住宅太阳能热水设计实例、

住宅楼太阳能热水工程辅助加热系统设计与实战案例分析 (1) 工程概况北京某回迁安置房项目，均为小高层住宅，建筑层高11层，地下一层，一梯两户南北通透小户型，屋顶为坡屋面，坡屋面与楼顶结构板之间为设备夹层。

太阳能热水系统采用集中集热—集中贮热—集中辅热—集中供热至各户的大集中式直接加热系统，太阳能系统采用全玻璃真空管集热器；贮热水箱采用矩形模压板焊接不锈钢保温水箱和恒温水箱，采用空气源热泵辅助加热系统，供热水采用变频增压供热水系统等。

太阳能集热器安装与南向的坡屋面上，储热水箱和恒温供热水箱放置于屋顶的设备夹层中，空气源辅助加热设备为2台15匹机组，设计院设计放置在设备夹层中储热水箱旁，空气源热泵热泵机组的换风量经过计算，由2台大功率风机（920转/分钟，小时风量9800立方，功率0.5KW）强制为热泵机组进行通风。

恒温水箱由变频器控制的增压泵24小时供应生活热水。

系统原理图见案例图5-1-1。

案例图 5-1-1 太阳能与热泵辅热系统原理图(2) 系统问题该项目由设计院负责设计，太阳能厂家按照设计院投标中标后，按照设计院设计图纸施工，在设备安装完毕后，进行系统试运行调试过程中，发现热泵运行时噪音很大，将会对设备下方住户的日常生活产生加大影响。

太阳能施工厂家将情况反应给监理和甲方。

（3）故障排查系统运行后噪声超标将直接将影响设备间下方居民的正常生活。

为此，项目的甲方、设计院、总监、总包、分包等单位进行了技术的会商，并委托施工单位进行原因分析及故障排除。

经现场噪声测定，当热泵机组开启后，设备间下方住户室内噪声测定值约为43-46分贝。

当强制通风风机启动后，室内噪声测定值达到了50分贝。

设备间下方两侧的住户和设备正下方第两层的住户的室内噪声测定值也分别超过了45分贝。

(4) 原因分析经技术人员现场排查测试，发现热泵机组噪音来自以下三个方面：一是热泵压缩机自身的运行噪声，此噪音是不可避免的；二是热泵机组传递给热泵承重梁又传递到建筑墙体的噪音。

热水器基本概念热水器就是指通过多种物理原理，在一定期间内使冷水温度升高变成热水旳一种装置。

按照原理不一样可分为电热水器、燃气热水器、太阳能热水器和空气能热水器四种。

电热水器特点：使用以便、节能环境保护，能持续供应热水。

分为储水式和即热式电热水器。

储水式电热水器容量分有30L、40L、50L、60L、80L、90L、100L等。

长处安装简朴，使用以便。

缺陷洗澡前要提前预热。

即热式电热水器长处：出热水快，只需3秒钟即可；热水量不受限制。

缺陷：功率高，需预留至少4平方旳电线。

空气能热水器空气能热水器是较先进旳热水器，工作原理与空调恰好相反：通过压缩机系统运转工作,吸取空气中热量制造热水。

燃气热水器燃气热水器原理是运用燃料燃烧释放出旳热量来燃烧水旳一种设备。

一、按使用燃气旳种类分为：人工煤气热水器、天然气热水器、液化石油气热水器。

二、燃气热水器按给排气方式分为直排式、烟道式JSD、强排式JSQ、平衡式JSG、户外式JSW四个阶段。

三、按安装位置分为户内式（浴室内，浴室外）与户外式四、燃气热水器按出水温度可分为一般型和恒温性。

太阳能热水器：重要有集热器、储热水箱、辅助热源、循环管道、自动控制五部分构成。

太阳能热水系统根据集热系统、辅助系统及供水方式旳不一样，可以分为三大类型：分户集热——分户储热辅热式集中集热——分户储热辅热式集中集热——集中储热辅热式分户集热——分户储热辅热式太阳能热水系统是指终端用水点以户为单位，每户独立设置太阳能集热器、储水箱、辅热设备及有关管路，每户独立使用旳小型太阳能热水系统。

