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文檔簡介
1、浙江省工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)太陽能與空氣源熱泵熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)及安裝驗(yàn)收規(guī)范(征求意見稿)Design code of solar energy and air-source heat pump water heater system xxxx/xxxx20xx主編單位:浙江大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 參編單位: 批準(zhǔn)部門: 浙 江 省 住 房 和 城 鄉(xiāng) 建 設(shè) 廳施行日期: 201x 年 xx月 xx日目 錄1 總則2 術(shù) 語3 基本規(guī)定4 系統(tǒng)分類和選擇4.1 系統(tǒng)分類4.2 系統(tǒng)選擇5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1 一般規(guī)定5.2 太陽能集熱器5.3 熱泵主機(jī)5.4 儲熱水箱 5.5 輔助能源5.6 熱交換器5.
2、7 集熱循環(huán)泵5.8 管路設(shè)計(jì)5.9 運(yùn)行控制設(shè)計(jì)5.10 電氣及防雷設(shè)計(jì)6 規(guī)劃及土建設(shè)計(jì)6.1 規(guī)劃設(shè)計(jì)6.2 建筑設(shè)計(jì)6.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7系統(tǒng)安裝及驗(yàn)收7.1一般規(guī)定7.2基礎(chǔ)及支架7.3儲熱水箱7.4太陽能集熱器7.5 管道及附件7.6水泵及閥門7.7輔助加熱7.8電控系統(tǒng)7.9試壓、檢漏、沖洗7.10系統(tǒng)調(diào)試、試運(yùn)行7.11驗(yàn)收1 總 則1.0.1 為規(guī)范我省居住建筑太陽能和空氣源熱泵熱水系統(tǒng)與建筑一體化設(shè)計(jì)、安裝及驗(yàn)收,推動(dòng)太陽能和空氣源熱泵熱水系統(tǒng)等綠色能源體系的廣泛應(yīng)用,制定本標(biāo)準(zhǔn)。1.0.2 本標(biāo)準(zhǔn)適用于新建、改建和擴(kuò)建民用建筑中設(shè)太陽能和空氣源熱泵熱水系統(tǒng)的項(xiàng)目。工業(yè)企業(yè)內(nèi)辦
3、公、研發(fā)、宿舍、食堂等非生產(chǎn)性用房中的太陽能和空氣源熱泵熱水系統(tǒng)適用本標(biāo)準(zhǔn)。1.0.3 可再生能源建筑應(yīng)用除應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)外,尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行的法律、法規(guī)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。2 術(shù) 語2.0.1 居住建筑 residential building供人們居住使用的建筑,包括住宅、宿舍、旅館等建筑。2.0.2 太陽能 solar radiant energy以太陽輻射形式發(fā)射、傳播或接收的能量。單位為焦耳(J)。2.0.3 太陽輻照度 solar irradiance單位時(shí)間內(nèi)在單位采光面積上所照射到的太陽輻射能通量,單位為W/m2 ,kW/m2;2.0.4 太陽輻照量 solar irradiati
4、on一定時(shí)間內(nèi)在單位采光面積上所照射到的太陽輻射能通量,單位為MJ/m2·年、MJ/m2·月、kJ/m2·日、kJ/m2·小時(shí)等。2.0.5 太陽能熱水系統(tǒng) solar water heating system將太陽輻射轉(zhuǎn)換為熱能以加熱水并輸送至各用戶所必須的完整系統(tǒng),通常包括太陽能集熱器、儲熱器、循環(huán)泵、連接管、支架及其他零部件、控制系統(tǒng)和必要時(shí)配合使用的輔助熱源。2.0.6 集熱器總面積 gross collector area集熱器采光平面上包括外殼邊框在內(nèi)接收太陽輻射的最大投影面積,單位為m2。2.0.7 太陽高度角 solar altitude
5、日面中心的高度角,即從觀測點(diǎn)地平線沿太陽所在地平經(jīng)圈量至日面中心的角距離。2.0.8 集熱器傾角 tilt angle of collector太陽能集熱器采光面與水平面之間所夾的銳角。單位為度(°)。2.0.9 太陽能集熱器 solar collector吸收太陽輻射并向流經(jīng)自身的傳熱工質(zhì)傳遞熱量的裝置。2.0.10 太陽能熱水器 solar water heater以水為傳熱介質(zhì)的太陽能集熱器。2.0.11 儲熱水箱 storage tank太陽能熱水系統(tǒng)中,儲存熱水的容器及其附件所組成的部件。2.0.12 強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng) forced circulation system 利用水
6、泵等外部動(dòng)力設(shè)備迫使傳熱工質(zhì)通過集熱器與儲熱器(或換熱器)進(jìn)行循環(huán)的太陽能熱水系統(tǒng)。2.0.13 自然循環(huán)系統(tǒng) natural circulation system利用傳熱工質(zhì)內(nèi)部溫度梯度產(chǎn)生的密度差所形成的自然對流進(jìn)行循環(huán)的太陽能熱水系統(tǒng)。2.0.14 直接加熱系統(tǒng) direct heating system在太陽能熱水系統(tǒng)中,經(jīng)太陽能加熱的水直接供用戶使用的系統(tǒng)。2.0.15 間接加熱系統(tǒng) indirect heating system在太陽能熱水系統(tǒng)中,經(jīng)太陽輻射加熱的工質(zhì)再通過換熱器間接加熱水供用戶使用的系統(tǒng)。集熱器中的傳熱工質(zhì)可為水或其他流體。2.0.16 直流式系統(tǒng) series-
7、connected system傳熱工質(zhì)一次流過集熱器加熱后,進(jìn)入儲水箱或用水點(diǎn)的非循環(huán)太陽能熱水系統(tǒng)。其儲水箱的作用僅為儲存集熱器所排出的熱水。2.0.17 真空管集熱器 evacuated tube water heater由管壁與吸熱體之間抽成一定真空度的透明管(常為玻璃管)制成的非聚光型以水為傳熱介質(zhì)的集熱器。其吸熱體具有光譜選擇性吸收表面。2.0.18 平板型集熱器 flat plate collector吸熱體基本為平板形狀的非聚光型集熱器。2.0.19 分離式太陽能熱水系統(tǒng) remote storage system集熱器與儲熱器相互分開一定距離安裝的太陽能熱水系統(tǒng)。若分離式太陽
