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            太陽能熱水工程

            發布者:本站 閱讀量:1773

             
            太陽能熱水工程在醫院、學校、賓館、工廠都有廣泛的應用,下面是幾種常見的設計方案,具體的集熱器數量及管道設計歡迎咨詢。設計方案類型

            太陽能熱水工程根據集熱系統、輔助系統及供水方式的不同,可以分為三大類型:

                    分戶集熱——分戶儲熱輔熱式
                    集中集熱——分戶儲熱輔熱式
                    集中集熱——集中儲熱輔熱式


            一、分戶集熱——分戶儲熱輔熱式太陽能熱水工程是指終端用水點以戶為單位,每戶獨立設置太陽能集熱器、儲水箱、輔熱設備及相關管路,每戶獨立使用的小型太陽能熱水系統。

            1、集熱器安裝位置選擇
            分戶集熱——分戶儲熱輔熱系統中的集熱器的安裝位置可為屋頂(平屋面、坡屋面)、立面墻、披檐及陽臺攔板等位置。

            2、 適用安裝類型
            分戶集熱——分戶儲熱輔熱式太陽能熱水系統較適用于獨立式小型別墅住宅、聯排別墅、新農村規劃聯排住宅中,也可以在多層及高層住宅中使用。針對以上的不同建筑類型分戶集熱——分戶儲熱輔熱式太陽能熱水系統的安裝、運行方式也有所不同。獨立式小型別墅住宅、聯排別墅、新農村規劃聯排住宅采用分體式別墅型太陽能熱水系統,多層及高層住宅多采用陽臺壁掛式太陽能熱水系統。

            3、分體式別墅型太陽能熱水工程介紹
                  1.分體式別墅型太陽能熱水工程一般采用分離式強制循環二次熱(工質循環、水介排空方式)系統形式。
                  2.在安裝時,集熱器與屋面相結合進行安裝,滿足建筑結構功能的同時不影響建筑的外觀;儲熱水箱及其它輔助設備安裝在室內,便于操作及維修。
                  3.在輔助能源上,一般宜選用電加熱形式。在使用時,可采用半自動控制的方式(溫度不足手動啟動輔助加熱系統,達到溫度時自動停止)。


            分體式別墅型太陽能熱水系統示意圖
            4、陽臺壁掛式太陽能熱水系統介紹
                  1.陽臺壁掛式太陽能熱水系統一般采用自然循環方式,為保證系統全年使用,循環介質采用防凍液。
                  2.安裝時將集熱器放置于陽臺欄板處,水箱可安放在陽臺內側或衛生間、設備間內,要求水箱位置高于集熱器。建議太陽能與水箱位置不宜過遠。
                  3.輔助能源一般采用電加熱方式,半自動控制的方式(溫度不足手動啟動輔助加熱系統,達到溫度時自動停止)。
                 

            陽臺壁掛式太陽能熱水系統原理圖

            5、分戶集熱——分戶儲熱輔熱式太陽能熱水工程方案優缺點
                  1.系統為小型分體式承壓供水式,系統簡單,使用方便,在建筑應用中安全性、可靠性高;
                  2.儲水箱距離用水點較近,戶內熱水管路距離短,使用熱水時不會放出大量的冷水,節水效果好;
                  3.產品使用獨立,產權明確,由住戶負責日常維護,無管理難度;
                  4.輔助加熱設備建議采用定時定溫的方式控制,節能效果好。
                  5.熱水資源利用無法共享,有效利用率較低,系統綜合造價相對較高。

            二、集中集熱——分戶儲熱輔熱式太陽能熱水工程是指太陽能集熱器集中、統一規劃安裝于建筑物屋面部分,儲水箱、輔助加熱系統按終端用戶為單位獨立設置的太陽能熱水工程。

            1、集熱器安裝位置選擇
            集中集熱——分戶儲熱輔熱系統中的集熱器的安裝位置可為屋頂(平屋面、坡屋面)。

            2、 適用安裝類型
            集中集熱——分戶儲熱輔熱式太陽能熱水系統較適用于新農村規劃聯排住宅、多層及高層住宅、賓館、學校、工廠員工宿舍中使用。

            3、 集中集熱——分戶儲熱輔式太陽能熱水工程介紹
                  1.太陽能集熱器集中安裝在建筑物的屋面;
                  2.儲水箱及輔助加熱設備按每戶的用量需求分別設置在各戶內;水箱通過太陽能循環泵與屋面集中集熱器進行循環;
                  3.輔助加熱器一般采用電加熱,分戶設置于戶內水箱中;
                 