较合用于独立式小型别墅住宅、联排别墅、新农村规划联排住宅中。

集中集热——分户储热辅热式太阳能热水系统是指太阳能集热器集中、统一规划安装于建筑物屋面部分，储水箱、辅助加热系统按终端顾客为单位独立设置旳太阳能热水系统。

较合用于新农村规划联排住宅、多层及高层住宅、宾馆、学校、工厂员工宿舍中使用。

集中集热——分户储热辅式太阳能热水系统简介1.太阳能集热器集中安装在建筑物旳屋面，储水箱及辅助加热设备按每户旳用量需求分别设置在各户内；水箱通过太阳能循环泵与屋面集中集热器进行循环，辅助加热器一般采用电加热，分户设置于户内水箱中；较合用于新农村规划联排住宅、多层及高层住宅、宾馆、学校、工厂工业生产及员工宿舍中使用。

8.9 太阳能热水系统设计实例8.9.1 设计施工说明一、设计依据（1）《建筑给水排水设计规范》GB 50015-2003（2）《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》（3）《太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范》GB/T 18713-2002二、设计参数1、气象参数年太阳辐照量：水平面4657.516 MJ/m2，30°倾角表面4913.953 MJ/m2年平均日辐射量：12.736MJ/m2，31.4°倾角表面13.447 MJ/m2年平均每日的日照小时数：5.5h；年平均温度：15.7℃2、热水设计参数日最高用水定额100 L/(人·d )日平均用水定额60 L/(人·d )设计热水温度：60℃设计冷水温度：17℃3、常规能源费用电价：0.61元/kW·h（2009年价格）天然气价格：2.5元/m3（2009年价格）4、太阳能集热器性能参数集热器类型：真空管集热器集热器规格：1.81m2三、工程概况（1）建筑说明本工程位于上海某住宅小区，上海的地理位置为：北纬31°10’，东经121°26；该’建筑为两层别墅，正南朝向，为坡面屋顶，建筑面积：250m2，一层有一个卫生间一个厨房，二层有两个卫生间，热水用水点共有8个。

（2）生活热水供应设计太阳热水系统为局部（独立）间接供水系统，24小时全日供应热水，设置单水箱既作为贮热水箱又作为供水箱；太阳能集热器通过预埋件以嵌入式安装在坡屋面上；水箱等放置在底层车库内，辅助热源为电加热器。

8.9.2热水系统负荷计算1、用水人数该别墅用水人数为5人计。

2、系统日耗热量、热水量计算（1）系统设计日用热水量qqmrdr式中q rd—设计日热水量，L/d；q r — 热水用水定额，L/(b ·d )；m — 用水计算单位人数，人数。

则 d L q rd /500=（2）系统平均日用热水量q W ar Q m =式中 Q W — 平均日用热水量 L/d ；q ar — 日平均用水定额，L/(人·d )；m — 用水计算单位人数，5人；取m=5人；q ar =60L/(b ·d )；则 Q W =300 L/d（3）设计小时耗热量计算、设计小时热水量计算设计小时耗热量：h ()86400r r L h mq c t t Q K ρ-= 式中 Q h — 设计小时热耗量，W ；m — 用水计算单位人数，5人；q r — 热水用水定额，100L/(人·d )；c — 水的比热容，c=4187J/(㎏·ºC)；ρ — 热水密度，㎏/L ；t r — 热水温度；t L — 冷水温度；K h — 小时变化系数，通过表查取别墅的小时变化系数为4.21。

