住宅小區太陽能熱水工程設計方案(10頁).docx
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2022-09-26
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1、熱水器基本概念熱水器就是指通過各種物理原理,在一定時間內使冷水溫度升高變成熱水的一種裝置。按照原理不同可分為電熱水器、燃氣熱水器、太陽能熱水器和空氣能熱水器四種。電熱水器特點:使用方便、節能環保,能持續供應熱水。分為儲水式和即熱式電熱水器。儲水式電熱水器 容量分有30L、40L、50L、60L、80L、90L、100L等。優點安裝簡單,使用方便。 缺點洗澡前要提前預熱。 即熱式電熱水器優點:出熱水快,只需3秒鐘即可;熱水量不受限制 。缺點:功率高,需預留至少4平方的電線。 空氣能熱水器空氣能熱水器是較先進的熱水器,工作原理與空調正好相反:通過壓縮機系統運轉工作,吸收空氣中熱量制造熱水。 燃氣熱2、水器燃氣熱水器原理是利用燃料燃燒釋放出的熱量來燃燒水的一種設備。一、按使用燃氣的種類分為:人工煤氣熱水器、天然氣熱水器、液化石油氣熱水器。二、燃氣熱水器按給排氣方式分為直排式、煙道式JSD、強排式JSQ、平衡式JSG、戶外式JSW四個階段。三、按安裝位置分為戶內式(浴室內,浴室外)與戶外式四、燃氣熱水器按出水溫度可分為普通型和恒溫性。 太陽能熱水器:主要有集熱器、儲熱水箱、輔助熱源、循環管道、自動控制五部分組成。太陽能熱水系統根據集熱系統、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分戶集熱分戶儲熱輔熱式太陽能熱水系統是指終端用3、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。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。集中集熱分戶儲熱輔熱式太陽能熱水系統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。集中集熱分戶儲熱輔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,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,輔助加熱器一般采用電加熱,分戶設4、置于戶內水箱中;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。某住宅小區太陽能熱水工程方案設計某住宅工程總建筑面積為 m2 包括29幢民用住宅樓,均為居住用6層新建建筑。要求采用建筑一體化太陽能熱水供應系統共計為988戶提供生活熱水。項目主要采用集中集熱、分戶儲熱式太陽能中央熱水系統。太陽熱水系統采用電加熱系統作為輔助能源,通過采用太陽能熱水系統,可以大大降低常規能源使用量。太陽能集熱器采用真空管式集熱器,使用壽命長達30年,后期運行維護方便。1 方案論述本示范項目住宅小區太陽能熱水系統采用集中集熱-分戶儲熱-電加熱輔助能源的系統。該形式將集熱器集中布置5、在屋頂,在屋面設置水箱間,并且在每家每戶安裝一臺熱、電兩用太陽能水箱(水箱大小50100L)。太陽能集熱器采集到的熱量集中儲存于屋頂設備間內的水箱中,并通過管網均勻輸送到每家每戶,不僅保證用戶用熱量均衡穩定,而且解決了物業收熱水費用難的問題。本示范項目住宅設計建設要求達到65%的節能設計標準根據項目特有的全高層建筑、立面及屋頂形式,選用了集中集熱分戶換熱儲熱太陽能系統。該建筑類型為多層住宅, 有屋面均采用平屋面形式,每戶一臺換熱式雙能源水箱,每戶使用自己的自來水和電輔助加熱。天氣好日照足,太陽能集中系統提供熱源,日照不足時,用戶自己啟動電輔助加熱。2.系統設計計算 水量的確定: 示范項目戶型基6、本情況戶型戶型面積分布情況A213#,16#,17#,19#,25#,28#,30#,38#,39#,41#B210#,11#,22#,26#,35#C28#,9#,14#,15#,31#,32#D124.18 m220#,27#,28#,33#,36#,37# 太陽能熱水示范項目共包括29棟樓,A、B、C、D四種戶型,均為6層居民樓。戶型、樓號分布、戶型面積見表8。依據建筑給水排水設計規范(GB 500152003),對于有集中熱水供應和沐浴設備的住宅,熱水溫度按60計時,每人每日日用水定額為40-60L,按每戶3人計算,日均用熱水量60L/(人天),共計988戶。根據下式計算熱水量式中:Q7、W日平均用熱水量, (L);m用水計算單位數(人數);qr熱水用水定額,根據上述公式可以計算出每棟樓的日均用熱水量。,熱水系統設計成直流式定溫放水溫差強制循環熱水系統。系統使用要求:用水方式: 24小時供應熱水。輔助能源:采用 電加熱 做為輔助加熱能源系統集熱面積的確定直接系統集熱器采光面積集熱器采光面積可根據用戶的每日用水量和用水溫度確定,按下式估算:QwCw ( tendti )JTcd (1L)Ac=式中:Ac直接系統集熱器采光面積,;Qw戶日均用水量,180;Cw水的定壓比熱容,4.18kJ/();tend儲水箱內水的終止溫度,60(按最高用水設計);ti水的初始溫度,15(按春秋基礎8、水溫設計);Jt當地春分或秋分所在集熱器受熱面上月均日輻照量,17730Kj/;太陽能保證率,無量綱;根據系統使用期內的太陽輻照、系統經濟性及用戶要求等因素綜合考慮后確定;cd集熱器全日集熱效率,無量綱;根據經濟值取。