太陽能集熱器面積計算

1、太陽能集熱器面積計算太陽能集熱器面積計算2009113021:13:10|分類：工作|標(biāo)簽：|字號大中小訂閱關(guān)鍵詞：民用建筑太陽能熱水系統(tǒng)太陽能集熱器一體化設(shè)計1、前言2005年筆者參與了由廈門市建設(shè)與管理局組織的《廈門市太陽能熱利用與建筑一體化實施可行性報告》的課題研究，經(jīng)過近一年的努力，調(diào)研、學(xué)習(xí)總結(jié)太陽能熱水系統(tǒng)運用較好的云南、山東省份的工程經(jīng)驗，針對廈門太陽能資源及氣候條件的實際情況，提出了在廈門地區(qū)太陽能熱利用與建筑一體化的可

2、行實施方案，課題針對不同的建筑形式提出了在廈門市太陽能利用推薦方案，對今后廈門市實施太陽能熱利用與建筑一體化具有科學(xué)、實際的指導(dǎo)意義。近幾年筆者多次參與廈門市太陽能試點工程的設(shè)計及專家論證會，并對工程進行跟蹤調(diào)研，積累了一些經(jīng)驗。下面筆者就太陽能在民用建筑應(yīng)用技術(shù)方面的設(shè)計要點進行闡述，供同行參考。中華太陽能２、我國目前太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)現(xiàn)狀太陽能作為一種可持續(xù)使用的綠色能源，在我國已廣泛開發(fā)使用，建設(shè)部根據(jù)國家可持續(xù)發(fā)展規(guī)律戰(zhàn)略要

3、求，已在民用建筑中積極推廣使用太陽能熱水器，并在全國范圍內(nèi)推廣實施“陽光計劃“。近年來，我國太陽能利用雖然取得了很好的節(jié)能效益，但在民用建筑中太陽能利用往往自成系統(tǒng)，作為建筑的后置設(shè)備安裝和使用，即使是新建筑，也是簡單的安裝在屋面上。因為早期沒有可執(zhí)行的相關(guān)國家規(guī)范，太陽能熱水器在建筑上布置極為隨意，未預(yù)留管井，無位置隨意占用煙道，集熱器、熱水箱的承載、防風(fēng)、避雷等安全措施不健全，給城市景觀、建筑的安全帶來及不利的影響。筆者在參觀昆明太

4、陽能利用情況時，看到許多類似的情況，已大大影響了市容市貌和建筑安全，致使國內(nèi)有些城市禁止在建筑上安裝太陽能熱水器，并要求拆除已安裝的太陽能熱水器，這些都將制約太陽能熱水系統(tǒng)在建筑中的利用。為使太陽能熱水系統(tǒng)安全可靠、性能穩(wěn)定，與建筑和周邊環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一，并規(guī)范太陽能熱水系統(tǒng)的設(shè)計、安裝和驗收，推動太陽能熱水系統(tǒng)在建筑中的利用，近年來國家先后出臺了一系列相關(guān)規(guī)范和國標(biāo)圖集，有GBT187132002《太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計、安裝及工程驗收技術(shù)規(guī)

5、范》、GB503642005《民用建筑太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》、GBT200952006《太陽熱水系統(tǒng)性能評定規(guī)范》、國標(biāo)圖集06J9086《太陽能熱水器選用與安裝》06SS128《太陽能集中熱水系統(tǒng)選用與安裝》.及省標(biāo)J108072006《居住建筑與太陽能熱水系統(tǒng)一體化設(shè)計、安裝及驗收規(guī)程》（以下簡稱省標(biāo)J108072006），以上標(biāo)準都各具特色，特別是國標(biāo)GB503642005是我國第一項有關(guān)太陽能熱水系統(tǒng)在建筑中應(yīng)用的國家標(biāo)準

6、，為我國太陽能熱水系統(tǒng)在建筑中推廣應(yīng)用提供了技術(shù)依據(jù)。３、民用建筑太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計要點及主要設(shè)計步驟《民用建筑太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》中（以下簡稱GB503642005）首先強調(diào)民用建筑太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)納入建筑給排水設(shè)計中，建筑給排水專業(yè)人員在太陽能企業(yè)技術(shù)人員的配合下，依據(jù)規(guī)范GB503642005的要求，對太陽能熱水系統(tǒng)進行設(shè)計，同時并應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準的要求。3.1、民用建筑太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計的基本條件：根據(jù)我國太陽