太阳能集中热水系统设计实例与分析摘要通过太阳能集中热水系统在住宅小区的设计实例,介绍其工作原理、设计要点以及在实际工程中的可行性。

关键词太阳能集中热水实例前言目前我国大力提倡环境保护和能源节约,使得太阳能技术得到长足的发展，家用太阳能热水器走进了千家万户。

太阳能热水器具有节约能源、减少环境污染、使用方便、经济效益明显等优点。

据资料显示:河北省年平均日照量在2400~3100小时之间,太阳能的利用具有很大的潜力。

但是有些项目太阳能热水系统尚未完全纳入建筑设计,一些住户在购买商品房后只能各自安装太阳能热水器。

由于没有统一的规划, 太阳能热水器在布置上很零散，不仅可靠性差，而且影响建筑整体美观。

若采取统一设计，集中规划，将会使这一状况得到有效改观。

现结合保定市新一代高层居住区（C区）二期工程中12#楼太阳能集中热水系统来进行方案阐述和应用分析。

1工程概况本工程热水量要求每户按100升/日计算，跃层的按两户设计，单身公寓按一套设计。

12#楼四个单元合计90户。

一单元合计36户，二单元合计32户，一、二单元合为一个系统，总用水户数共68户，设计用水量6.8吨/日。

三单元合计28户，四单元合计32户，三、四单元合为一个系统，总用水户数共60户,设计用水量6吨/日。

供水温度：50ºC；设计恒温水箱水温为50ºC;供水时间：全天24小时；辅助电加热：本工程将电加热和储热水箱分离，通过循环水泵使水在水箱和加热装置间进行循环，既可以提高电加热的使用寿命，也方便维修；给水系统：主管路采用变频及循环给水，保证主管路中的水恒为热水；冷水计算温度：当地地表水温为10-15 ºC，取10ºC(以春秋季节计算)。

2太阳能系统运行原理考虑到每套太阳能控制系统在楼顶，对系统的监控比较麻烦，并且考虑到强任凤彦，男，1969年1月，大学，高级工程师电和弱电分离等因素，本工程设计远程控制显示器及楼顶强电控制柜，根据控制目的配置一套远程监控控制显示器放置在楼内值班室或控制室内（距屋顶1000米范围以内）。

太阳能热⽔系统设计范例螂1 、术语和定义莈太阳sun太阳系的中⼼天体。

可视其为K的全辐射体。

它是地球上光和热的源泉。

太阳能solar energy 从太阳发射、传播或接收的辐射能。

⾼度⾓altitude从地平圈沿某天体所在地平经圈量⾄该天体的⾓距离。

以地平圈为零，向上为正，向下为负。

单位为度（°）。

太阳⾼度⾓solar altitude膆⽇⾯中⼼的⾼度⾓，即从观测点地平线沿太阳所在地平线圈量⾄⽇⾯中⼼的⾓距离。

⽅位⾓azimuth从天球⼦午圈沿地平圈量⾄某天体所在地平线圈的⾓距离。

以南点为零点，向西为正，向东为负。

单位为度（°）。

太阳⽅位⾓（2）solar azimuth ⽇⾯中⼼的⽅位⾓，即从观测点天球⼦午圈沿地平圈量⾄太阳所在地平经圈的⾓距离。

莃⾚纬declination⾚道坐标系中，天⾚道与某天体沿所在时圈量度的⾓距离。

以天⾚道为零，向北为正，向南为负。

单位为度（°）。

太阳⾚纬（S）solar decli natio n⽇⾯中⼼的⾚纬，即从天⾚道沿太阳所在时圈量⾄⽇⾯中⼼的⾓距离。

春（秋）分时为°，⼀年之内在⼟90°'之间变化。

时⾓hour angle从天球⼦午圈沿天⾚道量⾄某天体所在时圈的⾓距离。

以天球⼦午圈为零，向西为正向东为负。

单位既可为时（h）,也可为度（°）。

（3）solar hour an gle袂太阳时⾓⽇⾯中⼼的时⾓，即从观测点天球⼦午圈沿天⾚道量⾄太阳所在时圈的⾓距离。

真太阳⽇apparent solar day ⽇⾯中⼼连续两次上中天所经历的时间。

真太阳时apparent solar time 由⽇⾯中⼼的时⾓量度的计时系统。

平太阳连续两次下中天所经历的时间。

辐射radiation能量以电磁波或粒⼦形式的发射或传播。

辐〔射〕能（Q）radiant energy以辐射形式发射、传播或接收的能量。

单位为焦〔⽿〕（J）。

建筑节能设计中的太阳能利用太阳能作为一种无限可再生的能源，被广泛地运用在建筑节能设计中，为建筑物提供冷暖能源的同时，也有效减少了对传统能源的消耗。

本文将探讨建筑节能设计中的太阳能利用，包括太阳能发电和太阳能热水系统两个方面。

一、太阳能发电太阳能发电是利用太阳辐射能将光能直接转化为电能的过程。

建筑物可以通过安装光伏板，将太阳能转化为电能供给建筑内部使用或输送到电网上。

太阳能发电系统一般由光伏组件、逆变器和电池组成。

在建筑节能设计中，太阳能发电系统可以通过降低对传统电力的依赖，减少温室气体排放并降低能源成本。

此外，太阳能发电还可以独立供电，尤其适用于偏远地区和紧急情况下的电力供应需求。

二、太阳能热水系统太阳能热水系统利用太阳能将光能转化为热能，供给建筑内部的热水使用。

太阳能热水系统一般由太阳能集热器、储水箱和辅助加热装置组成。

太阳能热水系统在建筑节能设计中的应用主要体现在以下几个方面：1. 节约能源和降低能源消耗：采用太阳能热水系统可以减少对传统燃料的需求，降低能源消耗，减少温室气体排放。

