筑樓人 www.zhulouren.com?
3 太陽能供熱采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3．1 一般規(guī)定
3．1．1 太陽能供熱采暖系統(tǒng)類型的選擇，應(yīng)根據(jù)所在地區(qū)氣候、太陽能資源條件、建筑物類型、建筑物使用功能、業(yè)主要求、投資規(guī)模、安裝條件等因素綜合確定。
3．1．2 太陽能供熱采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮施工安裝、操作使用、運(yùn)行管理、部件更換和維護(hù)等要求，做到安全、可靠、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀。
3．1．3 太陽能供熱采暖系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)和使用條件采取防凍、防結(jié)露、防過熱、防雷、防雹、抗風(fēng)、抗震和保證電氣安全等技術(shù)措施。
3．1．4 太陽能供熱采暖系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置其他能源輔助加熱／換熱設(shè)備，做到因地制宜、經(jīng)濟(jì)適用。
3．1．5 太陽能供熱采暖系統(tǒng)中的太陽能集熱器的性能應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《平板型太陽能集熱器》GB／T 6424和《真空管型太陽能集熱器》GB／T 17581的規(guī)定，正常使用壽命不應(yīng)少于10年。其余組成設(shè)備和部件的質(zhì)量應(yīng)符合國家相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
3．1．6 在太陽能供熱采暖系統(tǒng)中，宜設(shè)置能耗計(jì)量裝置。
3．1．7 太陽能供熱采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)節(jié)能、環(huán)保效益預(yù)評估。
3．3 供熱采暖系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)算
3．3．1 對采暖熱負(fù)荷和生活熱水負(fù)荷分別進(jìn)行計(jì)算后，應(yīng)選兩者中較大的負(fù)荷確定為太陽能供熱采暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)負(fù)荷，太陽能供熱采暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)負(fù)荷應(yīng)由太陽能集熱系統(tǒng)和其他能源輔助加熱／換熱設(shè)備共同負(fù)擔(dān)。
3．3．2 太陽能集熱系統(tǒng)負(fù)擔(dān)的采暖熱負(fù)荷是在計(jì)算采暖期室外平均氣溫條件下的建筑物耗熱量。建筑物耗熱量、圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量、空氣滲透耗熱量的計(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 建筑物耗熱量應(yīng)按下式計(jì)算：
式中 QH——建筑物耗熱量，W；
QHT——通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量，W；
QINF——空氣滲透耗熱量，W；
QIH——建筑物內(nèi)部得熱量(包括照明、電器、炊事和人體散熱等)，W。
2 通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量應(yīng)按下式計(jì)算：
式中 QHT——通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量，W；
ti——室內(nèi)空氣計(jì)算溫度，按《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50019中的規(guī)定范圍的低限選取，℃；
te——采暖期室外平均溫度，℃；
ε——各個(gè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的修正系數(shù)，參照相關(guān)的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)選取；
K——各個(gè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，W／(㎡·℃)；