8、能熱水系統(tǒng)的集熱器和儲熱水箱是連續(xù)進(jìn)出水的承壓式裝置又可稱為分離承壓式太陽能熱水系統(tǒng)。2.0.20 整體式太陽能熱水器 integral collector storage solar water heater集熱器和儲熱水箱合為一體的太陽能熱水器。2.0.21 分戶式太陽能熱水系統(tǒng) individual solar hot water supply system集熱器、儲熱水箱及循環(huán)管路設(shè)備均為各戶獨(dú)立的太陽能熱水系統(tǒng)。2.0.22 集中式太陽能熱水系統(tǒng) central solar hot water supply system采用集熱器、儲熱水箱及循環(huán)管路設(shè)備共享向多個(gè)用戶提供熱水的系統(tǒng)。
9、2.0.23 太陽能保證率 solar fraction由太陽能提供的熱量占系統(tǒng)總供熱量的百分率。2.0.24 控制器 controller對太陽能熱水系統(tǒng)及其部件進(jìn)行調(diào)節(jié)控制,使之正常運(yùn)行所配置的部件及其組合。3 基本規(guī)定3.0.1 民用建筑的生活熱水可再生能源系統(tǒng)可選擇太陽能熱水系統(tǒng)和空氣源熱泵熱水系統(tǒng)。3.0.2 太陽能和空氣源熱泵熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,充分考慮用戶使用、施工安裝和維護(hù)的要求,符合節(jié)地、節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、安全衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)等有關(guān)規(guī)定。3.0.3 太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)有可靠的輔助能源,且其加熱能力的設(shè)計(jì)應(yīng)按不考慮太陽能加熱能力計(jì)算。3.0.4 按全年氣候和水溫條件選
10、型的空氣源熱泵熱水系統(tǒng)宜配置輔助能源加熱設(shè)備;按冬季最冷月平均氣候和水溫條件選型的空氣源熱泵熱水系統(tǒng)可視可靠性要求確定是否配置輔助能源加熱設(shè)備。3.0.5 太陽能和空氣源熱泵熱水系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)與建筑的一體化,與建筑同步設(shè)計(jì)、同步施工、同步驗(yàn)收后交付使用?!緱l文解釋】太陽能和空氣源熱泵熱水系統(tǒng)與建筑的一體化主要包括兩個(gè)方面:一個(gè)是外在形式上與建筑的造型和立面一體化,另一個(gè)是內(nèi)在水系統(tǒng)的流量、壓力、溫度等與建筑本身的系統(tǒng)相匹配。與建筑造型和立面的一體化主要包括敷設(shè)在屋面上尤其坡屋面上的集熱器應(yīng)與建筑師協(xié)調(diào),仔細(xì)推敲布置位置和比例關(guān)系。布置在平屋面或墻面上集熱器或熱泵主機(jī)應(yīng)規(guī)則有序、排列整齊。熱水系統(tǒng)所
11、配備的輸水管和電纜線應(yīng)與建筑物其他管線統(tǒng)籌安排。與建筑本身的水系統(tǒng)相匹配主要包括水量的充足夠用、冷熱水水壓的平衡、水溫的安全等各個(gè)方面。3.0.6 在既有建筑上增設(shè)或改造已安裝的太陽能或空氣源熱泵熱水系統(tǒng),必須經(jīng)建筑結(jié)構(gòu)安全復(fù)核,并應(yīng)滿足建筑結(jié)構(gòu)及其他相應(yīng)的安全性要求。3.0.7 太陽能和空氣源熱泵熱水系統(tǒng)的安裝應(yīng)符合相關(guān)建筑施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。3.0.8 太陽能和空氣源熱泵熱水系統(tǒng)應(yīng)將熱源系統(tǒng)與熱水供應(yīng)系統(tǒng)有機(jī)綜合。其中的熱水供應(yīng)系統(tǒng)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50015)中的有關(guān)規(guī)定。3.0.9 坡屋面建筑設(shè)置的太陽能光熱系統(tǒng),應(yīng)采用集熱器與水箱分離式熱水系統(tǒng)。【條文解
12、釋】將整體式太陽能熱水器通過固定支架擱置在坡屋面上存在較大的安全隱患。因?yàn)殇撡|(zhì)的固定支架長年暴露在日曬雨淋的環(huán)境中,一旦維護(hù)不善(難免發(fā)生的狀況),極有可能在臺風(fēng)等災(zāi)害天氣的觸動(dòng)下發(fā)生支架垮塌,圓形水箱沿坡屋面滾落造成嚴(yán)重的安全事故,國內(nèi)已發(fā)生多起這樣案列。如在多層和高層建筑的坡屋面上墜落,危害更大。分離式系統(tǒng)僅將集熱器擱置在屋面上,重量相對較輕,滑落的可能性和危害性相對較小。但是,集熱器的支架也應(yīng)與屋面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)配合,確保承重和連接符合安全要求。另外,坡屋面上設(shè)置太陽能熱水系統(tǒng),以往較多采用的整體(背包)式太陽能熱水系統(tǒng),由于背包水箱的存在對建筑屋面景觀影響較大,目前技術(shù)的發(fā)展完全有條件采用非
13、承壓自然循環(huán)系統(tǒng)和強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)以及承壓式強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)予以替代。3.0.10 建筑的平屋面上設(shè)置太陽能光熱系統(tǒng),應(yīng)設(shè)置適當(dāng)?shù)膰o(hù)措施?!緱l文解釋】 平屋面上設(shè)置太陽能熱水系統(tǒng),如果不注意采用適當(dāng)?shù)膰o(hù)措施,會(huì)對建筑立面和景觀帶來不利的影響。但圍護(hù)措施只要保證在相對較近的地面人行視點(diǎn)高度不影響整個(gè)建筑的形象即可。4 系統(tǒng)分類和選擇4.1 系統(tǒng)的分類4.1.1 太陽能熱水系統(tǒng)按其集中程度可分為:1. 分戶集熱、分戶儲熱的分戶式太陽能熱水系統(tǒng);2. 集中集熱、分戶儲熱的半集中式太陽能熱水系統(tǒng);3. 集中集熱、集中儲熱的集中式太陽能熱水系統(tǒng)。【條文解釋】 太陽能熱水系統(tǒng)發(fā)展到目前為止,絕大多數(shù)系統(tǒng)仍然是
14、各用戶獨(dú)立的分戶式太陽能熱水系統(tǒng)。這種系統(tǒng)原理簡單,安裝、維護(hù)、使用時(shí)互不干擾。但因其分散,會(huì)造成太陽能熱水系統(tǒng)對太陽熱能資源的利用不充分。主要原因是太陽熱能的可利用時(shí)段及熱水生產(chǎn)量與使用量之間存在巨大的差異,差異的平衡可以采用調(diào)節(jié)元件(如儲熱水箱)予以解決。也可以利用規(guī)模的適當(dāng)擴(kuò)大以調(diào)節(jié)使用上的隨機(jī)不平衡。分戶系統(tǒng)在這方面的缺陷是顯而易見的。也就是說會(huì)出現(xiàn)在同一單元中,有些家庭儲熱水箱中的熱水因某日不使用而閑置并冷卻,而另一些家庭卻因不夠用而不得不采用輔助加熱裝置強(qiáng)行加熱,造成能源消耗加大。 采用集中式的太陽能熱水系統(tǒng)可以克服分戶式的缺點(diǎn),而且能使公共部位的管路減少到每組二到三根,運(yùn)行效果提
