住宅太阳能热水设计实例、
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住宅太阳能热水系统设计实例
林飞 2011-07-20
一、工程概况
1.本工程建设地点位于海口市，为一栋十一 层的普通住宅，1层为架空层，2~11层为普 通住宅。共20户，每户按3人计，总用水人 数60人。 2.集热器设置于平屋面上,正南方向安装,安 装倾角20.0˚。
二、设计依据
1.《建筑给水排水设计规范》GB500152003. 2.《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》 GB50364-2005. 3.《太阳能热水系统设计、安装及工程验收 技术规范》GB/T18713-2002. 4.《全国民用建筑工程设计技术措施节能专 篇—给水排水》（2009) 5）相关专业提供的资料等。
九.集热系统循环水泵
集热循环泵流量按下式计算：qx=BbAj Bb:单位采光面积集热器对应的功质流量 （L/㎡.S), 按经验值取 0.02 L/M㎡.S 循环泵流量:qxj=40.8x0.02=0.82L/S 计算循环泵扬程（省略）
十.向各专业提供相关设计资料(详《技术措 施》里面要求） 十一. 绘制太阳能热水平面图、系统图、热 水箱详图等。 十二.编写太阳光能热水系统设计说明 十三.系统控制说明参见图1 附电辅助加热计算简例 附酒店太阳能双水箱热水系统图2（供参 考）
十四．电辅助热源
1.采用电辅助加热 2.电辅助加热设计小时供热量
K1=1.10 T1=12h/d （参照热泵的计算公式， 工作时间12h） 经计算:Qg=16.3Kw。
电加热贮热水箱的总容积：
其中：系统设计小时耗热量Qh=35403W, Qg=16300w,m=60 η=0.85; ρ=0.9832kg/L;tr=60 ◦c; tl=17 ◦c; K2=1.10 T=3h 经计算:Vr= 1508L由于Vr< V贮，系统热水 箱有效容积按3.0M³ 确定 太阳能热水系统设置一个贮热水箱，容积 3.0M³ 。
3计算管网系统循环水泵的流量
Qs=5%Qh=5%x37763=1770w △t=5◦c qx=1770/(1.163x5)=305 l/h
六.太阳能集热器的设计
1.集热器于平屋面上布置,朝向正南,倾角20 度. 2.集热器面积的确定 (直接加热系统按下式计算)
Fra Baidu bibliotek
太阳能的保证率∫=0.40
集热器的年平均集热效率（η）取η=0.55 集热系统热损失率（ηL）取ηL=0.20 20.02˚倾角集热器采光面上年平均日太阳辐 射量(Jt)： Jt =13018kJ/㎡ .D 系统设计平均日用水量： qrd=60x50=3000L/d: C=4.187J/(kg.◦c); ρ=0.9832kg/L; 贮热水箱水的设计温度：te=60 ◦c; 贮热水箱内水的初始温度tl=17 ◦c
经计算集热器总面积：Aj=37㎡（平均每人 所需集热器面积：37/60=0.62㎡/人）集热 器的规格为一块6.8㎡，则需要 40/6.8=5.8=6块。 实际安装集热器面积Ajs=6x6.8=40.8㎡.