F——各個(gè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的面積，㎡。
3 空氣滲透耗熱量應(yīng)按下式計(jì)算：
式中 QINF——空氣滲透耗熱量，W；
cP——空氣比熱容，取0．28W·h／(kg·℃)；
ρ——空氣密度，取te條件下的值，kg／m3；
N——換氣次數(shù)，次／h；
V——換氣體積，m3／次。
3．3．3 其他能源輔助加熱／換熱設(shè)備負(fù)擔(dān)在采暖室外計(jì)算溫度條件下建筑物采暖熱負(fù)荷的計(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 采暖熱負(fù)荷應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50019中的規(guī)定計(jì)算。
2 在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定可不設(shè)置集中采暖的地區(qū)或建筑，宜根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，適當(dāng)降低室內(nèi)空氣計(jì)算溫度。
3．3．4 太陽能集熱系統(tǒng)負(fù)擔(dān)的熱水供應(yīng)負(fù)荷為建筑物的生活熱水日平均耗熱量。熱水日平均耗熱量應(yīng)按下式計(jì)算：
式中 QW——生活熱水日平均耗熱量，W；
m——用水計(jì)算單位數(shù)，人數(shù)或床位數(shù)；
qr——熱水用水定額，根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50015規(guī)定，按熱水最高日用水定額的下限取值，L／(人·d)或L／(床·d)；
cW——水的比熱容，取4187J／(kg·℃)；
ρW——熱水密度，kg／L；
tr——設(shè)計(jì)熱水溫度，℃；
tl——設(shè)計(jì)冷水溫度，℃。
3．4 太陽能集熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3．4．1 太陽能集熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列基本規(guī)定：
1 建筑物上安裝太陽能集熱系統(tǒng)，嚴(yán)禁降低相鄰建筑的日照標(biāo)準(zhǔn)。
2 直接式太陽能集熱系統(tǒng)宜在冬季環(huán)境溫度較高，防凍要求不嚴(yán)格的地區(qū)使用；冬季環(huán)境溫度較低的地區(qū)，宜采用間接式太陽能集熱系統(tǒng)。
3 太陽能集熱系統(tǒng)管道應(yīng)選用耐腐蝕和安裝連接方便可靠的管材?？刹捎勉~管、不銹鋼管、塑料和金屬復(fù)合熱水管等。
3．4．2 太陽能集熱器的設(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 太陽能集熱器宜朝向正南，或南偏東、偏西30°的朝向范圍內(nèi)設(shè)置；安裝傾角宜選擇在當(dāng)?shù)鼐暥取?0°～＋20°的范圍內(nèi)；當(dāng)受實(shí)際條件限制時(shí)，應(yīng)按附錄A進(jìn)行面積補(bǔ)償，合理增加集熱器面積，并應(yīng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益分析。
2 放置在建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)上的太陽能集熱器，在冬至日集熱器采光面上的日照時(shí)數(shù)應(yīng)不少于4h。前、后排集熱器之間應(yīng)留有安裝、維護(hù)操作的足夠間距，排列應(yīng)整齊有序。
3 某一時(shí)刻太陽能集熱器不被前方障礙物遮擋陽光的日照間距應(yīng)按下式計(jì)算：
式中 D——日照間距，m；
H——前方障礙物的高度，m；
h——計(jì)算時(shí)刻的太陽高度角，°；
γ0——計(jì)算時(shí)刻太陽光線在水平面上的投影線與集熱器表面法線在水平面上的投影線之間的夾角，°。
4 太陽能集熱器不得跨越建筑變形縫設(shè)置。
3．4．3 確定太陽能集熱器總面積應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 直接系統(tǒng)集熱器總面積應(yīng)按下式計(jì)算：
式中 AC——直接系統(tǒng)集熱器總面積，㎡；
QH——建筑物耗熱量，W；
JT——當(dāng)?shù)丶療崞鞑晒饷嫔系钠骄仗栞椪樟?，J／(㎡·d)，按附錄B選??；
f——太陽能保證率，％，按附錄B選??；