15、高,并且可以采用保溫循環(huán)等措施而使無效冷水減少到最少程度,是太陽能熱水系統(tǒng)的發(fā)展方向。雖然這個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)行中需要管理和維護(hù),但較之分戶式系統(tǒng),資源共享所帶來的效益提升了其應(yīng)用價(jià)值。集中式太陽能熱水系統(tǒng)的規(guī)模大小應(yīng)通過嚴(yán)格的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較得出。規(guī)模過大,尤其室外埋地管線太長,會(huì)使系統(tǒng)的回水均衡性難度加大,管網(wǎng)熱損失也偏大。建議采用以單元或一幢建筑為單位設(shè)計(jì)獨(dú)立的集中式太陽能熱水系統(tǒng)。 集中集熱、分戶儲熱的太陽能熱水系統(tǒng),管路相對較少,由于輔助加熱和儲熱單元都在各戶室內(nèi),管理比較簡單。但該系統(tǒng)必須有可靠的控制裝置,防止各戶室內(nèi)貯熱器的熱量反流到管網(wǎng)中,而且系統(tǒng)中各戶吸收太陽熱能的量不均衡,難以利用經(jīng)濟(jì)
16、手段予以調(diào)節(jié)。4.1.2 太陽能熱水系統(tǒng)按集熱方式可分為:1. 利用溫差異重的熱虹吸進(jìn)行循環(huán)集熱的自然循環(huán)系統(tǒng);2. 利用水泵及控制系統(tǒng)強(qiáng)制循環(huán)集熱的強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng);3. 傳熱工質(zhì)通過定溫控制依靠管網(wǎng)水壓力一次經(jīng)過集熱器集熱后進(jìn)入儲熱水箱或用水點(diǎn)的非循環(huán)直流式太陽能熱水系統(tǒng)。4.1.3 太陽能熱水系統(tǒng)按集熱器及儲熱水箱的分合狀態(tài)可分為:1. 分離式太陽能熱水系統(tǒng)2. 整體式太陽能熱水系統(tǒng)【條文解釋】4.1.2、4.1.3 分離式太陽能熱水系統(tǒng)的集熱器與儲熱水箱分離設(shè)置,宜用于承壓式強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng),但也可用于自然循環(huán)系統(tǒng)。在用于自然循環(huán)系統(tǒng)時(shí),必須進(jìn)行自然循環(huán)壓差計(jì)算,保證循環(huán)效果。 整體式太陽能熱
17、水系統(tǒng)的集熱器與儲熱水箱整體式設(shè)置,一般用于自然循環(huán)系統(tǒng)中。 整體式根據(jù)水箱承壓能力又可分為非承壓整體式太陽能熱水系統(tǒng)、承壓整體式太陽能熱水系統(tǒng)。 非承壓整體式太陽能熱水系統(tǒng)為目前最為常用一種系統(tǒng),即背包式、直插式。但在與建筑造型相結(jié)合及、室內(nèi)水壓相匹配和防超溫危害等方面具有難以克服的缺陷 承壓整體式太陽能熱水系統(tǒng),其真空管采用熱管式真空管、承壓式水箱;或者在非承壓整體式系統(tǒng)水箱內(nèi)增加換熱盤管或換熱夾套。水箱出水采用頂水式出水,熱水出水壓力與冷水供水壓力相同。4.1.4 太陽能熱水系統(tǒng)按被加熱水的加熱方式可分為:1. 太陽能集熱器直接加熱被加熱水的直接加熱系統(tǒng);2. 太陽能集熱器首先加熱傳熱工
18、質(zhì),再由傳熱工質(zhì)通過換熱器加熱被加熱水的間接加熱系統(tǒng)。【條文解釋】 直接加熱和間接加熱兩種系統(tǒng)有各自不同的適用場合,間接加熱系統(tǒng)由熱媒工質(zhì)集熱并通過熱交換器將熱量傳遞給被加熱的生活熱水。因采用間接加熱方式,一次熱媒工質(zhì)可以采用防凍液防止寒冷季節(jié)的管道凍裂。同時(shí)由于傳熱工質(zhì)的硬度易于控制,可以有效地防止結(jié)垢。此外,一次熱媒集熱管道的口徑相對可以較細(xì),使得集熱管內(nèi)溫升較快,啟動(dòng)迅速。但由于采用間接加熱,存在一定的熱交換損失。因此,這種間接加熱系統(tǒng)適合于冬季比較寒冷、水質(zhì)較硬的區(qū)域。在冬季不是很寒冷又普遍使用地面水作為水源,水質(zhì)較軟的區(qū)域,可以采用直接加熱系統(tǒng)。4.1.5熱泵熱水系統(tǒng)按規(guī)模的大小可以
19、分為家用型熱泵熱水系統(tǒng)和商用型熱泵熱水系統(tǒng)。4.1.6 家用型熱泵熱水系統(tǒng)可有以下的分類:1 按熱泵主機(jī)與儲熱水箱是否組合在一個(gè)整體內(nèi)可分為整體式和分體式熱泵熱水系統(tǒng)。2 按主機(jī)與儲熱水箱間的換熱工質(zhì)可分為工質(zhì)加熱循環(huán)和熱水加熱循環(huán)的熱泵熱水系統(tǒng)。4.1.7 商用型熱泵熱水系統(tǒng)可有以下的分類:1 按儲熱水箱中熱水是否承壓可分為承壓式和非承壓式熱泵熱水系統(tǒng)。2 按被加熱水通過熱泵熱水機(jī)組為一次性加熱到設(shè)定溫度還是多次循環(huán)加熱到設(shè)定溫度可分為直熱式和循環(huán)加熱式熱泵熱水系統(tǒng)。4.1.8 太陽能和熱泵熱水相結(jié)合的熱水系統(tǒng)可稱為空氣源熱泵輔助的太陽能熱水系統(tǒng)。4.2 系統(tǒng)選擇4.2.1 在不同的建筑中,
20、應(yīng)根據(jù)不同的供水要求和條件選用合理的太陽能、空氣源熱泵或者空氣源熱泵(或其他能源)輔助的太陽能熱水系統(tǒng)?!緱l文解釋】 按前述太陽能和熱泵熱水系統(tǒng)的各種分類,在每個(gè)工程中都可以對各種分類進(jìn)行合理的組合。選擇最適合于工程實(shí)際的太陽能、空氣源熱泵和空氣源熱泵(或者燃?xì)?、電、生物質(zhì)能、余熱廢熱等)輔助的太陽能熱水系統(tǒng)。4.2.2 別墅及排屋住宅中,宜采用分離承壓式強(qiáng)制循環(huán)的分戶式太陽能熱水系統(tǒng)、承壓式家用熱泵熱水系統(tǒng)或空氣源熱泵輔助的太陽能熱水系統(tǒng)?!緱l文解釋】 別墅排屋類住宅,上下各層均屬同一戶,不存在公共管線的布置問題。而且目前一般采用市政水壓或者變頻加壓直供的別墅區(qū),在頂層余壓較高,供水水壓條件
21、較好。若采用非承壓的整體式熱水器,頂層的冷熱水壓力難以平衡。而采用分離承壓式熱水器可以使頂層不失壓甚至可以通過設(shè)計(jì)將家庭的保溫循環(huán)管與集熱循環(huán)管綜合考慮,有利于節(jié)材、節(jié)能、節(jié)水。另一方面,別墅的外觀造型要求較高,整體式太陽能熱水器與屋面相結(jié)合的處理相對比較困難。盡管分離承壓式熱水器價(jià)格相對昂貴,但對于屬高檔房產(chǎn)的別墅及排屋類住宅而言是相適宜的。某些場合也可采用承壓整體式太陽能熱水系統(tǒng)。由于別墅排屋類住宅業(yè)主對環(huán)境要求相對較高,而分離承壓式強(qiáng)制循環(huán)熱水系統(tǒng)雖然采用屏蔽式水泵,但是環(huán)境相對安靜尤其是午休時(shí)間仍會(huì)產(chǎn)生少量的噪聲,因此在安裝形式與建筑一體化結(jié)合較好的情況下(屋檐隱埋水箱、閣樓隱埋水箱等