            集中集熱——分戶儲熱輔式太陽能熱水系統原理圖

            4、
            集中集熱——分戶儲熱輔熱式太陽能熱水工程方案優缺點
                  1.集熱器集中統一設置,集熱循環管路較少,減少了對公共空間的占用;
                  2.熱水供應系統采用分戶式,熱水管路減少承壓供水;集熱器具備有分體式熱水系統節水效果好等物點;
                  3.熱水系統分戶供應,水費、輔助加熱電費計費容易;
                  4.系統設計相對較為復雜,需著重考慮熱量分配不均及高層的壓力平衡問題;
                  5.由于系統的輔分戶設置,因此在各用水終端進熱時補充時須關閉太陽能循環泵,否則會造成單戶輔助加熱熱量進入太陽能集熱器系統而無法計量;
                  6.整個太陽能熱水系統不同部分產權歸屬不盡相同。在多層及高層小區里集熱器統一使用,為公有設備(歸物業管理),而各終端設備為各戶私有,在設備的使用過程中,易造成責任混亂,設備的客理及問題處理易發生糾紛。

            三、集中集熱——集中儲熱輔熱式太陽能熱水工程是指終太陽能集熱器、儲水箱、輔熱設備全部集成化,統一安裝儲熱器,統一設置集中儲水箱及輔助加熱設備,然后將熱量再分配至各用水終端的太陽能工程。

            1、集熱器安裝位置選擇
            集中集熱——集中儲熱輔熱系統中的集熱器與儲熱水箱的安裝位置可為屋頂(平屋面、坡屋面)。

            2、 適用安裝類型
            集中集熱——集中儲熱輔熱式太陽能熱水系統較適用于新農村規劃聯排住宅、多層及高層住宅、賓館、學校、工廠工業生產及員工宿舍中使用。

            3、集中集熱——集中儲熱輔熱式太陽能熱水系統介紹
                  1.太陽能集熱器集中安裝在建筑物的屋面;
                  2.儲水箱及輔助加熱設備按平均每戶的用量需求集中安裝在屋面;水箱通過太陽能循環泵與屋面集中集熱器進行循環;
                  3.輔助加熱器一般采用電加熱,設置于戶內水箱中;
                  4.集中集熱——集中儲熱輔熱式太陽能熱水系統根據儲熱水箱承壓性可分為承壓式系統和非承壓式系統兩種;

            4、
            承壓式集中集熱——集中儲熱輔熱式太陽能熱水工程介紹
            適用于儲水容積較小的系統。比如在多層住宅的供水系統中以單元為供水單位的太陽能熱水工程。

            承壓式集中集熱——集中儲熱輔熱式太陽能熱水工程原理圖

            5、
            非承壓式集中集熱——集中儲熱輔熱式太陽能熱水系統介紹
            適用儲水這容積較大的工程。比如工業生產供水。

            非承壓式集中集熱——集中儲熱輔熱式太陽能熱水系統原理圖

            6、
            集中集熱——集中儲熱輔熱式太陽能熱水系統方案優缺點
                  1.太陽能集熱系統、輔熱系統、供水系統高度集成化,集熱系統熱損失??;
                  2.輔助能源系統集中設置與分散設置相比,其初期投入設備功率和運行費用都較小,節能優勢更加明顯;
                  3.熱水供水系統相比于分戶式系統便于進行優化設計,保證供水品質,在節能、節水的前提下,達到隨時供應符合需求的熱水目的;
                  4.集中集熱——集中儲熱輔熱太陽能熱水系統可以克服分戶式集群系統中占用公共管道井面積較大的缺點,節省了系統管材;但需要設置獨立的公共設備間,占用建筑的公共面積;
                  5.集中集熱——集中儲熱輔熱太陽能熱水系統在集熱面積、輔助功率、熱水系統的設計、使用上均在存在平衡互補性。
                       5.1集熱面積相對較小,各種輔助設備較小,初期投資費用低;
                       5.2使用過程中,由于系統對設備的集成整合程度高,因此可以對不同用水點需求的能量進行方便、合理的調節,使太陽能量及系統設備的有效利用率更高,且保證了充足的用水量。
                  6.集中集熱——集中儲熱輔熱太陽能熱水系統需根據太陽能系統的平均運行成本確定熱水收費標準,通過分戶安裝熱水表進行計量收費,相對比較麻煩。
                  7.集中集熱——集中儲熱輔熱太陽能熱水系統后期需物業管理部門進行設備的整體維護及管量。