L管路及儲水箱熱損失率,無量綱;根據經濟值取。將對應的相關數據代人到以上公式即每戶所需安裝集熱面積為3.58住宅小區太陽能熱水示范項目共計988戶,建筑面積102056.88平方米,每天需要熱水177840噸,共需集熱器面積平方米,對比樓頂面積可以看出,每個屋頂面積均大于集熱器所需面積,因此,每棟樓均可以滿足太陽能熱水系統的使用要求。系統工作原理及運行方式.工作原理:本系統采用定9、溫進水、溫差循環的運行方式,晴好天氣充分利用太陽能,陰雨天氣或光照不足時,使用輔助加熱。.運行方式1.定溫進水:當集熱器溫度達到設定溫度值45時,上水電磁閥自動開啟,將集熱器中的熱水頂進儲熱水箱,集熱器溫度低于設定溫度時,電磁閥自動關閉,停止上水。系統吸收太陽熱量儲存于集熱器內的水中,使溫度繼續升高,然后再開啟,再關閉。通過這樣一個不斷重復的過程,把太陽的能量轉化為熱能,直到把儲熱水箱的水加滿。2.溫差循環:儲水箱水滿后,只要有陽光輻射,集熱器的水溫必然繼續升高,當集熱器的水溫高于水箱底部溫度8時,循環泵啟動,系統開始循環,水箱繼續增溫,直到兩個水箱的水溫接近時,循環泵停止工作。這樣即可保證太10、陽能得到最充分的利用。3.輔助加熱:.自動監測水溫:陰雨天氣或光照不足水箱水溫低于設定值45時,控制系統自動打開輔助熱源,水溫達到設定溫度時,輔助熱源自動關閉。.自動監測水位:當洗浴人數較多,用水量過大,水箱水位降到20%時 ,進水電磁閥自動打開,向水箱注入自來水水,同時啟動輔助熱源,溫度升到設定溫度時自動關閉,從而保證及時供應熱水。系統原理圖如下:三大熱水器優缺點比較:隨著人們環保意識的不斷加強,越來越多的消費者傾向于選擇太陽能熱水器,但很多人對使用這種產品又不是很了解。在這里,我們將太陽能熱水器、電熱水器和燃氣熱水器的性能作一個粗略的比較。一、熱水產量方面燃氣熱水器有5升、7升、8升等不同11、的型號,是指在1分鐘內將水溫升高25時所產的熱水量,如果自來水的溫度為25,則每分鐘可產50的熱水5升、7升或8升。 電熱水器的標注則是30升、60升、90升等等,這是指電熱水器的容水量,相當于我們在電爐子上加一個水壺,這個水壺的盛水量是30升、60升、90升。拿一個8升的燃氣熱水器與一個40升的電熱水器相比較,8升的燃氣熱水器可連續不斷地產生每分鐘8升的熱水,而電熱水器需要間隔半小時加熱一罐水。如果這一罐水用完,還要等半小時左右。 太陽能熱水器按照年平均氣溫、年日照時數2014小時、太陽總輻射總量年均為千卡平方米計算,如果集熱面積為2平方米,年吸收太陽輻射能量為9.37106千焦,按把水溫升12、高35計算(基礎水溫10),全年可提供生活用熱水(45)噸,每人每次洗澡用熱水約需50公斤,則全年可洗1070人次,平均每天可洗人次。 二、加熱速度方面 目前生產的燃氣熱水器大多為快速熱水器,不論什么時候,只要想用熱水,打開燃氣閥和水龍頭,熱水就會流出來。而電熱水器需要預先通電半小時左右,才能開始使用。太陽能熱水器在天氣晴朗的時候使用更好,最理想的樓層在六至八層。 三、溫度穩定性方面燃氣熱水器由于是快速加熱,并有調整溫度裝置,只要在使用開始時調到人體感覺舒適的溫度,而后就會一直保持在這一溫度恒定地供應熱水。電熱水器在使用時需要另外接一根冷水管兌入冷水,當罐內水不斷流出,冷水不斷加入時,水溫就會13、逐漸下降,直到全部是冷水。所以在使用時,需要不停地去調整冷熱水的比例。太陽能熱水器使用起來暫時還不大方便,要上水,且不能保證時時有熱水。三、功率方面燃氣熱水器的功率要比電熱水器大很多,拿一個8升的燃氣熱水器和40升的電熱水器相比較,8升燃氣熱水器的功率相當于16-17千瓦,而40升的電熱水器一般為3千瓦,這也是為什么燃氣熱水器可連續供應熱水的緣故。那么,電熱水器是否也可做成16千瓦的呢?這是不可能的,因為家用電表、電線都無法承受。四、價格方面8升的燃氣熱水器價格一般在800元以上,再加上安裝費,大約在1000元以上,有的甚至接近2000元。電熱水器現在都在500元以上,加上安裝費用,一般不到114、000元。太陽能熱水器的價格都在3000元以上。使用費用方面,目前天然氣每立方米為元,每度電為元,而太陽能熱水器僅耗水費。五、安全性方面燃氣熱水器的優點是加熱快、出水量大、溫度穩定、結水垢少、占地小、不受水量控制。缺點是使用時要排出大量的廢氣,廢氣中除了二氧化碳以外,還有一氧化碳,如果使用時關閉門窗,通風不良,一氧化碳會增加,嚴重時會發生中毒事故,但如果能正確地了解這一點,使用時注意,也是很安全的。電熱水器的優點是能適應任何天氣變化,普通家庭可直接安裝使用,長時間通電可以大流量供熱水;使用時不產生廢氣,所以從這一點上講是既安全又衛生。缺點是體積大、占用室內空間大、易結水垢、對電能浪費大。太陽能熱水器的優點是安全、節能、環保、經濟,尤其是帶輔助電加熱功能的太陽能熱水器,它以太陽能為主、電能為輔的能源利用方式,可全年全天候使用。缺點是安裝復雜,安裝不當會影響住房的外觀、質量及城市的市容市貌;因要安裝在室外,維護較麻煩。