7、能資源分布情況，福建南部屬于太陽能資源較豐富地區(qū)，福建北部屬于太陽能資源一般地區(qū)。參照省標(biāo)J108072006表3.1.2：福建省又可分為I類地區(qū)和II類地區(qū)，福州、廈門等城市屬I類地區(qū)，太陽能資源較豐富，民用建筑宜設(shè)計選用太陽能熱水系統(tǒng)。3.2、民用建筑主要基本情況調(diào)查：周圍環(huán)境：建筑所處地點緯度、年日照時間、年太陽輻射強度、年環(huán)境溫度等；建筑功能：最高日熱水量、供水方式、用水溫度、用水點位置等；安裝條件：場地面積、形狀、建筑結(jié)構(gòu)承載

8、力、遮擋情況等；輔助熱源情況：電價、氣價3.3、太陽能熱水系統(tǒng)類型的確定：設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)建筑物以上綜合因素，依據(jù)規(guī)范GB503642005表4.2.6選擇系統(tǒng)類型，選擇其類型、色澤和安裝位置，應(yīng)與建筑物整體及周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。系統(tǒng)選型舉例：圖（1）太陽能熱水系統(tǒng)對照表4.2.6選擇系統(tǒng)類型即為：集中供熱水系統(tǒng)、強制循環(huán)系統(tǒng)、間接影響系統(tǒng)的有效運行，還直接影響到建筑的外觀，如何正確選定太陽能集熱器在建筑中的位置，是太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計的重要步

9、驟。3.6.1太陽能集熱器的主要設(shè)置方式有：１、在建筑的平屋面、坡屋面上２、在建筑的外墻面上３、在建筑的陽臺上3.6.2太陽能集熱器的安全性能：太陽能集熱器的設(shè)置首先應(yīng)確保建筑的安全性能，設(shè)計應(yīng)注意規(guī)范GB503642005中以下幾點：1、架空在建筑屋面和附著在陽臺或墻面上的太陽能集熱器，應(yīng)具有相應(yīng)的承載能力、剛度、穩(wěn)定性和相對于主體結(jié)構(gòu)的位移能力（第4.4.12條）；2、當(dāng)集熱器做為建筑構(gòu)件時，如嵌入建筑屋面、陽臺、墻面或建筑其他部位

10、的太陽能集熱器，應(yīng)滿足建筑維護結(jié)構(gòu)的承載、保溫、隔熱、隔聲、防水、防護等功能（第4.4.11條）；3、安裝在建筑上或直接構(gòu)成建筑維護結(jié)構(gòu)的太陽能集熱器，應(yīng)有防止熱水滲漏的安全保障設(shè)施（第4.4.13條）；4、太陽能集熱器不應(yīng)跨越建筑變形縫設(shè)置。3.6.3太陽能集熱器的安裝方位和傾角：1、集熱器的安裝方位：根據(jù)規(guī)范GB503642005第4.4.7條，集熱器的安裝方位應(yīng)朝向正南，如受建筑物條件的制約，也可選擇偏東南或偏西南方向。2、集熱器

11、的安裝傾角可按下式確定：使集熱器全年得熱量最大時，θ＝Φ式中：θ：集熱安裝傾角Φ：安裝地的緯度當(dāng)使集熱器的集熱效率在夏季最高，安裝傾角可由當(dāng)?shù)鼐暥葴p10來確定。即θ=Φ10去確定集熱器安裝傾角。當(dāng)使集熱器的集熱效率在冬季最高，安裝傾角可由當(dāng)?shù)鼐暥燃?0來確定。即θ=Φ10去確定集熱器安裝傾角。福建省主要代表城市安裝傾角的選擇參見省規(guī)J108072006附錄表A（冬季使用查考）例如：福州的集熱器安裝傾角：θ＝Φ＋10＝26.0510＝36

12、.05，設(shè)計可按36取值。廈門的集熱器安裝傾角：θ＝Φ＋10＝24.5610＝34.56，設(shè)計可按35取值。3.6.4太陽能集熱器前后排間距：集熱器的布置應(yīng)避免受遮擋，與遮光物或集熱器前后排的最小間距應(yīng)按規(guī)GB503642005公式4.4.7計算：D=Hctgαs式中D集熱器與遮光物或集熱器前后排間的最小距離，m；nH遮光物最高點與集熱器最低點的垂直距離，m；αs太陽高度角；當(dāng)?shù)卮呵锓终?2時的太陽高度角（季節(jié)性使用）；當(dāng)?shù)囟寥照?/p>

13、12時的太陽高度角（全年性使用）。3.6.5太陽能集熱器的連接：太陽能集熱器連接成集熱器組的方式主要分三種：串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)上述例題圖（１）太陽能集熱器的連接即為串并聯(lián)連接方式，集熱器的布置原則應(yīng)依據(jù)規(guī)范GB503642005第4.4.7條第7、第8款設(shè)計。3.7、太陽能熱水系統(tǒng)貯水箱的設(shè)計：1、貯水箱的有效容積可按下式確定：V=(50～100)AS式中：V：貯水箱的有效容積(L)Aa：集熱器的集熱面積（m2）2、貯水箱分開式或閉式，