            7、
            集中集熱——集中儲熱輔熱式太陽能熱水系統分類對比
            根據系統使用規模的不同,可分為多棟樓系統、獨棟樓系統及單元樓系統三種。多棟樓系統由于存在集熱損失及室外供熱管線損失較大的缺點,不推薦使用。下面就單元樓及獨棟樓系統的不同點進行對比分析,見下表1。

             

            序號

            項目

            單元樓系統

            獨棟樓系統

            1

            經濟性能

            承壓水箱,初期的投資高,回收期較長

            開式水箱,設備集中程度高,初期的投資低,回收期短

            2

            建筑結合

            空間占用

            設備間多,占用公共空間相對較多

            設備間一處,占用公共空間相對較少

            3

            管井位置

            集熱管道布置數量多,占用管井空間大

            集熱管道布置寬數量少,占用管井小

            4

            系統設計

            承壓系統供水

            變頻機組供水

            5

            使用功能

            管理水平

            管理點較多,后期管理維護費用相對較高

            管理點較少,后期管理維護費用相對較低

            6

            管路熱損

            集熱系統為多路,相對熱損失較大;供熱系統管路短,熱損失小

            集熱系統為單路,熱損失相對較??;供熱循環管路較長,相對熱損失偏大

            7

            運行費用

            采用自來水壓力供水方式,相對更加節省費用

            采用變頻機組供水,會產生一定的費用

            1  單元樓系統及獨棟樓系統分析比較表


            住宅太陽能熱水系統優化設計:

            住宅類型
            目前,建筑的普遍類型一般有以下幾種形式:別墅型住宅、多層住宅、板式小高層、板式高層、點式塔樓住宅等。在遵循經濟實用、節能節水、安全簡便的原則下,應結合各類型住宅的結構特點、用水點分布情況、用戶的實際用水習慣、系統的運行管理模式、輔助能源的種類及經濟承受能力等因素,針對不同的住宅類型設計不同類型、不同規模的太陽能熱水系統。
            太陽能熱水系統優化選擇

            別墅類型
            別墅屬高檔次住宅,其在建筑功能及建筑外觀要求比普通住宅要高。對生活熱水的使用,存在用水量相對較大、供水舒適要求高、要求保證率較高等點。因此,在太陽能熱水系統上的選擇上,推薦采用分體別墅型太陽能系統。

            多層住宅(按戶型平均80平方米考慮,人均日設計用水量50L)
            按6層6個單元計算,每單元一梯二戶,屋面面約960平方米(按平屋面考慮,若為坡屋面,南向可利用面積510平方米)。
            多層住宅按6層6個單元一梯二戶計算,共計72戶,接每戶平均3人計算,則用水量人數為216人,因此系最大設置集熱面積為140平方米,集熱器的布完全可滿足。
            多層住宅的屋面面積較為充裕,可以根據用水需求設置足夠的集熱器面積,因此在太陽能熱水系統的選擇上,建議選擇集中集熱—集中儲熱輔熱太陽能熱水系統;在系統的規模上,可選擇獨棟樓設置獨立太陽能熱水系統一套的方式。

            小高層及高層
            按根據多層住宅的計算(按戶型平均80平方米)可以知集中集熱—集中儲熱輔熱太陽能熱水系統最可以滿足12層以內的住宅。因此高于12層小高層及高層住宅,可以選擇陽臺壁掛式太陽能熱水系統。

            點式塔樓住宅
            點式塔樓住宅由于其建筑結構的特點,存在屋面可利用機積無法滿足太陽能集熱器布置條件的缺點,因此太陽能集熱面積無法完全滿足全樓的熱水供應。
            點式塔樓住宅其建筑一般設計存在北向戶型,因此,不具備采用陽臺壁掛式的安裝條件。建議在屋面安裝集熱器來滿足北向戶型的熱水供應,向陽的南向戶型采用陽臺壁掛;或屋面的集熱器來滿足高層的熱水供應,在地下室采用其它能源熱水系統來供應給低層。

            結論
            太陽能熱水工程在住宅建筑上的應用規模及類型應根據實際情況具體而定。具體的應根據太陽能熱水工程在建筑中的經濟性能、使用功能、系統設計、建筑設計等多方面性能綜合評價選擇。

            太陽能熱水工程

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