2. 提高能源利用效率：太阳能集热器能够高效地将太阳辐射能转化为热能，使得能源利用效率更高，节约成本。

3. 绿色环保：太阳能热水系统不会产生任何污染物和二氧化碳等温室气体，对环境友好。

三、建筑节能设计中的太阳能利用案例分析以下是几个建筑节能设计中太阳能利用的实际案例，通过这些案例可以了解到太阳能利用在建筑节能领域的应用与效果。

案例一：某商业建筑的太阳能利用该商业建筑安装了太阳能光伏板，将太阳能转化为电能供给建筑内部使用。

通过调整光伏板的角度和数量，最大限度地吸收和利用太阳能，大幅度减少了对传统电力的依赖。

该商业建筑节能效果明显，能源消耗减少了30%。

案例二：某住宅楼的太阳能热水利用该住宅楼安装了太阳能热水系统，利用太阳能集热器将太阳辐射能转化为热能供给住户使用。

太阳能热水系统与传统燃气热水系统相结合，大部分时间都可以使用太阳能提供的热水，大幅降低了燃气消耗，节约了能源成本。

设计方案第一部分技术方案一、工程概况工程位置：河北省廊坊市富士康公寓楼（一期）工程概况：富士康公寓楼（一期）太阳能热水工程（三个相同公寓）1#、1-1#公寓楼日需洗浴热水200吨2#、2-2#公寓楼日需洗浴热水200吨3#、3-3#公寓楼日需洗浴热水200吨二、设计要求1、系统产水量：太阳能热水系统为1#、2#、3幡寓楼提供洗浴热水均为200吨，每个公寓楼设四个系统。

2、产水温度：保证出水温度45 C以上。

3、供水方式：全年四季使用，全天候（或定时）供水。

4、集热器类型：全玻璃太阳能真空集热管集热器。

5、辅助热源：电力。

6、工程内容：太阳能热水系统采购及安装计。

三、设计依据（一）、设计规范引用标准1、GB/T18713-2002《太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范》2、GB50015-2003《建筑给水排水设计规范》3、GB/T17581-1998《真空管太阳集热器》4、GB50017-2003《钢结构设计规范》5、GB50009-2001《建筑结构荷载规范》6、GB4272-92《设备及管道保温技术通则》7、GB4706.1-2005《家用和类似用途电器的安全通用要求》8、JB4088-1999 «日用管状电热组件》9、《室内用热水、热力供应设计规范》10、GB50303-2002《建筑电气工程施工质量验收规范》11、GB50258-1996《电气装置安装工程1KV及以下配线工程施工及验收规范》12、GB50207-1994《屋面工程技术规范》13、GBJ242-82《采暖与卫生工程施工及验收规范》14、JBJ242-92《民用建筑电气设计规范》15、GBJ93-86《工业自动化仪表工程施工及验收规范》16、GB/T10800-89《隔热用聚氨酯泡沫塑料》17、GB/T12464.1-1998《焊接质量要求、金届材料熔化焊》18、NY/514-2002《家用太阳热水器储水箱》19、GB/T18708-2002《家用太阳热水系统热性能试验方式》20、NY/T343-1998 «家用太阳热水器技术条件》21、NY/T6510-2002《家用太阳热水系统安装、运行维护技术规范》22、NY/T513-2002《家用太阳热水器电辅助热源》23、GB/T50364-2005《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》24、GB/T123936-1991《太阳能热水用术语》25、01SS105《常用小型仪表及特种阀门选用安装》26、GB5748 85《生活饮用水水质标准》（二）、自然条件工程所在地位丁河北省廊坊市，地理位置届太阳能资源较丰富地区，太阳能年辐射总量为5700M1J 兆焦）/m2左右，晴天年平均日照时数为2800小时以上，日照率50-70%具有良好的太阳能资源优势。