ηcd——基于總面積的集熱器平均集熱效率，％，按附錄C方法計(jì)算；
ηL——管路及貯熱裝置熱損失率，％，按附錄D方法計(jì)算。
2 間接系統(tǒng)集熱器總面積應(yīng)按下式計(jì)算：
式中 AIN——間接系統(tǒng)集熱器總面積，㎡；
AC——直接系統(tǒng)集熱器總面積，㎡；
UL——集熱器總熱損系數(shù)，W／(㎡·℃)，測試得出；
Uhx——換熱器傳熱系數(shù)，W／(㎡·℃)，查產(chǎn)品樣本得出；
Ahx——間接系統(tǒng)換熱器換熱面積，㎡，按附錄E方法計(jì)算。
3．4．4 太陽能集熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量應(yīng)按下列公式和推薦的參數(shù)計(jì)算。
1 太陽能集熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量應(yīng)按下式計(jì)算：
式中 GS——太陽能集熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量，m3／h；
g——太陽能集熱器的單位面積流量，m3／(h·㎡)；
A——太陽能集熱器的采光面積，㎡。
2 太陽能集熱器的單位面積流量應(yīng)根據(jù)太陽能集熱器生產(chǎn)企業(yè)給出的數(shù)值確定。在沒有企業(yè)提供相關(guān)技術(shù)參數(shù)的情況下，根據(jù)不同的系統(tǒng)，宜按表3．4．4給出的范圍取值。
表3．4．4 太陽能集熱器的單位面積流量
3．4．5 太陽能集熱系統(tǒng)宜采用自動(dòng)控制變流量運(yùn)行。
3．4．6 太陽能集熱系統(tǒng)的防凍設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 在冬季室外環(huán)境溫度可能低于0℃的地區(qū)，應(yīng)進(jìn)行太陽能集熱系統(tǒng)的防凍設(shè)計(jì)。
2 太陽能集熱系統(tǒng)可采用的防凍措施宜根據(jù)集熱系統(tǒng)類型、使用地區(qū)參照表3．4．6選擇。
表3．4．6 太陽能集熱系統(tǒng)的防凍設(shè)計(jì)選型
注：表中“●”為可選用項(xiàng)。
3 太陽能集熱系統(tǒng)的防凍措施應(yīng)采用自動(dòng)控制運(yùn)行工作。
5 太陽能供熱采暖工程的調(diào)試、驗(yàn)收與效益評估
5．1 一般規(guī)定
5．1．1 太陽能供熱采暖工程安裝完畢投入使用前，應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。系統(tǒng)調(diào)試應(yīng)在竣工驗(yàn)收階段進(jìn)行；不具備使用條件時(shí)，經(jīng)建設(shè)單位同意，可延期進(jìn)行。
5．1．2 系統(tǒng)調(diào)試應(yīng)包括設(shè)備單機(jī)、部件調(diào)試和系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)調(diào)試。系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)調(diào)試應(yīng)按照實(shí)際運(yùn)行工況進(jìn)行，聯(lián)動(dòng)調(diào)試完成后，應(yīng)進(jìn)行連續(xù)3天試運(yùn)行。
5．1．3 太陽能供熱采暖系統(tǒng)工程的驗(yàn)收應(yīng)分為分項(xiàng)工程驗(yàn)收和竣工驗(yàn)收。分項(xiàng)工程驗(yàn)收應(yīng)由監(jiān)理工程師(建設(shè)單位技術(shù)負(fù)責(zé)人)組織施工單位項(xiàng)目專業(yè)質(zhì)量(技術(shù))負(fù)責(zé)人等進(jìn)行；竣工驗(yàn)收應(yīng)由建設(shè)單位(項(xiàng)目)負(fù)責(zé)人組織施工單位、設(shè)計(jì)、監(jiān)理等單位(項(xiàng)目)負(fù)責(zé)人進(jìn)行。
5．1．4 分項(xiàng)工程驗(yàn)收宜根據(jù)工程施工特點(diǎn)分期進(jìn)行，對于影響工程安全和系統(tǒng)性能的工序，必須在本工序驗(yàn)收合格后才能進(jìn)入下一道工序的施工。
5．1．5 竣工驗(yàn)收應(yīng)在工程移交用戶前，分項(xiàng)工程驗(yàn)收合格后進(jìn)行；竣工驗(yàn)收應(yīng)提交下列驗(yàn)收資料：
1 設(shè)計(jì)變更證明文件和竣工圖；
2 主要材料、設(shè)備、成品、半成品、儀表的出廠合格證明或檢驗(yàn)資料；
