北京市常营小区太阳能建筑示范工程

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计算论证，住宅小区利用集中式太阳能热水系统解 决生活热水问题是可行的。 集中式系统，相对于分户式系统，有节约初投 资、 运行维护方便， 太阳能集热系统得到充分利用等 优势， 通过热水收费也可取得经济效益。
%&’ 当太阳热水系统维修时， (# 开、 () 关提供外网
式中： & )7"7 热媒耗热量；
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系统控制说明 见图 , 流程图， 初始正常状态时， ,） !, 关、 X, 停、 !%
关、 !: 关、 !> 开。 当水位 Y #Y,， %） F%ZF$[\， F,#F%6 !FH 时 ， X, 启 动循环加热至 F,$F%6 !FI 时停。
<7"7 热水的比热， <*>7 ,8+G1（HI・ !J；
平均太阳辐照量， ,+7 -00HG1 $ %； 取 .0W ； %4M7 — 集热器全日集热效率， 取 %0W ； %47 — 管道及储水箱热损失率， 计算得 Q4*90 $ %。 故需平板太阳能集热器 :0 片。 结果表明， 本工程 # 通过上述两种方法的计算， 采用 ,;0$ ’%;0$ ’0;08$ 平板 式 太 阳 集 热 器 :0 片 是适宜的。
则 !3=*, ;8>$ %7 。 *, ;,. ，
"贮水容积
容积式热交换器供热量应为系统用户连续 即 >.$?@ 耗热量，
&A* >. & )*.:# 9-% ;.( 90
（D） （$ :） B* 0;89&C * .:#9-%;. !0;89 *-%: ;. ", 2 ’" 2 4 "#$%#
# 热媒耗量 <・ = &) E* （F$7’" F$74） <
!2 3#* 2 $#452 $#’ " 2 #462 7’ % % ############# * 8.690 " 906,0 % %
（! ） ############# *:+ ;.
2 $#4、 2 $#’#"# 热媒的初温和终温； 2 #4 、 2 #’ #### "# 被加热水的初温和终温； <=##### " 热 水 供 应 系 统 的 热 损 失 系 数 ， 取 <=#
式中： ( @7 —全日供应的热水循环流量2-5#4； 取设计耗热 " A —配水管道的热损失 234， 量的 >B ； 取 > !； !+ —配水管道的热水温度差， 计算得 ( @%$ /!. ;8-5# 。
#热水系统循环泵
仅考虑循环水量通过配 循环流量 " @%/!. ;8-5# ； 水管、 回水管的水头损失， 水泵压力为：
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设备选取 蓄水箱 !） 对于太阳能热水系统， 由于受自然条件 F太阳辐
不可能全天 ?0# 射量一天之内随时间变化 4的限制， 都能达到设计小时用水量 ( )# 的要求。但根据实际情 况， 考虑蓄热水箱水量、 太阳集热板功率和用户用水 量三者间的关系，设计水箱容量为 0;> 个小时用水 量， 这足以满足要求。 设计取 则水箱的有效容积 K&%0 ;>( $)#$%/ ;?8$ ’ =，
终温； F$74 、 F$7’7" 热媒的初温、
!""# 年 $ 月刊
E*0 ;+-HI1K 。
太阳集热板面积的确定 >） 按厂家提供的集热板产水量 L春秋季 $ 方案一： （$ % ・ 计算。 产水量 80D1 MJ） 考虑降低初投资的因素， 选择集热板的面积时， 设计人均水量按 +.D1 （ 人・ 的标准， 剩下不足部分 M）
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北京市常营小区 太阳能建筑示范工程
北京九阳实业公司 北京天鸿集团 孟庆峰 ; 格志勇
摘
要
本文介绍了太阳能系统与建筑一体化的设计思路及其具体做法。着重阐述了集热器与建筑屋面结合
技术、 集热器的面积确定方法和控制原理。 关键词 一体化 平板集热器 系统 集热面积 控制方案 换热器
! " 由于水垢和热媒分布不均匀影响传
热效率的影响系数， 取 !#$%&； （!） ； !2 3 " 热媒与被加热水的计算温度差