22、形式)可以采用承壓整體式太陽能熱水系統(tǒng),其系統(tǒng)出水采用頂水式出水,熱水出水壓力與自來水供水壓力相同,同樣可以滿足業(yè)主熱水舒適度的需求,同時(shí)又可避免強(qiáng)制循環(huán)水泵產(chǎn)生的噪聲。 別墅排屋類建筑也可以采用承壓式家用熱泵熱水系統(tǒng)或空氣源熱泵輔助的太陽能熱水系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以較好地發(fā)揮各自的優(yōu)勢。4.2.3 多層住宅應(yīng)根據(jù)建筑自身?xiàng)l件選擇分戶式、半集中式或集中式太陽能熱水系統(tǒng)?!緱l文解釋】 分戶式、半集中式、集中式三種太陽能熱水系統(tǒng)各有利弊,應(yīng)根據(jù)不同的場合選用。集中式太陽能熱水系統(tǒng)宜以住宅單元或單棟建筑為系統(tǒng)規(guī)模比較合理。以組團(tuán)或小區(qū)為系統(tǒng)規(guī)模的大型集中式太陽能熱水系統(tǒng)由于管線總長度較長(尤其是室外埋地管
23、線),每戶所分?jǐn)偟墓补芫€長度較長,損失總量相對較大。同時(shí)集熱器要求集中布置,難度較大。一般只適宜在有其他可靠的廉價(jià)熱源的場合,太陽熱能只是作為一種季節(jié)性補(bǔ)充。其優(yōu)點(diǎn)是集中管理,運(yùn)行易于控制,系統(tǒng)較大,同時(shí)系數(shù)變小更易于發(fā)揮系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力,設(shè)備總?cè)萘康呐渲每梢源蟠罂s小。以住宅單元或單棟建筑為系統(tǒng)規(guī)模的集中式系統(tǒng)和分戶式系統(tǒng)更適宜于在太陽能熱水系統(tǒng)中的應(yīng)用。首先,要使太陽能熱水系統(tǒng)與建筑一體化普及并推廣,關(guān)鍵點(diǎn)是利用各幢建筑的屋面資源,合理布置太陽能集熱器。因此集熱器的布置必定是各幢各單元分散的,這就決定了以住宅單元或單棟建筑為系統(tǒng)規(guī)模的集中式系統(tǒng)和分戶式系統(tǒng)是一種合理的選擇。綜合系統(tǒng)的規(guī)模及管
24、線布置的難易等各種因素,這種系統(tǒng)是比較合理的系統(tǒng)。但系統(tǒng)的管理相對復(fù)雜,在選擇時(shí)應(yīng)視具體的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件確定。4.2.4 在布置太陽能集熱器確有困難的住宅,可選擇空氣源熱泵熱水系統(tǒng)替代。住宅的空氣源熱泵熱水系統(tǒng)宜選擇家用型熱泵熱水機(jī)組?!緱l文解釋】 可參考民用建筑可再生能源應(yīng)用核算標(biāo)準(zhǔn)(DB33/1105-2014)的相關(guān)條款標(biāo)準(zhǔn)。4.2.5 太陽能和空氣源熱泵熱水系統(tǒng)管線的布置應(yīng)考慮檢修的可行性,任何一組(根)管線檢修或更換時(shí)不應(yīng)影響其他管線的正常使用。【條文解釋】 本條主要針對分戶式太陽能熱水系統(tǒng)。該系統(tǒng)的管道布置是太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)用的一個(gè)瓶頸。按常規(guī)的分離承壓式系統(tǒng)計(jì)算,每戶2根,則一個(gè)最
25、常見的六層一梯二戶的住宅單元,總共12戶,在公共部位最密集處應(yīng)有24根管線,布置困難,占地較大。有些廠商為縮小安裝位置,采取捆扎式集合布置的方式,甚至在塑料管體系中采用集中發(fā)泡的形式保溫,這給以后的管道維修更帶來了麻煩,不符合建筑給水排水管道布置的基本原則,因此提出了本條的要求。4.2.6 集中集熱、分戶儲熱的半集中式太陽能熱水系統(tǒng),應(yīng)采用下列措施保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行:1. 應(yīng)采用間接式加熱系統(tǒng);2. 應(yīng)有可靠的技術(shù)措施防止戶內(nèi)的熱量倒流至管網(wǎng)。 3. 循環(huán)立管和儲熱水箱宜布置在同一設(shè)備平臺上,接入各戶儲熱水箱的換熱循環(huán)支管總長度不宜超過6米?!緱l文解釋】 集中集熱、分戶儲熱的半集中式太陽能熱水
26、系統(tǒng),采用間接加熱的形式在管理上比較方便,而且總管線較少,優(yōu)點(diǎn)比較突出。但要求有可靠的技術(shù)手段防止戶內(nèi)熱量(通過輔助能源自行加熱)倒流至管網(wǎng)。4.2.7 集中集熱、集中儲熱的集中式太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)適當(dāng)控制系統(tǒng)規(guī)模,避免管線過長,熱損失量過大?!緱l文解釋】 太陽能熱水系統(tǒng)在住宅中的應(yīng)用,一般都是利用分散在各棟住宅屋面上的集熱器進(jìn)行集熱,而熱水管線在棟與棟之間埋地或架空敷設(shè)會(huì)造成大量的熱量損耗。因此,建議集中式太陽能熱水系統(tǒng)當(dāng)集熱器在各棟屋面分散布置時(shí),系統(tǒng)的規(guī)模宜以單元或單棟建筑為單位。4.2.8 屋面資源不足的高層建筑,可采用分段供應(yīng)熱水的方法部分滿足上部建筑的太陽能熱水系統(tǒng)的集熱要求,其余部
27、分可采用熱泵熱水系統(tǒng)或采用欄板式、陽臺式太陽能熱水系統(tǒng)制取生活熱水,但應(yīng)保證集熱器全年能充分地采集陽光?!緱l文解釋】 太陽能不能滿足整棟建筑熱水系統(tǒng)要求時(shí),可以分段解決,下部建議采用分戶式的熱泵熱水系統(tǒng)或者欄板式、陽臺式系統(tǒng)。因?yàn)橛锌赡艽嬖谖菝婊蛉照粘浞值膲γ尜Y源不均衡使用的問題。同時(shí)不提倡使用日照時(shí)數(shù)不足的屋面和墻面,這樣會(huì)使系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能下降。4.2.9 空氣源熱泵熱水系統(tǒng)在住宅建筑中的使用宜遵循以下原則:1.可視室外平臺的條件和儲熱水箱宜靠近用水點(diǎn)的原則選擇整體式還是分體式空氣源熱泵熱水系統(tǒng)。2.家用型熱泵熱水系統(tǒng)宜采用承壓式。3.在以地面水為水源且水質(zhì)硬度較低的地區(qū)可采用直接加熱的
28、熱泵熱水系統(tǒng)。4.2.10 公共建筑宜針對不同的建筑類型和用水性質(zhì),生活熱水系統(tǒng)可采用各種分類系統(tǒng)的合理組合。分類組合的建議選擇見表4.2.10表4.2.10 不同公共建筑熱水系統(tǒng)組合選型建筑類型熱水用水性質(zhì)太陽能系統(tǒng)類型(A)空氣源熱泵熱水系統(tǒng)(B)空氣源熱泵輔助的太陽能熱水系統(tǒng)(A+B)酒店式公寓生活洗浴A2,A3,B1,B2,A+B賓館、酒店生活洗浴A3,B2,A+B醫(yī)院生活洗浴A3,B2,A+B辦公樓的值班室、休息間生活洗浴A3,B1,B2,A+B大型商超(肉蔬區(qū))清洗、衛(wèi)生A3,B2,A+B職工、學(xué)生宿舍生活洗浴A2,A3,B1,B2,A+B療養(yǎng)院、休養(yǎng)所生活洗浴A3,B1,B2,A
