淺談北京住宅太陽能生活熱水系統(tǒng)設(shè)計

1、淺談北京住宅太陽能生活熱水系統(tǒng)設(shè)計淺談北京住宅太陽能生活熱水系統(tǒng)設(shè)計【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。它屬于每個人的能源，只要有場地與設(shè)備，任何人都可免費使用它。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，因為基本熱源為免費的太陽能，所以使用它十分符合經(jīng)濟成本效益?！娟P(guān)鍵詞】太陽能熱水系統(tǒng)；集熱器；儲熱水箱一、北京市對太陽能熱水系統(tǒng)

2、的規(guī)定北京市對太陽能熱水系統(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%計算的集熱器總面積時，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%計算的集熱器總面積時

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)、燃氣或低谷電；必須采用普通電時宜采用分散輔助熱源形式。北京市住建委《關(guān)于進一步提高住宅節(jié)能標準的請示》中，要求北京地區(qū)住宅強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)計和施工統(tǒng)一同步進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)計實例筆者以北京金地通州金地格林小鎮(zhèn)商品房14#號樓為例，淺談住宅太陽能熱水系統(tǒng)的設(shè)計，對住宅建筑應(yīng)用的幾種太陽能熱水系統(tǒng)做個對比及總結(jié)。14號樓共18層，兩個單元組

5、成，每個單元每層4戶，共計72戶，每戶2.8人，每個單元共計202人。太陽能熱水系統(tǒng)按一個單位一套系統(tǒng)設(shè)計。本樓共計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)特點集中集熱、集中儲熱優(yōu)點：2、太陽能集中集熱、分戶儲熱系統(tǒng)設(shè)計圖一：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，每戶配置一套獨立的儲熱水箱，儲熱水箱內(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)儲熱水箱中的換熱裝置進行換熱來加熱儲熱水箱中的水。當(dāng)太陽光照不足時，或儲熱水箱中的水未達到設(shè)定溫度時，用戶可以使用儲熱水箱內(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)水泵的用電單獨計量，循環(huán)水泵的運行費用可與電梯的運行費用合并計算，太陽能熱水系統(tǒng)不另行向用戶收費。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，集熱器計算：根據(jù)北京市地方標準《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)熱水的計算溫度宜取60度。冷水的計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)計平均日用熱水量Qw計算公式為：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、熱水計算溫度和冷水計算溫度確定，計算公式為：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單計算：Ajj=1.1Ajt=1.178≈86m2集熱板每塊2m2，共計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)架空補充。2.3本工程每單元采用一套太陽能熱水系統(tǒng)，每個系統(tǒng)獨立控制，為每戶提供熱量，每戶配置80L橫式儲熱水箱。根據(jù)3.1.7條：太陽能集熱系統(tǒng)貯熱水箱容積計算：V=qrjdAj=6086