淺談北京住宅太陽能生活熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、淺談北京住宅太陽能生活熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)淺談北京住宅太陽能生活熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)【摘要】近年來，太陽能熱水系統(tǒng)普遍應(yīng)用于住宅建筑設(shè)計(jì)中。太陽能取之不盡、用之不竭、清潔并可再生，是未來主要能源之一。它屬于每個(gè)人的能源，只要有場(chǎng)地與設(shè)備，任何人都可免費(fèi)使用它。正常的太陽能熱水器是不易損壞，壽命至少在十年以上，甚至有到二十年的，因?yàn)榛緹嵩礊槊赓M(fèi)的太陽能，所以使用它十分符合經(jīng)濟(jì)成本效益?！娟P(guān)鍵詞】太陽能熱水系統(tǒng)；集熱器；儲(chǔ)熱水箱一、北京市對(duì)太陽能熱水系統(tǒng)

2、的規(guī)定北京市對(duì)太陽能熱水系統(tǒng)要求，根據(jù)《北京市太陽能熱水系統(tǒng)城鎮(zhèn)建筑應(yīng)用管理辦法》的通知京建法〔2012〕3號(hào)文中規(guī)定：1、城鎮(zhèn)公共建筑和7至12層的居住建筑，應(yīng)設(shè)置集中式太陽能集熱系統(tǒng)。2、13層以下的居住建筑，當(dāng)屋面能夠設(shè)置太陽能集熱器的有效面積大于或等于按太陽能保證率為50%計(jì)算的集熱器總面積時(shí)，應(yīng)設(shè)置集中式太陽能集熱系統(tǒng)。3、13層以上的居住建筑，當(dāng)屋面能夠設(shè)置太陽能集熱器的有效面積小于按太陽能保證率為50%計(jì)算的集熱器總面積時(shí)

3、，應(yīng)采取集中式與分散式相結(jié)合的太陽能集熱系統(tǒng)，亦可采用集中式太陽能集熱系統(tǒng)與空氣源熱泵相結(jié)合的熱水系統(tǒng)。4、6層以下的居住建筑可選用集中式或分散式太陽能熱水系統(tǒng)。輔助熱源應(yīng)當(dāng)選用城市熱網(wǎng)、燃?xì)饣虻凸入?；必須采用普通電時(shí)宜采用分散輔助熱源形式。北京市住建委《關(guān)于進(jìn)一步提高住宅節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的請(qǐng)示》中，要求北京地區(qū)住宅強(qiáng)制采用太陽能熱水系統(tǒng)①12層及其以下的住宅和12層以上Fwx≥Ajz的住宅，應(yīng)設(shè)置供應(yīng)樓內(nèi)所有用戶的太陽能熱水系統(tǒng)。Fwx屋面能

4、夠設(shè)置集熱器面積的有效面積Ajz計(jì)算集熱器總面積無南向遮擋的平屋面和南向坡屋面的最小投影面積不小于計(jì)算集熱器總面積的Ajz2.5倍②太陽能熱水系統(tǒng)必須與建筑設(shè)計(jì)和施工統(tǒng)一同步進(jìn)行集中生活熱水系統(tǒng)應(yīng)設(shè)循環(huán)加熱系統(tǒng)，本條包括太陽能系統(tǒng)輔助熱源的加熱設(shè)備。二、住宅太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例筆者以北京金地通州金地格林小鎮(zhèn)商品房14#號(hào)樓為例，淺談住宅太陽能熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)住宅建筑應(yīng)用的幾種太陽能熱水系統(tǒng)做個(gè)對(duì)比及總結(jié)。14號(hào)樓共18層，兩個(gè)單元組

5、成，每個(gè)單元每層4戶，共計(jì)72戶，每戶2.8人，每個(gè)單元共計(jì)202人。太陽能熱水系統(tǒng)按一個(gè)單位一套系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本樓共計(jì)兩套太陽能熱水系統(tǒng)。1、太陽能生活熱水系統(tǒng)形式比較1.1系統(tǒng)特點(diǎn)集中集熱、集中儲(chǔ)熱優(yōu)點(diǎn)：2、太陽能集中集熱、分戶儲(chǔ)熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖一：太陽能熱水系統(tǒng)原理圖2.1系統(tǒng)原理：集中集熱分戶儲(chǔ)熱太陽能熱水系統(tǒng)，是將集熱器在建筑屋面集中放置，每戶配置一套獨(dú)立的儲(chǔ)熱水箱，儲(chǔ)熱水箱內(nèi)置換熱裝置和輔助加熱裝置，公用設(shè)備集中放置在樓頂設(shè)備間內(nèi)。

6、太陽能集熱器收集的熱能通過循環(huán)管道輸送至戶內(nèi)儲(chǔ)熱水箱中的換熱裝置進(jìn)行換熱來加熱儲(chǔ)熱水箱中的水。當(dāng)太陽光照不足時(shí)，或儲(chǔ)熱水箱中的水未達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，用戶可以使用儲(chǔ)熱水箱內(nèi)置的輔助加熱裝置加熱供用戶使用。集熱板與戶內(nèi)的儲(chǔ)熱水箱熱交換的循環(huán)管應(yīng)同程布置，即三根循環(huán)管道。循環(huán)水泵的用電單獨(dú)計(jì)量，循環(huán)水泵的運(yùn)行費(fèi)用可與電梯的運(yùn)行費(fèi)用合并計(jì)算，太陽能熱水系統(tǒng)不另行向用戶收費(fèi)。2.2太陽能集熱器的確定：根據(jù)建筑屋面結(jié)構(gòu)形式，冬天熱媒介質(zhì)防凍等因素，本

7、工程采用平板型太陽能集熱器，集熱器計(jì)算：根據(jù)北京市地方標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》DB11T4612010，根據(jù)3.1.1條：太陽能集熱系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)平均日用熱水量Qw來計(jì)算太陽能集熱器的總面積。根據(jù)3.1.2條：太陽能集熱系統(tǒng)貯熱水箱內(nèi)熱水的計(jì)算溫度宜取60度。冷水的計(jì)算溫度參考工程所在地春秋季節(jié)自來水的供水溫度，地下水去1015度，地面水取4度。根據(jù)3.1.3條：太陽能集熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)平均日用熱水量Qw計(jì)算公式為：Qw=Kqm

8、K=0.6，q=50L人.天，m=722.8=202人Qw=0.650202=6060Ld根據(jù)3.1.4，第1條，直接系統(tǒng)集熱器總面積可根據(jù)日平均用熱水量、熱水計(jì)算溫度和冷水計(jì)算溫度確定，計(jì)算公式為：A=（QwCp（trtl）f）（Jηj（1ηt））C=4.187（KJKg.℃），pr=0.983KgL，tr=60℃，tl=15℃，f=50%，J=17000KJm2d，ηj=50%，ηt=15%Ajt=60604.1870.983（60

9、15）50%（1700050%（115%））≈78m2根據(jù)3.1.4，第2條，間接系統(tǒng)集熱器總面積可按下式簡(jiǎn)單計(jì)算：Ajj=1.1Ajt=1.178≈86m2集熱板每塊2m2，共計(jì)43塊集熱板，安裝在建筑屋面混凝土結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，安裝傾角30，采用鋼結(jié)構(gòu)架空補(bǔ)充。2.3本工程每單元采用一套太陽能熱水系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)獨(dú)立控制，為每戶提供熱量，每戶配置80L橫式儲(chǔ)熱水箱。根據(jù)3.1.7條：太陽能集熱系統(tǒng)貯熱水箱容積計(jì)算：V=qrjdAj=6086