29、+B公共浴室洗浴A3,B2,A+B幼兒園生活洗浴A1,A3,B2,A+B注:A1- 分戶集熱、分戶儲熱的分戶式太陽能熱水系統(tǒng); A2- 集中集熱、分戶儲熱的半集中式太陽能熱水系統(tǒng); A3- 集中集熱、集中儲熱的集中式太陽能熱水系統(tǒng); B1- 家用型空氣源熱泵熱水系統(tǒng); B2- 商用型空氣源熱泵熱水系統(tǒng); A+B-空氣源熱泵輔助的太陽能熱水系統(tǒng)。 在以上類型的公共建筑中還可以采用除太陽能和熱泵熱水系統(tǒng)外的其他能源的加熱方式并組合,在此不再列出。4.2.11 當(dāng)太陽能熱水系統(tǒng)、空氣源熱泵熱水系統(tǒng)中的用水點(diǎn)設(shè)有冷熱水混合器或混合龍頭時(shí),冷熱水供應(yīng)系統(tǒng)在配水點(diǎn)處壓差不應(yīng)大于0.02MPa?!緱l文解釋】
30、 本條是為了強(qiáng)調(diào)冷熱水調(diào)溫所需要的承壓條件,且冷熱水壓差不宜大于0.02Mpa,這是民用建筑節(jié)水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(GB50555-2010)中第4.2.3中的要求。5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1 一般規(guī)定5.1.1 太陽能和空氣源熱泵熱水系統(tǒng)應(yīng)納入建筑給水排水設(shè)計(jì),并應(yīng)符合現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。【條文解釋】 太陽能和空氣源熱泵熱水系統(tǒng)屬建筑給水排水專業(yè)的設(shè)計(jì)范圍。在整體建筑設(shè)計(jì)出圖時(shí),給排水專業(yè)應(yīng)將熱水系統(tǒng)的供回水管路設(shè)計(jì)完成,并應(yīng)符合建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50015)的要求。太陽能和空氣源熱泵熱水系統(tǒng)的熱源部分屬于兩次設(shè)計(jì)的內(nèi)容。給排水設(shè)計(jì)人員應(yīng)首先確定熱源方案,主要包括系統(tǒng)選型、方案原理圖繪制及設(shè)備布置位
31、置和管線通道的預(yù)留。熱泵或集熱器的位置、色澤及數(shù)量要與建筑師配合設(shè)計(jì),在承載、控制等方面要與結(jié)構(gòu)專業(yè)、電氣專業(yè)配合設(shè)計(jì),使太陽能熱水系統(tǒng)真正納入到建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中來。方案的深度應(yīng)達(dá)到甲方可以據(jù)此對熱源系統(tǒng)進(jìn)行招標(biāo)的水平。招標(biāo)完成后,太陽能系統(tǒng)的陣列排布、熱泵系統(tǒng)選型配置、基礎(chǔ)預(yù)制、管線設(shè)計(jì)等關(guān)乎產(chǎn)品、系統(tǒng)性能的熱源部分施工圖深化設(shè)計(jì),應(yīng)由供貨方完成,建筑設(shè)計(jì)單位認(rèn)可。5.1.2 太陽能或熱泵熱水系統(tǒng)的垂直管線不應(yīng)直接明敷在建筑外墻上(設(shè)備平臺和擱板位置除外),且不得敷設(shè)在建筑物的風(fēng)道內(nèi)?!緱l文解釋】 太陽能或熱泵熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)顧及建筑物美觀要求。不能破壞建筑造型的完整性,并應(yīng)充分注意集熱器反射所
32、造成的光污染對環(huán)境的影響。管線的布置應(yīng)符合建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范的相關(guān)要求,例如水管布置在煙道內(nèi)就是該規(guī)范明令禁止的。在外墻上明敷太陽能熱水系統(tǒng)的管道影響建筑的美觀,除非由建筑專業(yè)進(jìn)行合理的偽裝或砌封。將垂直管安裝在設(shè)備陽臺或擱板位置是合理的。5.2 太陽能集熱器5.2.1 集熱器的最佳安裝方位應(yīng)朝向正南或正南偏西,若受條件限制時(shí),其偏差允許范圍宜在正南±15°以內(nèi)。在偏差允許范圍以外的集熱器安裝應(yīng)通過日照模擬計(jì)算確定得熱量并經(jīng)能效評價(jià)后實(shí)施?!緱l文解釋】 本條確定了太陽能熱水器的安裝方位角和高度角。根據(jù)日照條件分析,條文所規(guī)定的朝向有利于最大限度地吸收太陽熱能,而且南偏西較
33、之于南偏東更有利于吸收太陽輻射。后面超出標(biāo)準(zhǔn)安裝方位和高度角的情況應(yīng)視日照分析和技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件確定是否適宜。目的是為了限制某些不合理的強(qiáng)制安裝行為。5.2.2 集熱器的安裝傾角,應(yīng)根據(jù)熱水的使用季節(jié)和地理緯度確定:1. 偏重考慮春、夏、秋三季使用效果時(shí)=2. 偏重考慮夏季使用效果時(shí)=-(010)°3. 偏重考慮冬季使用效果時(shí)=+(010)°式中 太陽能集熱器的安裝傾角(°) 集熱器安裝地的地理緯度(°)?!緱l文解釋】 本條的規(guī)定也是根據(jù)日照條件的分析而得出的。但在工程實(shí)踐中,集熱器布置會(huì)受到屋面造型的影響,甚至?xí)筚N在平屋面上安裝,這樣肯定會(huì)影響最需要太
34、陽熱量的冬季集熱效果。應(yīng)盡量將集熱器傾角做大,以便充分顧及冬季的集熱效果。迫不得已時(shí)應(yīng)結(jié)合廠家的產(chǎn)品對集熱器或集熱管布置進(jìn)行處理,使效益最大化。5.2.3 集熱器排間距以及集熱器與前側(cè)遮光物的距離:集熱器的布置應(yīng)避開建筑物的遮擋,建筑物的陰影長度即集熱器距遮光物的水平最小凈距(或集熱器排間距),可按下式計(jì)算: D=H·cot Xs (5.2.3)式中D集熱器距離遮光物或前后排間的水平最小凈距(m); H遮光物最高點(diǎn)與集熱器采光面最低點(diǎn)之間的垂直高差(m);Xs建筑物所在地冬至日上午10時(shí)的太陽高度角(全年性使用)(°)。【條文解釋】 本條是針對呈若干排布置及前有遮光物的情況
35、提出的布置間距。建議在居住建筑中盡量按顧及冬季使用的冬至日上午10時(shí)太陽高度角計(jì)算前后排間距。在場地條件允許的情況下應(yīng)適當(dāng)放大,使冬季的集熱器采光面上有充分的日照。5.2.4 集中式的太陽能集熱器可通過并聯(lián)、串聯(lián)或串并聯(lián)相結(jié)合的方式連接成集熱器組。集熱器組的串聯(lián)和并聯(lián)的管路布置應(yīng)通過計(jì)算確定。【條文解釋】 集中式太陽能熱水系統(tǒng),若所有集熱器全部采用串聯(lián)形式,則集熱循環(huán)時(shí)的水頭損失過大,收集熱量時(shí)間過長,影響水溫的穩(wěn)定性,但可以相對節(jié)約管路。反之若全部采用并聯(lián)形式,雖然能使集熱時(shí)循環(huán)水頭損失減小,但總管路過長也不可取。因此,應(yīng)該二者合理結(jié)合。同時(shí),一定要考慮集熱管的同程布置,除非有非常精確控制手