住宅建筑太阳能热水系统设计及应用简介：随着经济建设和人民生活水平的提高，常规能源供应与住宅生活热水耗能的缺口日益增大，太阳能作为一种取之不尽用之不竭的新型环保新能源，一种较为简单、经济、环保、可靠的改善建筑环境的方法，一种很适合我国经济现状的采暖及供热方式，在我国得到了大力的推广和广泛的使用。

本文结合杭州国泰房产开发的住宅小区“保元泽第”的设计及安装过程，详细介绍了太阳能技术在排屋及多层住宅分散集热太阳能热水系统中切实可行的节能构造措施, 并对住宅太阳能热水器供热系统的应用提出了建议。

关键词：太阳能热水集热板一、工程概况：杭州国泰房产开发的“保元泽第”项目位于杭州余杭地区，为多层住宅和排屋，其中排屋240户、多层90户，每户按3人计算，用水总人数为990人。

杭州日照属中国二类地区，全年365天中，晴天70%，阴雨天气为30%，因此太阳能保证率设计为55%。

当地的太阳辐照量：4068.653MJ/(m2·a)。

年日照小时数1819.9h。

月平均气温（℃）见表1。

二、系统选用：本工程均为低层排屋和多层住宅，为方便维护、检修及管理，简化系统，故采用太阳能集热器分散布置，分户使用,共使用330套LPDHWS-150-3-Y型分体式承压太阳能热水中心。

分体热水中心系统主要有三大主要组成部分：集热器、储热水箱、控制中心。

分体热水中心系统主要特点为分户集热、分户贮热形式。

分体就是实现集热部件与储热水箱的分体，集热部件在室外，储热水箱在室内。

水箱与各个喷头、龙头之间的连接管路非常短，因此几乎就没有冷水流出，真正实现一打开就有热水。

热水中心系统采用双循环承压运行系统，即集热器通过太阳能站和贮热水箱内的热交换器之间为一路闭路循环，此循环由太阳能站控制自动运行，同时配有膨胀罐吸收系统内多余压力，保护系统正常运行；自来水进入水箱，到用水终端之间为一路循环，水箱为立式水箱，下进冷水，上出热水，这样可以充分保证用户使用水的清洁。

关于太阳能热水工程的各种优势、特点，在很多文章中都已介绍。

根据我们设计太阳能热水工程的一些体会，做一些太阳能热水工程设计与安装实例分析。

设计工作开展之前，要注意做好全面分析、合理设计、选用适宜的太阳能热水系统方案，才能达到用户满意的使用要求。

在设计方案中，根据用户不同条件和需求要灵活分析、确定，不能采用一个固定模式设计、安装。

设计之前要了解的问题：● 用户单位的建筑条件建筑物高度以及应允许放置水箱的位置（楼顶、地面、地下室等）大多不相同。

● 用户单位要求情况日均用水总量；要求用水温度；用水使用位置；实际用途：洗浴用水、浴池加温、鱼池加温、环境（种植或养殖大棚）加温。

● 用户单位辅助能源的条件确定采用（电加热器，电锅炉，燃油、燃气锅炉，水源、地源或空气源热泵机组等）1种或2种以上的组合方案。

● 地理位置及条件根据用户的地理纬度和冬季最低环境温度、四季日照条件、朝阳的方向是否有遮挡，分析安装条件。

● 用户单位的水压与电压了解用户单位的水压与电压以及供应情况。

1 常见的几种设计方案1.1 家用太阳热水器的串并联方案在用户要求不是很高的情况下较为常见，适宜在用户条件比较简单的环境使用。

安装数量太多则载荷过重，对于建筑物会有不利影响。

设计中注意上下水主管路的直径与串并联数量关系，避免补水量与用水量产生矛盾。

1.2 自然循环设计方案在小吨位用水量中很普遍，不适于大吨位用水量方式。

这种方式比较简单，有一定的要求，水箱与太阳能集热器的高度问题，水箱的支架要计算载荷问题和防风问题，符合《钢结构设计规范》，无论是采用什么方式的太阳能集热器，其串并联的数量要求合理，应符合《太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范》。

1.3 定温放水设计方案通过集热器与水箱之间的温差，控制进凉水方式将达到设定温度的热水顶入水箱，水箱的热水注满后通过温差循环继续增温，这也是很多太阳能公司目前使用的方案。

这种方式在日照条件好时一般没有问题，在日照条件较差时，应注意及时补水，使水箱内具有一定的水量，防止电加热器干烧。