<（ T R 2 S@M" 2 ?） Q47* & R・ ・ （," %4 ） GF %4M Q47 — 直接系统集热器采光面积， $ %； & R7 — 均用水量， .7-00HI ； !JU <R7 — 水的定压比热容 >;,8HG1 LHI・ .0 !U 2 S@M7 — 储水箱内水的终止温度， 2 ?7 — 水的初始温度， ,. !U T7 — 太阳台保证率V 取 .0W ； G F7 — 当 地 春 分 或 秋 分 所 在 地 集 热 器 受 热 面 积
/;>$’ =。
太阳能热水系统水泵选择 ?） （太阳能集热系统给水泵） " L! 泵
L! 泵 的 流 量 即 为 系 统 设 计 热 水 量 ( )#%!=<0 ;
考虑到 位 置 高 度 、 沿程损失、 局部损失以及配 =-5# ； 水最不利点所需的流出水头损失， 泵压取 1;?>MLN 。
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,;7 当水位 YZY ,， F%#F$[\， F,#F%6 !FH 时 ， !, 开
补水至 Y, 时关， X, 启动循环加热至 F,$F%6 !FI 时停。
%;7 当水位 Y% $YZY ,， F%ZF$[\， F,#F%6 !FH 时， X , 启动循环加热至 F,$F%6 !FI 时停。 :;7 当水位 YZY %， F%ZF$[\， F,#F%6 !FH 时， !, 开
&2( 供应热水。 *5&
设计计算
工程师， 技术经理 ; 孟庆峰， *#%! 年 # 月， 电话： !*!R’&%*!2#’ 北京市朝阳区德胜门外花虎沟 "2 号 （*!!!’$ ）
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* *5)
太阳能热水系统设计计算 基本参数
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! ）每小时耗热量
（+ )$, + -$） !)$ " #$%$ &#$ ’ ( )$* ./$011 式中： " #$ — 设计每小时耗热量234；
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式中： （$ % ） ； !"# 水加热器的加热面积 （( ） ， 即设计小 & ’"# 制 备 热 水 所 需 的 热 量 时耗热量& )#*+,# -.,( ； 取 /*,#.00(1 （$ % ・ ； !） /#"# 传热系数，
平板 0;+.*>7 +0.7 D1M 。需太阳集热板的面积 .8;8$ %， 太阳集热器 （,;0$ ’%;0$ ’0;08$ ） 的单板为 %;0$ %， 故需太阳集热板 :0 片。 按 《太阳热水系统设计、 安装及工程 " 方案二： 验收技术规范》 EP1F7,8+,:"%00% 附录 Q 计算。
’ $ — 用水人数；
取 !11-5 （人 ・ ； ( )$$ — 热水用水定额， 6） 取 0$!.895（&:・ !4； *7$ — 水的比热， 取 /1 !； + )$ — 热水温度， 取 !1 !； + -$— 冷水温度， 取 1;<.=&:5- ； !)$— 热水密度， 取 >;!? ； &#— 每小时用水人数变化系数， 计算得 " #%8!7 <>!3 。 每小时热水流量 ?）
补水至 Y% 关， X , 启动循环加热至 F,$F%6 !FI 时停。
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由辅助热源提供。所以集热板日产热水量应按 >;. 个 最 大 小 时 热 水 用 量 N =) 的 +.O 计 ， 即 >;.N =) ’
>;7当水位 YZY%， F,ZF%6!FH 时， !, 开补水至 Y% 关。 .;7 当 F:$>. !时， !% 开提供外网一次热水换热
!"# $%&#’ ()%*#+, %- ./,#0)1,2%/ 3%’1) 4/#)05 62," 782’&2/0 1, ,"# 9"1/052/0 :2;,)2+,
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) ）用水人数
每户以 &5’ 人计， 用水 2326 楼共有住户 &) 户，
年均太阳辐射量为 )*& #*"+,-./0-1 &， 人数共计约 $# 人。 &!!! #&’!!( ， 具有比较丰富的太阳能资源。北京太阳直接辐射的 利用时数以春秋季最多， 每 日 平 均 近 +( ， 而在冬季
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