36、段保證集熱器陣列內(nèi)任何一點(diǎn)都能均衡地將熱量輸出。另外,在直接用真空玻璃管充水集熱的集熱器要慎用串聯(lián)系統(tǒng),以避免其中任何一根玻璃管破壞而造成整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。5.2.5 集中式的太陽能集熱器陣列,可采用強(qiáng)制循環(huán)方式、定溫放水的非循環(huán)方式或者強(qiáng)制循環(huán)與定溫放水組合的方式。【條文解釋】 對于分離承壓式的太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)采用強(qiáng)制循環(huán)的方式收集熱量。而對于定溫放水式系統(tǒng),則可以利用冷水壓力頂水收集熱量。系統(tǒng)設(shè)計(jì)成兩者組合的方式有利于發(fā)揮各自的優(yōu)勢。但系統(tǒng)和控制要求相對復(fù)雜,本條有排除集中式系統(tǒng)采用自然循環(huán)做法的含義。5.2.6 集熱器總面積:直接加熱系統(tǒng)太陽能集熱器需要安裝的總面積可根據(jù)用戶每日的用水量和熱
37、水溫度要求以及當(dāng)?shù)靥栞椪樟坑?jì)算,按下式確定:(5.2.6-1)式中 Ac直接加熱系統(tǒng)集熱器總面積,m2; Qw日均熱水用水量,L;按民用建筑節(jié)水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(GB50555)中的平均日節(jié)水用水定額取值; Cw水的比熱,4.187kJ/kg·; tend儲水箱內(nèi)水的終止溫度,; ti水的初始溫度,(與JT取值相同月份的冷水平均溫度); f太陽能保證率,無量綱(0.40.5); 根據(jù)系統(tǒng)使用期內(nèi)的太陽輻照量、系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性及用戶要求等因素綜合考慮后確定。 水的密度,1.0kg/L; JT當(dāng)?shù)卮悍?、秋分所在月(春、秋季使用)或冬至所在月(冬季使用)集熱器采光面上月均日輻照量,kJ/m2
38、3;d; cd集熱器全日集熱效率,無量綱;具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)集熱器產(chǎn)品的實(shí)測結(jié)果確定。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取值0.25 0.50。 L管路及儲水箱熱損失率,無量綱; 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取值0.2 0.25。 間接加熱系統(tǒng)太陽能集熱器采光總面積的計(jì)算也可根據(jù)專業(yè)軟件進(jìn)行計(jì)算。間接系統(tǒng)集熱器總面積: (5.2.6-2)式中 Ain間接加熱系統(tǒng)的太陽能集熱器總面積,m2; Ac直接加熱系統(tǒng)太陽能集熱器總面積,m2; Fhx換熱器的換熱因子,無量綱(按產(chǎn)品說明書的數(shù)據(jù)確定)?!緱l文解釋】 本條所列的公式是太陽能集熱器總面積計(jì)算的經(jīng)典公式。公式中的各項(xiàng)內(nèi)容都在符號解釋中列出了可供選擇的參數(shù)。設(shè)計(jì)者只要根據(jù)工程實(shí)際及經(jīng)濟(jì)、技術(shù)條
39、件在各參數(shù)的上、下限范圍內(nèi)取值即可。如果是注重冬天使用效益的用戶,建議采用冬至所在月日均太陽輻照量。如果是空氣源熱泵(其他能源)輔助的太陽能熱水系統(tǒng),集熱面積的確定可由設(shè)計(jì)者在保證系統(tǒng)能夠安全使用的前提下進(jìn)行選擇和搭配。前提是必須滿足浙江省可再生能源應(yīng)用核算標(biāo)準(zhǔn)的核算要求。平板式集熱器設(shè)計(jì)集熱效率:由于平板式集熱器的實(shí)際構(gòu)成結(jié)構(gòu)所限,平板集熱器的集熱效率易受環(huán)境溫度影響,因此其具體年平均集熱效率實(shí)際設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)需根據(jù)集熱器檢測報(bào)告實(shí)際測定值,通過集熱器瞬時(shí)效率方程求得(根據(jù)廠家產(chǎn)品檢測報(bào)告為準(zhǔn)):式中:集熱器全年平均集熱效率;:歸一化溫差=0時(shí)的瞬時(shí)效率,參考集熱器檢測報(bào)告;:瞬時(shí)效率方程一次項(xiàng)
40、系數(shù),應(yīng)為正值W/() ,參考集熱器檢測報(bào)告;:瞬時(shí)效率方程二次項(xiàng)系數(shù),應(yīng)為正值W/() ,參考集熱器檢測報(bào)告; ,:歸一化溫差,()/W; 其中:集熱器進(jìn)口溫度,;其中::水的初始溫度,; :貯熱水箱內(nèi)水的終止溫度,; :使用期環(huán)境平均溫度,; :太陽輻照度,W/;,其中:系統(tǒng)安裝所在地年平均日日照小時(shí)數(shù)(全年使用)、冬季所在月平均日日照小時(shí)數(shù)(冬季使用)、春分或秋分所在月(春、夏、秋季使用)(h/d);:當(dāng)?shù)鼐暥葍A斜受熱面上年均日太陽輻照量,按附錄選取。5.2.7 集熱器面積的計(jì)算可根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求分別按夏季、全年和冬季的冷水水溫和輻射量計(jì)算。【條文解釋】 由于可再生源在熱水系統(tǒng)的廣泛使用
41、,受集熱布置范圍的限制和熱泵熱水系統(tǒng)的加入和其他輔助能源獲得的難易、經(jīng)濟(jì)性及系統(tǒng)的穩(wěn)定性等各種需求的綜合。某些系統(tǒng)的太陽能集熱系統(tǒng)可能會(huì)按夏季需求設(shè)計(jì)集熱面積,其他季節(jié)采用其他能源解決問題。這個(gè)設(shè)計(jì)點(diǎn)也較好地解決了夏季超溫、超壓等問題。在系統(tǒng)組合時(shí)可以根據(jù)要求合理設(shè)計(jì)集熱器面積。 系統(tǒng)的管路及儲水箱熱損失率經(jīng)驗(yàn)值L在管路較長的分戶式系統(tǒng)和集中集熱分戶儲熱的系統(tǒng)中應(yīng)視管路的具體情況予以計(jì)算和修正。5.3 熱泵主機(jī)5.3.1 當(dāng)空氣源熱泵熱水系統(tǒng)的儲熱水箱容積能符合日用水量調(diào)節(jié)的要求,熱泵供熱能力可按平均日平均小時(shí)需熱量配置。否則應(yīng)按平均日最大小時(shí)需熱量計(jì)算?!緱l文解釋】 熱泵熱水系統(tǒng)由于主機(jī)的配
42、置價(jià)格較高,難以像設(shè)計(jì)鍋爐一樣將加熱能力配置到最高日最大時(shí)的水平。一般可以通過加大儲熱水箱容積來調(diào)劑最大時(shí)平均時(shí)的不均衡性,一般熱水系統(tǒng)用水量最高峰和氣溫和水溫條件最差的時(shí)段不重合,故可不按最高日用水量取值。5.3.2 熱泵熱水系統(tǒng)的平均設(shè)計(jì)小時(shí)供熱量應(yīng)按下式計(jì)算。 (5.3.2)式中: Qg熱泵設(shè)計(jì)小時(shí)供熱量(kJ/h); qr熱水用水定額(L/人·d或L/床·d),按民用建筑節(jié)水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(GB50555)中的平均日節(jié)水用水定額取值(溫度不同時(shí),按等熱量換算水量)。 m用水計(jì)算單位數(shù)(人數(shù)或床位數(shù)); tr熱水溫度, tr=55(); tl冷水溫度, 按不同季節(jié)選取,見附
