小确定須根據用水量變化及負荷情況合理配置；

5）設有輔助水箱或恒溫水箱的多時段或全天候用水系統的間接補水，此間接補水是由水箱間的連通管道來完成，除其補水量須能滿足系統用水量要求外，應注意循序補進，能夠使各級水箱中上部熱水優先補入後一級水箱，以提高太陽能利用率，并減少輔助加熱能耗。通常用浮球落水取水法或頂水法兩種，實際設計中應結合直接補水的冷水壓力情況和用戶用水量情況靈活處理，也可通過設定直接補水水位，通過變更或高置補水出口（即由前級水箱上部某合理部位出水後，由下一級水箱下部補入）。

四、太陽能陣列平面組合設計

A、自然循環太陽能設計

1、配水量及配管：每平方米集熱面積60～75Kg；真空管7.5～8Kg/支；

2、陣列組合：自然循環系統靠熱虹吸作用循環，集熱器并聯每排塊數6塊以下為宜，并聯排數不宜超過3排。管路設計時應使上循環管盡可能最短，且減少彎頭數量，小系統可設一個陣列，當系統較大時，也可兩或多個陣列共用一個水箱；

3、陣列坡度：陣列及上循環管須有不小于1%的上升坡度

4、朝向及其它

5、例圖

B、強制循環太陽能設計

1、陣列組合

2、陣列坡度

3、配水、配管（流速）

4、自然循環，同程式

5、朝向、間距

C、水箱定位、加固

D、輔助水箱

E、輔助加熱種類與配套

1、用水方式影響

2、補水及供水控制

3、循環與控制

4、燃油供應與儲備

5、電加熱能力

F、室内供水

水箱安裝高度，水箱底部應較最末端集熱器陣列上循環管頂部高出300mm以上，以防止夜間儲熱水箱水的逆循環，水箱支架由型鋼做成，正常情況下可選用标準支架，有特殊要求或須加強時須根據實際情況另行加工制作（須出圖），圖紙中須标明水箱開孔位置，孔徑大小，孔用途；自然循環補水一般采用副水箱穩壓（浮球閥控制）方式補水，補水副水箱大小選擇時應結合系統面積和用水情況綜合考慮或按标準選取。

自然循環系統出水常采用落水取水方式，出水口大小确定時應結合用水器具多少和供水方式來選擇加工補芯和落水管管徑，總出水能力應能滿足最大時系統設計秒流量要求和不利點水頭要求。

儲熱水箱，上下循環管均須保溫，管道保溫一般采用EPS泡沫管套保溫，0.3鋁皮外包裝，管道保溫外包鋁皮安裝的須經水搭接，輔向接口朝下，接口用ф3×5自攻螺絲固定，間距以8～10個/m為宜，水箱的保溫常采用岩棉加雙層泡沫闆複合保溫，岩棉規格1000×915×20；泡沫闆1000×1830×20；總保溫厚度δ=80mm；外包鋁皮，用不鏽鋼自攻螺絲固定。計劃材料用量時，如采用标準水箱，可查表，如非标準水箱時，應按保溫外表面積計算，并留有5～10%餘量作計劃。

五、設計注意事項

1、設計人員在設計前，應充分了解客戶用水量、用水時間、供水方式、衛生器具配置、冷水水源、壓力及客戶指定安裝地點的建築物天面結構建築物朝向及周圍建築物或天面有無遮陽等情況，還有建築承載能力，主要承重梁柱位置。

2、建築物電力供應（電源位置）、安全、環保、要求和在确定有足夠安裝面積情況下結合原有或給排水設計進行系統平面設計；平面設計時應盡可能将水箱安放在承重梁柱上，水箱較大時應采取加固，可作鋼筋砼上反梁或利用工字鋼、槽鋼作加強基礎。

3、太陽能強制循環系統是通過溫差控制循環水泵工作來實現熱轉換和利用，強制循環系統運行效果的好壞與系統布局有着密切關系，為了提高運行效果并不緻循環泵頻繁啟動，在溫差5～8℃時，循環泵流量可按系統60～90L/m2來計算，總循環流量為（60～90L/m2）×系統集熱面積。陣列布局時一般宜采用二級串或三級串聯，每級串聯集熱闆數應相同或相近；每級陣列并列排數3～4排，每排并聯的集熱闆組數量6～8塊為宜，最多應不超過10塊，管路應盡可能采用同程式，系統總損失應控制在20mH2O柱左右，不宜超過30m。每個獨立強制循環系統各陣列總面積宜控制在100m2左右，單個系統太陽能熱水器面積不宜超過150m2，對于150m2以上的較大系統應考慮做成幾個較小的獨立強制系統；

4、在實際工程中如條件允許，系統也可按類似自然循環方式進行強制循環管路及陣列設計，這樣可避免系統因排氣不暢或氣阻對循環效果的影響，同時在停電時，系統仍可以自然循環方式工作。但在陣列布局時，應注意每組并聯集熱器數量不宜超過8塊，以6塊左右為宜，并聯陣列排數不宜超過3排。

5、在太陽能系統中，水箱容積大小由系統産水量确定，單位集熱面積配水量一般70～90公斤/m2，水箱數量及大小的确定要結合系統樓天面結構承載情況綜合考慮，單個水箱不宜過大，以6m3左右為宜。

6、獨立太陽能系統是指具有單獨上下循環管的太陽能熱水集熱器陣列或陣列組合。對自然循環系統，下循環管指的是自水箱底部到集熱器下循環入口之間的管道，上循環管是由集熱器陣列上端出口與儲熱水箱上部循環出口（也即入口水箱）之間的管道。強制循環系統中，在儲熱水箱下部接出的下循環管上安裝有溫差循環泵，循環管出水管與第一級陣列集熱器下循環口相連，當系統有二或多個陣列串聯組成時，其一級陣列集熱器出口與二級陣列集熱器下入口或上一級出口或下一級入口之間由連通管相連（連通管高點設排氣閥），系統最末級集熱器陣列出口（上端）與儲熱水箱上部，水箱距水箱頂（300～500）之間管道為上循環管。

7、水箱開孔，水箱上一般開孔包括：補水口、上、（下）循環口、出水口、溢流口、通氣孔、人孔等；其中補水口、下循環口、出水口一般均開在水箱底部，上循環口開在水箱上部距頂（300～500）高度處，水箱一般均做成筒形立式；

8、自然循環系統，水箱底高出集熱器陣列末端上循環口300～500m，具體水箱支架設計，須結合陣列末端支架高度确定；

9、強制循環系統，水箱支架高度一般400～600mm，由水箱直接供水時，應核算其不利點壓頭是否能滿足使用要求，如不足時，可結合實際情況适當放大供水主幹管管徑或适當增加支架高度，對供水壓力要求較嚴時，須考慮增設水泵加壓，水箱支架高度不宜太高。

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