3 屋面防水檢漏記錄；
4 隱蔽工程驗(yàn)收記錄和中間驗(yàn)收記錄；
5 系統(tǒng)水壓試驗(yàn)記錄；
6 系統(tǒng)生活熱水水質(zhì)檢驗(yàn)記錄；
7 系統(tǒng)調(diào)試及試運(yùn)行記錄；
8 系統(tǒng)熱工性能檢驗(yàn)記錄。
5．1．6 太陽能供熱采暖工程施工質(zhì)量的保修期限，自竣工驗(yàn)收合格日起計(jì)算為二個(gè)采暖期。在保修期內(nèi)發(fā)生施工質(zhì)量問題的，施工企業(yè)應(yīng)履行保修職責(zé)，責(zé)任方承擔(dān)相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)責(zé)任。
附錄A 不同地區(qū)太陽能集熱器的補(bǔ)償面積比
A．0．1 太陽能集熱器的面積補(bǔ)償應(yīng)按下式計(jì)算：
式中 AB——進(jìn)行面積補(bǔ)償后實(shí)際確定的太陽能集熱器面積；
AC——按集熱器方位正南，傾角為當(dāng)?shù)鼐暥?，用本?guī)范式(3．4．3-1)、式(3．4．3-2)計(jì)算得出的太陽能集熱器面積；
RS——太陽能集熱器補(bǔ)償面積比。
A．0．2 代表城市的太陽能集熱器補(bǔ)償面積比RS可選用表A．0．2-1和表A．0．2-2中的對應(yīng)值，表A．0．2-1適用于短期蓄熱系統(tǒng)，表A．0．2-2適用于季節(jié)蓄熱系統(tǒng)。表中未列入的城市，可選用與該表中距離最近，而且緯度最接近的城市的RS對應(yīng)值。
表A．0．2-1 代表城市的太陽能集熱器補(bǔ)償面積比RS(適用于短期蓄熱系統(tǒng))
表A．0．2-2 代表城市的太陽能集熱器補(bǔ)償面積比RS(適用于季節(jié)蓄熱系統(tǒng))
附錄C 太陽能集熱器平均集熱效率計(jì)算方法
C．0．1 太陽能集熱器的集熱效率應(yīng)根據(jù)選用產(chǎn)品的實(shí)際測試效率公式(C．0．1-1)或(C．0．1-2)進(jìn)行計(jì)算。
式中 η——以T*為參考的集熱器熱效率，％；
η0——T*＝0時(shí)的集熱器熱效率，％；
U——以T*為參考的集熱器總熱損系數(shù)，W／(㎡·K)；
T*——?dú)w一化溫差，(㎡·K)／W。
式中 a1——以T*為參考的常數(shù)；
a2——以T*為參考的常數(shù)；
G——總太陽輻照度，W／㎡。
式中 ti——集熱器工質(zhì)進(jìn)口溫度，℃；
ta——環(huán)境溫度，℃。
C．0．2 短期蓄熱太陽能供熱采暖系統(tǒng)計(jì)算太陽能集熱器集熱效率時(shí)，歸一化溫差計(jì)算的參數(shù)選擇應(yīng)符合下列原則：
1 直接系統(tǒng)的ti取供暖系統(tǒng)的回水溫度，間接系統(tǒng)的ti等于供暖系統(tǒng)的回水溫度加換熱器的換熱溫差。
2 ta取當(dāng)?shù)?2月的月平均室外環(huán)境空氣溫度。
3 總太陽輻照度G應(yīng)按下式計(jì)算。
式中 Hd——當(dāng)?shù)?2月集熱器采光面上的太陽總輻射月平均日輻照量，kJ／(㎡·d)；
Sd——當(dāng)?shù)?2月的月平均每日的日照小時(shí)數(shù)，h。
C．0．3 季節(jié)蓄熱太陽能供熱采暖系統(tǒng)計(jì)算太陽能集熱器集熱效率時(shí)，歸一化溫差計(jì)算的參數(shù)選擇應(yīng)符合下列原則：
1 直接系統(tǒng)的ti取供暖系統(tǒng)的回水溫度，間接系統(tǒng)的ti等于供暖系統(tǒng)的回水溫度加換熱器的換熱溫差。
2 ta取當(dāng)?shù)氐哪昶骄彝猸h(huán)境空氣溫度。
3 總太陽輻照度G應(yīng)按下式計(jì)算。
式中 Hy——當(dāng)?shù)丶療崞鞑晒饷嫔系奶柨傒椛淠昶骄蛰椪樟?，kJ／(㎡·d)；
Sy——當(dāng)?shù)氐哪昶骄咳盏娜照招r(shí)數(shù)，h。
附錄D 太陽能集熱系統(tǒng)管路、水箱熱損失率計(jì)算方法
D．0．1 管路、水箱熱損失率ηL可按經(jīng)驗(yàn)取值估算，ηL的推薦取值范圍為：
短期蓄熱太陽能供熱采暖系統(tǒng)：10％～20％
季節(jié)蓄熱太陽能供熱采暖系統(tǒng)：10％～15％
D．0．2 需要準(zhǔn)確計(jì)算時(shí)，可按D．0．3～D．0．5條給出的公式迭代計(jì)算。
D．0．3 太陽能集熱系統(tǒng)管路單位表面積的熱損失可按下式計(jì)算：
式中 ql——管路單位表面積的熱損失，W／㎡；
Di——管道保溫層內(nèi)徑，m；
D0——管道保溫層外徑，m；
ta——保溫結(jié)構(gòu)周圍環(huán)境的空氣溫度，℃；