七.太阳能贮热水箱容积
每平方米太阳能集热器面积平均日产水量 Ba=70L/㎡.d 热水箱容积确定： V贮=AjsxB=40.8x70=2448L=2.9M³取3.0 M³
五.热水系统负荷计算
1.系统最高日用水量： 用水人数: m=60人 用水定额qr=60L/（人. 日） 系统最高日用水量：Qw=qrm Qw=60x60=3600L/d 最大时用水量720 L/h
2.系统设计小时耗热量
m=60人: qr=60L/（人.日）;C=4187J/(kg.◦c); ρ=0.9832kg/L ;tr=60 ◦c;tl=17 ◦c Kh=4.80 Qh=35403w
3. 电加热设备的选型 辅助电加量Qg) =16300W=16.3KW 辅助电加热器效率按95%考虑，则电加热 器功率为16.3/0.95=17.2KW（按工作12小 时计） 电加热设备每日生产1吨60度热水，耗电量 (17.2x12)/36=5.7kwh
八．辅助热源
1.采用空气源热泵辅助加热 2.空气源热泵设计小时供热量
K1=1.10 T1=12h/d 经计算:Qg=16.3Kw。
3.空气源热泵贮热水箱的总容积
其中：系统设计小时耗热量Qh=35403W, Qg=16300w,m=60 η=0.85; ρ=0.9832kg/L;tr=60 ◦c; tl=17 ◦c; K2=1.10 T=3h 经计算:Vr= 1508L由于Vr< V贮，系统热水 箱有效容积按3.0M³ 确定 太阳能热水系统设置一个贮热水箱，容积 3.0M³ 。
三.确定太阳能给水系统
1采用集中集热集中供热（设置集中储热水 箱),直接加热，强制循环,集中设空气源热泵 辅助加热的给水系统
四.设计参数
1.气象参数：海口地区：水平面年平均太阳 辐射量：4721.413mJ/㎡.a; 20.02˚倾角平 面年平均太阳辐射量4759.480mJ/㎡.a; 水 平面年平均日太阳辐射量：12.912mJ/㎡.d; 20.02˚倾角平面年平均日太阳辐射量： 13.018mJ/㎡.d;年日照时数：2139h ; 年平 均环境温度 :24.1˚；太阳能的 2.保证率∫=0.40
3.热水设计参数.(按《建筑给水排水设计规 范》确定) 设计最高日用水定额：60L/（人.日）平均 日用水量：50L/（人.日） 4.设计热水温度：60˚, 设计冷水温度：17˚. 5.集热器性能参数: .采用玻璃真空管集热器: 集热器外形尺寸:长x宽=3270mmX2160mm 真空管规格:直径x长度=58mmx1800mm. 每块集热器面积5.8㎡ 集热器的年平均集热效率η=0.55
3. 空气源热泵的选型 设置两台空气源热泵，每台设计小时供热 量16.3/2=8.2kw 每台空气源热泵功率为 2.5kW,cop(制热量与输入功率的比值)=4.0 出水温度50~60度，进水温度17度，循环给 回水管DN25。 空气源热泵每日生产1吨60度热水，耗电量 (2x2.5x12)/36=1.7kwh
林飞 2011-07-20
一、工程概况
1.本工程建设地点位于海口市，为一栋十一 层的普通住宅，1层为架空层，2~11层为普 通住宅。共20户，每户按3人计，总用水人 数60人。 2.集热器设置于平屋面上,正南方向安装,安 装倾角20.0˚。
二、设计依据
1.《建筑给水排水设计规范》GB500152003. 2.《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》 GB50364-2005. 3.《太阳能热水系统设计、安装及工程验收 技术规范》GB/T18713-2002. 4.《全国民用建筑工程设计技术措施节能专 篇—给水排水》（2009) 5）相关专业提供的资料等。
九.集热系统循环水泵
集热循环泵流量按下式计算：qx=BbAj Bb:单位采光面积集热器对应的功质流量 （L/㎡.S), 按经验值取 0.02 L/M㎡.S 循环泵流量:qxj=40.8x0.02=0.82L/S 计算循环泵扬程（省略）
十.向各专业提供相关设计资料(详《技术措 施》里面要求） 十一. 绘制太阳能热水平面图、系统图、热 水箱详图等。 十二.编写太阳光能热水系统设计说明 十三.系统控制说明参见图1 附电辅助加热计算简例 附酒店太阳能双水箱热水系统图2（供参 考）
十四．电辅助热源
1.采用电辅助加热 2.电辅助加热设计小时供热量
K1=1.10 T1=12h/d （参照热泵的计算公式， 工作时间12h） 经计算:Qg=16.3Kw。
电加热贮热水箱的总容积：
其中：系统设计小时耗热量Qh=35403W, Qg=16300w,m=60 η=0.85; ρ=0.9832kg/L;tr=60 ◦c; tl=17 ◦c; K2=1.10 T=3h 经计算:Vr= 1508L由于Vr< V贮，系统热水 箱有效容积按3.0M³ 确定 太阳能热水系统设置一个贮热水箱，容积 3.0M³ 。
3计算管网系统循环水泵的流量
Qs=5%Qh=5%x37763=1770w △t=5◦c qx=1770/(1.163x5)=305 l/h
六.太阳能集热器的设计
1.集热器于平屋面上布置,朝向正南,倾角20 度. 2.集热器面积的确定 (直接加热系统按下式计算)
Fra Baidu bibliotek
太阳能的保证率∫=0.40
集热器的年平均集热效率（η）取η=0.55 集热系统热损失率（ηL）取ηL=0.20 20.02˚倾角集热器采光面上年平均日太阳辐 射量(Jt)： Jt =13018kJ/㎡ .D 系统设计平均日用水量： qrd=60x50=3000L/d: C=4.187J/(kg.◦c); ρ=0.9832kg/L; 贮热水箱水的设计温度：te=60 ◦c; 贮热水箱内水的初始温度tl=17 ◦c
经计算集热器总面积：Aj=37㎡（平均每人 所需集热器面积：37/60=0.62㎡/人）集热 器的规格为一块6.8㎡，则需要 40/6.8=5.8=6块。 实际安装集热器面积Ajs=6x6.8=40.8㎡.
