太阳能热水采暖工程项目实施方案

集成示范系统实施方案

北京中清阳明太阳能光伏光热科技有限公司

二◦一二年十月

一、项目概况

太原市古太原县城总占地面积27平方公里，前期在改造及修缮的基础上，实现千年古城与时代同步的科技理念，把新技术新产品应用在古城改造项目上，达到经济效益和社会效益最大化，起到示范推广的目的。

2012年10月16日，中清阳明公司对该项目状况进行了实地考查和调研。

古城民宅采暖期为每年11月15日至第二年3月15日，共120天,非采暖期240 天，民宅冬季采暖是采用燃煤进行采暖。

通过调研与太原市科技局研究协商，我公司确定以晋源区古县城北后街46

号民居东厢房和东大街114号民居东厢房两栋建筑物为太阳能热水采暖示范项目。

图1北后街46号民居东厢房图2北后街46号民居内部情况

二、项目实施的目的、意义及必要性

1、 项目实施的目的

通过项目的实施，大幅提高太阳能集热系统在全年的使用率， 实现在满足建 筑物热环境和人体舒适度的前提下， 最大限度地利用太阳能，进一步减少对常规 能源的消耗，进一步减少二氧化碳排放的目的。

2、 项目实施的意义

（1） 通过本项目的实施，将建成太阳能热水和采暖集成系统；从而大大提 高太阳能集热

系统在全年的使用率。

（2） 利用太阳能集成系统给建筑物冬季采暖、非采暖期供应生活热水及洗 浴，这将进一

步提升太阳能系统全年的节能减排效益。

（3） 项目实施后将在太阳能热水采暖集成技术的应用上起到更好的示范带 动作用。项目

验收后，可在山西省学校、医院及民宅学推广使用。

3、 项目实施的必要性

在太原地区学校、医院及民宅，采暖、热水和饮用水供应等要求是学校建筑 物必备的基本功能。利用太阳能与辅助能源相结合来提供这些功能， 达到全年最 大限度使用太阳能和节能减排的目的。我们深感项目实施的必要性如下。

（1） 在冬季，利用太阳能采暖技术可将太阳能系统采集的能量用来给建筑 物供暖，减少

现有的燃煤锅炉对常规能源的消耗和二氧化碳的排放量。

（2） 太阳能供热采暖集成系统，采用智能控制技术对其运行进行自动控制， 其突出的优

点一是达到将太阳能给各个用能端所需能量的合理、均衡分配的目 的；二是达到自动依据天气状况来改变能量供给的目的； 三是达到系统自动运行， 减少工作人员对系统操作的工作量。 总的效果就是实现自动调节系统运行、 最大 限度利用太阳能。

图3东大街114号民居东厢房 图4东大街114号民居房顶情况

三、项目实施的技术方案与内容

项目的总的技术方案是，首先将民宅供暖方式采用地板辐射采暖，提高太阳能保证率，利用智能控制设备对整体系统进行有效控制，使用智能变频节能电采暖器为太阳能集成系统在太阳能不足的时候为建筑物补充热源。

1、项目设计原则：

1）在民宅在屋顶安装太阳能集热器，对房间供暖及提供生活热水和洗浴，辅助热源采用智能变频节能电采暖器。

2）太阳能集热器采用热管式真空管。

3）太阳能热水和采暖系统采用智能控制器自动控制运行。

4）供热采暖期建筑物内温度满足国家标准（16C）

5）非采暖期提供生活热水和洗浴热水

2、设计原始资料

1）地理座标：采用太原市的地理座标。北纬37° 47'，东经112° 33', 海拔778.3m。

2）气象资料：采用太原市的气象资料。年平均环境温度10.0 C,年平均每日的日照小时数7.1 小时，年总日照小时数2587.7 小时，太阳能保证率推荐值为40%-50%水平面年平均日太阳辐照量14.394MJ/（m2• d）,水平面年总太阳辐照量5259.107MJ/（m2• a）。

3）建筑物情况

北后街46 号民居东厢房：建筑物南北向布置,座东朝西。建筑物轴线尺寸

南北长16.5m,布置5间，开间3.3m；东西宽6m房间进深5.1m，走廊0.9m；建筑面积约为100吊。建筑结构形式为砖混结构。

在紧邻建筑物北山墙处有2.7x6m的空间，可以作为设备间用。

北后街114 号民居东厢房：建筑物南北向布置，座东朝西。建筑物轴线尺寸

南北长15.6m，布置两间，开间7.8m；东西宽5m房间进深4.2m,走廊0.8m；建筑面积约为95吊。建筑结构形式为砖混结构。

在紧邻建筑物南山墙处有6 m2的空间，及紧邻建筑物东侧有2.5x10m空间，可以作为设备间用。

3、采暖供热负荷

1 ）冬季采暖负荷

根据《供暖通风设计手册》山西太原地区冬季室外采暖计算温度-12 °C，室内采暖计算温度16~18° C,根据《城市热力网设计规范》CJJ34-2002,该建筑为不节能建筑，采暖估算单位热指标取80w,冬季采暖计算热负荷为：

北后街46号民居东厢房8000w

北后街114号民居东厢房7600w

2）热水供应

考虑居民住户热水使用情况，厨房设置一个热水龙头，卫生间设置一个淋浴器供洗浴，两处用水均为不同时，最大连续小时热水用水量540L/h （40°C

热水），折算为耗热量为16.2kW,（按自来水10°C 计算），实际热水供应为不连续间断供应。

4、设计方案

4.1 系统设计原则及供热介质参数确定

屋顶布置太阳能集热器系统；设备间设置太阳能储热水箱、采暖水箱、生活热水箱，换热及采暖热循环采用水箱内置铜管换热器及水泵循环方式，热水供应采用架空布置高位生活热水箱。

采暖方式采用地板辐射采暖系统，供回水温度40~30°C。

生活热水设计温度40~50°C。

控制方式采用带触摸屏的人机界面智能控制系统。

4.2 屋顶太阳能集热系统

1）太阳集热器的设计选型

太阳能集热器管采用热管真空管太阳集热器，规格为CE70/1900A-20,即每组太阳集热器由20支①70X 1900热管真空集热管组成，净采光面积为2.28m2/ 组。太阳集热器的外形尺寸2140X 1990mm

2）屋面太阳集热器的布置设计

（a）北后街46号民居东厢房：集热器倾角设计为50°，集热器前后不相互遮挡的距离为3450mm屋面设计考虑南北向布置，安装4排太阳集热器，每排由2组太阳集热器组成。太阳集热器的总数量为4排X 2组/排=8组，总的净采光面积A=8组X 2.28m2/组=18.24卅。