t——設(shè)備及管道外壁溫度，金屬管道及設(shè)備通?？扇〗橘|(zhì)溫度，℃；
a0——表面放熱系數(shù)，W／(㎡·℃)；
λ——保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)，W／(m·℃)。
D．0．4 貯水箱單位表面積的熱損失可按下式計(jì)算：
式中 q——貯水箱單位表面積的熱損失，W／㎡；
δ——保溫層厚度，m；
λ——保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)，W／(m·℃)；
a——表面放熱系數(shù)，W／(㎡·℃)。
對于圓形水箱保溫：
D．0．5 管路及貯水箱熱損失率ηL可按下式計(jì)算：
式中 A1——管路表面積，㎡；
A2——貯水箱表面積，㎡；
AC——系統(tǒng)集熱器總面積；
G——集熱器采光面上的總太陽輻照度，W／㎡；
ηcd——基于總面積的集熱器平均集熱效率，％，按附錄C方法計(jì)算。
附錄E 間接系統(tǒng)熱交換器換熱面積計(jì)算方法
E．0．1 間接系統(tǒng)熱交換器換熱面積可按下式計(jì)算：
式中 Ahx——間接系統(tǒng)熱交換器換熱面積，㎡；
ηL——貯熱水箱到熱交換器的管路熱損失率，一般可取0．02～0．05：
Qhx——熱交換器換熱量，kW；
ε——結(jié)垢影響系數(shù)，0．6～0．8；
Uhx——熱交換器傳熱系數(shù)，按熱交換器技術(shù)參數(shù)確定；
△tj——傳熱溫差，宜取5～10℃，集熱器熱性能好，溫差取高值，否則取低值。
E．0．2 熱交換器換熱量可按下式計(jì)算：
式中 Qhx——熱交換器換熱量，kW；
k——太陽輻照度時(shí)變系數(shù)，取1．5～1．8，取高限對太陽能利用有利，但會(huì)增加造價(jià)；
f——太陽能保證率，％，按附錄B選取；
Q——太陽能供熱采暖系統(tǒng)負(fù)擔(dān)的采暖季平均日供熱量，kJ；
Sy——當(dāng)?shù)氐哪昶骄咳盏娜照招r(shí)數(shù)，h。
E．0．3 太陽能供熱采暖系統(tǒng)負(fù)擔(dān)的采暖季平均日供熱量可按下式計(jì)算：
式中 Q——太陽能供熱采暖系統(tǒng)負(fù)擔(dān)的采暖季平均日供熱量，kJ；
QH——建筑物耗熱量，kW。
附錄F 太陽能供熱采暖系統(tǒng)效益評估計(jì)算公式
F．0．1 太陽能供熱采暖系統(tǒng)的年節(jié)能量可按下式計(jì)算：
式中 △Qsave——太陽能供熱采暖系統(tǒng)的年節(jié)能量，MJ；
Ac——系統(tǒng)的太陽能集熱器面積，㎡；
JT——太陽能集熱器采光表面上的年總太陽輻照量，MJ／㎡；
ηcd——太陽能集熱器的年平均集熱效率，％；
ηc——管路、水泵、水箱和季節(jié)蓄熱裝置的熱損失率。
F．0．2 太陽能供熱采暖系統(tǒng)壽命期內(nèi)的總節(jié)能費(fèi)可按下式計(jì)算：
式中 SAV——系統(tǒng)壽命期內(nèi)的總節(jié)能費(fèi)用，元；
PI——折現(xiàn)系數(shù)；
Cc——系統(tǒng)評估當(dāng)年的常規(guī)能源熱價(jià)，元／MJ；
A——太陽能熱水系統(tǒng)總增投資，元；
DJ——每年用于與太陽能供熱采暖系統(tǒng)有關(guān)的維修費(fèi)用，包括太陽集熱器維護(hù)，集熱系統(tǒng)管道維護(hù)和保溫等費(fèi)用占總增投資的百分率；一般取1％。
F．0．3 折現(xiàn)系數(shù)PI可按下式計(jì)算：
式中 d——年市場折現(xiàn)率，可取銀行貸款利率；
e——年燃料價(jià)格上漲率；
n——分析節(jié)省費(fèi)用的年限，從系統(tǒng)開始運(yùn)行算起，取集熱系統(tǒng)壽命(一般為10～15年)。
F．0．4 系統(tǒng)評估當(dāng)年的常規(guī)能源熱價(jià)Cc可按下式計(jì)算：
式中 C′c——系統(tǒng)評估當(dāng)年的常規(guī)能源價(jià)格，元／kg；
q——常規(guī)能源的熱值，MJ／kg；
Eff——常規(guī)能源水加熱裝置的效率，％。
F．0．5 太陽能供熱采暖系統(tǒng)的費(fèi)效比可按下式計(jì)算：
式中 B——系統(tǒng)費(fèi)效比，元／kWh。
F．0．6 太陽能供熱采暖系統(tǒng)的二氧化碳減排量可按下式計(jì)算：
式中 Qco2——系統(tǒng)壽命期內(nèi)二氧化碳減排量，kg；
W——標(biāo)準(zhǔn)煤熱值，29．308M．1／kg；
Fco2——二氧化碳排放因子，按表F．0．6取值。
表F．0．6 二氧化碳排放因子
https://pan.baidu.com/s/1qY4b5JQ