七.太阳能贮热水箱容积
每平方米太阳能集热器面积平均日产水量 Ba=70L/㎡.d 热水箱容积确定： V贮=AjsxB=40.8x70=2448L=2.9M³取3.0 M³
五.热水系统负荷计算
1.系统最高日用水量： 用水人数: m=60人 用水定额qr=60L/（人. 日） 系统最高日用水量：Qw=qrm Qw=60x60=3600L/d 最大时用水量720 L/h
2.系统设计小时耗热量
m=60人: qr=60L/（人.日）;C=4187J/(kg.◦c); ρ=0.9832kg/L ;tr=60 ◦c;tl=17 ◦c Kh=4.80 Qh=35403w
3. 电加热设备的选型 辅助电加量Qg) =16300W=16.3KW 辅助电加热器效率按95%考虑，则电加热 器功率为16.3/0.95=17.2KW（按工作12小 时计） 电加热设备每日生产1吨60度热水，耗电量 (17.2x12)/36=5.7kwh
八．辅助热源
1.采用空气源热泵辅助加热 2.空气源热泵设计小时供热量
K1=1.10 T1=12h/d 经计算:Qg=16.3Kw。
3.空气源热泵贮热水箱的总容积
其中：系统设计小时耗热量Qh=35403W, Qg=16300w,m=60 η=0.85; ρ=0.9832kg/L;tr=60 ◦c; tl=17 ◦c; K2=1.10 T=3h 经计算:Vr= 1508L由于Vr< V贮，系统热水 箱有效容积按3.0M³ 确定 太阳能热水系统设置一个贮热水箱，容积 3.0M³ 。
三.确定太阳能给水系统
1采用集中集热集中供热（设置集中储热水 箱),直接加热，强制循环,集中设空气源热泵 辅助加热的给水系统
四.设计参数
1.气象参数：海口地区：水平面年平均太阳 辐射量：4721.413mJ/㎡.a; 20.02˚倾角平 面年平均太阳辐射量4759.480mJ/㎡.a; 水 平面年平均日太阳辐射量：12.912mJ/㎡.d; 20.02˚倾角平面年平均日太阳辐射量： 13.018mJ/㎡.d;年日照时数：2139h ; 年平 均环境温度 :24.1˚；太阳能的 2.保证率∫=0.40
3.热水设计参数.(按《建筑给水排水设计规 范》确定) 设计最高日用水定额：60L/（人.日）平均 日用水量：50L/（人.日） 4.设计热水温度：60˚, 设计冷水温度：17˚. 5.集热器性能参数: .采用玻璃真空管集热器: 集热器外形尺寸:长x宽=3270mmX2160mm 真空管规格:直径x长度=58mmx1800mm. 每块集热器面积5.8㎡ 集热器的年平均集热效率η=0.55
3. 空气源热泵的选型 设置两台空气源热泵，每台设计小时供热 量16.3/2=8.2kw 每台空气源热泵功率为 2.5kW,cop(制热量与输入功率的比值)=4.0 出水温度50~60度，进水温度17度，循环给 回水管DN25。 空气源热泵每日生产1吨60度热水，耗电量 (2x2.5x12)/36=1.7kwh