43、表;T1熱泵機(jī)組設(shè)計(jì)工作時(shí)間(h),T應(yīng)根據(jù)用水需求、氣候條件和系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性等因數(shù)綜合考慮確定。分戶獨(dú)立式系統(tǒng)為58個(gè)小時(shí),集中式熱水系統(tǒng)的全日制供水時(shí)建議取820(h),不設(shè)輔助加熱設(shè)備的系統(tǒng),熱泵的工作時(shí)間宜取下限,以便給最高日用水量發(fā)生時(shí)流出足夠補(bǔ)充加熱能力。定時(shí)供水時(shí),T1由設(shè)計(jì)人確定。Kl 安全系數(shù), 取1.11.2。5.3.3 熱泵熱水系統(tǒng)的輸入功率應(yīng)根據(jù)熱泵的能效比值和平均秒功率確定。 Qr = ( Qg/3600 )/COPQr熱泵的輸入功率(kw);COP 熱泵系統(tǒng)的能效比值,無量綱。浙江地區(qū)的系統(tǒng)COP值:考慮全年使宜用取2.5,冬季使用宜取1.5。【條文解釋】 熱泵主機(jī)標(biāo)準(zhǔn)
44、工況下的COP值可以達(dá)到3.73.9,實(shí)測的生活熱水系統(tǒng)熱源部分(不包括熱水供回水管的熱損)能效值約為2.5左右,在冬季工況下的實(shí)測能效值約為1.5左右。不同的產(chǎn)品熱泵主機(jī)的能效值差異較大,但是也容易引起混淆。因此統(tǒng)一在一個(gè)相對比較可行的COP值,以保證系統(tǒng)的輸入功率的計(jì)算的一致性,因?yàn)闊岜幂斎牍β适求w現(xiàn)配置水平的主要參數(shù),這與鼓勵(lì)采用能效值較高的技術(shù)產(chǎn)品是不矛盾的。能效值的主要優(yōu)勢體現(xiàn)在節(jié)能上,而且對系統(tǒng)的運(yùn)行安全有更大的保障。 5.3.4 熱泵熱水系統(tǒng)主機(jī)應(yīng)按全年平均的環(huán)境溫度和冷水水溫條件計(jì)算輸入功率,不設(shè)輔助熱源的系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)冬季的環(huán)境溫度和冷水溫度條件,在合理延長熱泵工作時(shí)間的條件下校
45、核和調(diào)整熱泵主機(jī)的輸入功率配置。【條文解釋】 地處長江中下游的浙江地區(qū),是空氣源熱泵能否在冬季安全使用的臨界區(qū)域。如果不設(shè)輔助熱源,可按下列方式選定熱泵:首先確定全年平均和冬季的水溫差值,冬季取5,全年平均取15,熱水溫度按55計(jì)的話,兩者的熱量差值應(yīng)為:( 55-5)/(55-15)=1.25倍;而系統(tǒng)全年平均的COP值取2.5,冬季選1.5,兩者的配置差值為2.5/1.5=1.67倍,因此兩者的影響重疊的話,輸入功率需求的差值約為2.09倍。如熱泵系統(tǒng)按全年平均日的參數(shù)設(shè)計(jì),加熱時(shí)間按下限8h計(jì)算。則冬季最不利季節(jié)的熱泵工作時(shí)間可以控制在16.72小時(shí)即17小時(shí)以內(nèi),上限為20小時(shí),符合要
46、求。5.3.5 熱泵熱水系統(tǒng)的室外主機(jī)應(yīng)在通風(fēng)條件良好的屋頂、陽臺、室外平臺等處布置。成組布置時(shí)進(jìn)風(fēng)側(cè)的間距宜大于2.0倍進(jìn)風(fēng)口的高度??繅σ粋?cè)的主機(jī)距墻面的凈距宜大于1.5倍的進(jìn)風(fēng)口高度?!緱l文解釋】 本條的主要目的是為了避免成組或靠墻布置時(shí)熱泵的進(jìn)風(fēng)條件不能滿足機(jī)器的進(jìn)風(fēng)要求。進(jìn)風(fēng)口高度是指熱泵機(jī)組換熱翅片的垂直高度。5.3.6 成組布置的熱泵熱水機(jī)組應(yīng)采用并聯(lián)方式換熱,機(jī)組宜采用同程管路的形式保證各臺機(jī)組工作的均衡性。【條文解釋】 采用異程布置的管路容易造成機(jī)組之間工作的不均衡,設(shè)計(jì)人員如果經(jīng)過精密計(jì)算并有合理的技術(shù)手段保證機(jī)組中各臺主機(jī)工作的均衡性則可以采用異程的管路形式。5.3.7
47、當(dāng)熱泵熱水系統(tǒng)采用直熱式機(jī)組時(shí),應(yīng)同時(shí)設(shè)置循環(huán)加熱管路保證水箱內(nèi)冷卻的水可被再次加熱?!緱l文解釋】 直熱式機(jī)組在非承壓的熱泵系統(tǒng)中應(yīng)用很廣泛,它可以使系統(tǒng)變得較為簡單,但是已被加熱的水存在冷卻后需要再加熱的可能性,冬季極端溫度下,要求系統(tǒng)完全達(dá)到直熱要求也有一定的難度,故建議設(shè)循環(huán)加熱回路保證系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性和靈活性。5.4 儲熱水箱5.4.1 集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)的儲熱水箱容積應(yīng)根據(jù)熱水用水小時(shí)變化曲線及太陽能集熱器或熱泵的供熱能力,綜合考慮輔助加熱裝置加熱時(shí)段和能力等多種因素經(jīng)計(jì)算后確定。【條文解釋】 理論上儲熱水箱應(yīng)根據(jù)產(chǎn)熱、用熱包括輔助加熱三者之間的變化曲線求得需要調(diào)節(jié)的熱量,換算出儲熱水
48、箱的容積。但實(shí)際上這種曲線的取得有一定的難度,而且太陽能熱水系統(tǒng)的特點(diǎn)是使用時(shí)段基本上與集熱時(shí)段錯(cuò)開。而輔助加熱時(shí)段一般在使用時(shí)間段之前,也就是說,產(chǎn)熱時(shí)段與用熱時(shí)段是基本分開的。儲水箱的容積與產(chǎn)熱量(集熱面積)的關(guān)系更密切。儲水箱容積的大小直接影響到系統(tǒng)效率,容積越大,對太陽能的集熱效益越好,反之,則相反。當(dāng)然,容積過大會(huì)帶來負(fù)面效應(yīng)。首先水溫偏低,不得不使輔助加熱裝置經(jīng)常開啟。若容積大到經(jīng)常不能當(dāng)日使用完畢的情況,既會(huì)影響次日的集熱效益,又會(huì)無端浪費(fèi)輔助加熱能源。因此在集中式太陽能熱水系統(tǒng)中,建議按最高日熱水使用量、綜合可布置的集熱面積產(chǎn)熱量及輔助加熱能力等因素后確定儲熱水箱的容積。 熱泵
49、熱水系統(tǒng)的水箱應(yīng)在分析用水時(shí)段需熱量和加熱時(shí)段的供熱量之間的按時(shí)變化曲線后,以最高日需要調(diào)節(jié)的水量為設(shè)計(jì)值。 5.4.2 分戶式太陽能熱水系統(tǒng)儲熱水箱容積可按下列經(jīng)驗(yàn)公式確定:V= (5070) · A式中 V儲熱器有效容積,L; A集熱器的集熱面積,m2(直接加熱系統(tǒng)為Ac,間接加熱系統(tǒng)為Ain)。注:部分無法按第6.4.1條計(jì)算的集中式系統(tǒng)可參照本公式計(jì)算。5.4.3 熱泵熱水系統(tǒng)的儲熱水箱可按下式計(jì)算:V= m qr(1-T1/24) V 貯熱水箱(罐)有效容積(L);m 用水計(jì)算單位數(shù)qr 熱水用水定額(L/人*d或L/床*d);熱泵機(jī)組設(shè)計(jì)工作時(shí)間(h/d);【條文解釋】
50、熱泵熱水系統(tǒng)的儲熱水箱容積設(shè)計(jì)概念與常規(guī)能源的儲熱水箱是完全不同的,常規(guī)能源系統(tǒng)的儲熱水箱容積主要是調(diào)節(jié)最大時(shí)用水量與秒流量之間的不平衡關(guān)系。因?yàn)闊岜脽崴到y(tǒng)中的小時(shí)供熱量是平均時(shí)概念,儲熱水箱以日為單位計(jì)算調(diào)節(jié)容積,可以不考慮最大時(shí)與平均時(shí)的比值Kh。因此,必須配置大容量的儲熱水箱。建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范對水箱的規(guī)定為:全日制集中熱水供系統(tǒng)貯熱水箱(罐)有效容積,應(yīng)根據(jù)日耗熱量、熱泵持續(xù)工作時(shí)間及熱泵工作時(shí)間內(nèi)耗熱量等因素確定,當(dāng)其因素不確定時(shí)宜按下式計(jì)算: 式中: Qh設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量 (kJ/h); Qg設(shè)計(jì)小時(shí)供熱量(kJ/h); Vr貯熱水箱(罐)有效容積(L);T設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量持續(xù)時(shí)間
51、(h); 有效貯熱容積系數(shù),貯熱水箱、臥式貯熱水罐=0.800.85,立式貯熱水罐=0.850.90; k2安全系數(shù),取1.101.20。 這個(gè)公式按設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量持續(xù)時(shí)間來確定儲熱水箱的容積。在物理概念上是正確的,但很難取值。往往讓設(shè)計(jì)人員無所適從。建議按日均用水量減去熱泵工作時(shí)的產(chǎn)水量求出水箱的容積:Vr= m qr(1-T/24) 這個(gè)公式的物理含義就是假設(shè)每天熱泵工作時(shí)段內(nèi)的產(chǎn)水量和供水量是平衡的,需要儲存的是熱泵不工作時(shí)段內(nèi)的平均時(shí)用水量。5.4.4 儲熱水箱在閉式強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)中必須承壓,其承壓能力應(yīng)經(jīng)計(jì)算確定?!緱l文解釋】 儲熱水箱根據(jù)系統(tǒng)分類,分為承壓式和非承壓式,其中承壓式系統(tǒng)
52、中的儲熱水箱是壓力容器,必須要有承壓能力的計(jì)算和等級的標(biāo)注。并且應(yīng)有相關(guān)政府管理部門的壓力容器生產(chǎn)許可證。5.4.5 儲熱水箱材質(zhì)、襯里材料和內(nèi)壁涂料,應(yīng)確保水質(zhì)在可能出現(xiàn)的運(yùn)行溫度下符合現(xiàn)行的生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求?!緱l文解釋】 在熱水系統(tǒng)尤其是太陽能熱水系統(tǒng)中的儲熱水箱,在夏天可能出現(xiàn)的高溫環(huán)境要比普通的煤氣、電或熱泵熱水的儲熱水箱更高。因?yàn)楹笳邩O限高溫可自行設(shè)定(70左右),而前者是不確定的,很可能會(huì)超過80。因此儲熱水箱的材質(zhì)應(yīng)達(dá)到系統(tǒng)耐高溫能力的要求。但要求有可靠的技術(shù)措施限制溫度的上升到70以上,以免燙傷。5.4.6 儲熱水箱的布置形式(立式或臥式)和進(jìn)出水管布置,不得產(chǎn)生水流短
53、路,并應(yīng)保證箱內(nèi)具有平緩的水溫梯度,充分利用水箱的儲熱容積。【條文解釋】 承壓式儲熱水箱內(nèi)流速(層流或紊流)、使用的間歇性,立式和臥式安裝都會(huì)影響到水箱的有效儲熱容積。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮這些因素,趨利避害。一般立式水箱相比臥式水箱的溫度隨水箱高度的變化曲線要平緩很多,容易將水箱的容積利用得更充分。5.4.7 承壓儲熱水箱保溫效果必須達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn),熱損系數(shù) 2W/m2·K。家用太陽能熱水系統(tǒng)儲熱水箱熱損系數(shù)應(yīng)小于16W/m3.K。【條文解釋】 本條是對儲熱水箱保溫效果國家標(biāo)準(zhǔn)的重申。5.4.8 在開式非承壓系統(tǒng)中,儲熱水箱應(yīng)設(shè)置水位計(jì)、水溫指示器、控制器及放空管等;在閉式承壓系
54、統(tǒng)中,應(yīng)設(shè)置壓力表、泄壓裝置、水溫指示器、控制器及自動(dòng)排氣閥等。【條文解釋】 本條所列的要求是對非承壓儲熱水箱的常規(guī)要求。同時(shí)要求水箱的水位和水溫變換成模擬過程量在控制系統(tǒng)中體現(xiàn)。5.4.9 太陽能熱水系統(tǒng)儲熱水箱的出水溫度不應(yīng)超過70,系統(tǒng)應(yīng)有保證水箱儲水不超溫的技術(shù)措施。【條文解釋】 任一種太陽能熱水系統(tǒng),如果沒有設(shè)計(jì)防止儲熱水箱超溫的技術(shù)措施,儲熱水箱在夏天時(shí)很容易達(dá)到95以上。極易發(fā)生燙傷事故。整體非承壓式集熱水箱溫度難以控制,應(yīng)采用有效技術(shù)手段防止用水側(cè)出現(xiàn)超溫。5.4.10 集中集熱、分戶儲熱式的太陽能熱水系統(tǒng)當(dāng)采用集熱系統(tǒng)非承壓、換熱系統(tǒng)承壓的形式時(shí)應(yīng)設(shè)非承壓的緩沖水箱。緩沖水箱
55、的容積可按整個(gè)換熱系統(tǒng)介質(zhì)容積的23倍計(jì)算?!緱l文解釋】 集熱系統(tǒng)不承壓,換熱系統(tǒng)承壓的集中集熱、分戶儲熱系統(tǒng)是近年來經(jīng)常采用的系統(tǒng)。集熱系統(tǒng)不承壓可以節(jié)約投資。這種系統(tǒng)的集熱和換熱系統(tǒng)之間應(yīng)增設(shè)非承壓的緩沖水箱。因?yàn)榫彌_水箱的存在,無需設(shè)置膨脹罐。非承壓緩沖水箱容量的計(jì)算:本著溫差越高,換熱效率越高的原則,緩沖水箱理論上越小越好。但是過分的小容量,由于系統(tǒng)高溫會(huì)個(gè)日常維護(hù)維修帶來危險(xiǎn)和不便。緩沖水箱的容量:既要滿足正常運(yùn)行時(shí)的循環(huán)集熱和換熱時(shí)最低水量需求,又要滿足夏季高溫時(shí)段,戶內(nèi)水箱均已達(dá)到溫度上限換熱系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí),集熱系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下緩沖水箱水箱溫度不能超過95的要求。5.5 輔助能源5.5.1 太陽能熱水系統(tǒng)必須配設(shè)輔助加熱裝置,可采用電、燃油、燃?xì)饣虺鞘衅渌麩嵩醋鬏o助能源。在分戶式系統(tǒng)中宜采用電或燃?xì)庾?/p>
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