第七章、不同类型太阳能热水工程解决方案
第一节、储油罐太阳能加热系统设计方案
　　&目前各油田的单井储油罐，由于保温效果差，散热很快，原油进入油罐后很快降温，气温较低时粘度开始增大，并逐渐凝结，运油时需要提前一天烧煤或用电对油加热至可以流动的液态，然后再通过放油口放进运油车进行运输。每次加热要耗掉1～2吨煤，全年大约耗掉200吨煤，这样既浪费煤、电，又造成了环境污染，还增加了看井工人的劳动强度，因为需要二十几小时连续往炉膛添煤，劳动量很大。
　　&为解决储油罐加热时的能源浪费及污染排放问题，我们设计出一种太阳能石油储罐加热系统，它可以克服以上缺点，使用自然能源中的太阳能持续为油罐加热，并能将热量储存以备阳光不足时释放热量；还可以在无电地区利用太阳能光伏发电系统供提供系统用电及看井工人生活用电。
　　&该系统其技术问题所采用的技术方案是：将储油罐设计为内外两层，外层有加厚保温层，两层之间为一空腔，其间装有换热器，换热器周围内充满相变材料，用来传导热量给相变材料，而且罐内也装有换热器，可以使罐内中央热量较难传到的区域同时受热，杜绝加热盲区。相变材料可以吸收换热器传导的热量，并把热量储存，然后再逐渐释放出来，热量通过罐壁的传导传给罐内的原油，这样在没有阳光的晚上或阴雨天也可以为油罐加热，保证油温不会下降，以利于运输。太阳能集热部分采用热管式联集管集热器，热管式联集管集热器是靠真空管内的热管吸收真空管收集的太阳的热量，再通过热管内的工质蒸发、冷凝传输给联集管水箱中的工质（热媒），真空管内无液体工质，杜绝了系统因为工质泄漏造成故障的现象，且单管破损也不影响系统运行。循环管路分为两条，一条与夹层内换热器相连，一条与油罐内部换热器相连，两条循环管路同时运行，保证原油均匀受热。在自动控制系统的控制下循环泵启动，循环管路开始循环，联集管水箱内的工质（热媒）通过循环管路将热量输送至储油罐的夹层中，通过换热器把热量传给相变材料。系统控制所需电力由太阳能光伏发电部分提供。在太阳能光伏发电部分，通过太阳光电池板将太阳能转化为电能储存在蓄电池内，系统用电时，光电控制器控制逆变器将蓄电池内的直流电转换为交流电传输给各用电器。在无电地区也可以为看井工人提供生活用电及系统照明用电。
　　&利用太阳能为石油储灌加温的有益效果是，减少污染排放；节约常规能源；减少热量散失；原油受热充分；系统控制操作简单，降低看井工人的劳动强度；为无电地区油井提供电力。
　　&下面结合附图和实施例对系统进一步说明。
图6.2.11　系统原理图
1.循环泵&&&&&&2.换热器&&&&&&&3.相变材料&&&&&&&4.循环管路
5.热管式联集管集热器&&&&&&&&&6.太阳光电池板&&&&&7.蓄电池
8.光电控制器&&&&&&&&&9.逆变器
10.控制柜HKG-I&&&&&&&&&&&&11.换热器
图6.2.12　夹层油罐示意图
12.辅助能源接&&&&&&13.保温层&&&&&&&&14.油罐外壁&&&
15.油罐内壁&&&&&&&&&16.换热器接&&&
其中换热器为盘管式换热器，排列方式有螺旋形排列和S形排列。由导热性好的金属管制成，工作时高温工作介质在管内流动，管外为温度较低的物质，工作介质的热量通过换热器的传导将热量传给低温物质，起到换热的目的。
相变材料是一种能够储存能量并延时释放出能量的物质。它的工作原理为：利用太阳能或低峰谷电能加热相变材料，使其吸收能量发生相变（如从固态变为液态），把太阳能储存起来。在没有太阳的时间里，又从液态回复到固态，并释放出热能。相变贮能是针对物质的潜热贮存提出来的，它不同于太阳热水器利用介质的显热贮能，对应温度波动较小的循环过程，相变贮能非常高效。对选择相变材料的要求非常严格：相变温度适宜；相变潜热高；相变是可逆的，重复循环不变质；液相和固相的导热系数河导温系数高；密度大；比热容大；相变体积变化小等。现已开发的相变贮能物质为水化盐类，如Na2SO4·10H2O(芒硝)；熔盐类，如硝酸盐类。
逆变器全称直流-交流逆变器，是把直流直流电能转变为交流电能供给负载的一种电能转变装置，它是整流装置的逆向变换功能器件。光伏发电系统中，太阳光电池板在太阳光照射下产生直流电，然而绝大部分用电器不能直接用直流电供电，因而需要将直流电转变为交流电，转变装置即为逆变器。
控制柜是太阳能集热系统的大型控制仪器，它不仅具备水位水温显示、自动上水、水位设置、水温设置、即时加热、手动加热、电热恒温控制、管道循环、温差循环等功能，而且具备防干烧、漏电保护、自动报警、传感器故障自动闭锁等多重保护功能，可对太阳集热系统进行自动监测和控制，实现无人职守。
二、石油储罐太阳能加热系统实例
由于目前相变储热技术应用还不是很完善，且有一定的应用局限，实际应用存在一定的难度，我们可以用热水代替夹层油罐中的相变材料，使热水跟集热器串联在循环回路内参与循环换热，将油罐内的换热器保留，形成简易石油储罐太阳能加温系统。下面我们以胜利油田某石油储罐太阳能加热系统为例介绍该系统的设计方案。
2.1、设计计算
2.1.1、集热参数计算
2.1.1.1、相关参数
（1）原油参数
表6.2.6、原油参数
（2）储油罐容量：30m3
需加热油按20m3计算，需要保持油温为60℃，原油温度按30℃计。
2.1.1.2、加热原油所需热量
将20m3初温为30℃的原油加热到60℃，所需的热量为：
Q＝C油ρ油VΔt
＝2.53×0.96×103×20×（60－30）
＝1.46×106&KJ
2.1.1.3、换热用水温为80℃，则加热油温至60℃所需水量为：
Q=46×106KJ=CmΔt
m=46×106KJ/(4.2×103×20)=T
2.1.2、热力计算
2.1.2.1、热损失计算
（1）每㎡保温层外表面的散热量计算
式中T0——设备外表面温度，℃
Ta——环境温度，℃
——保温层厚度，m
λ——保温结构在平均温度T的导热系数，w/(m·℃)
αs——表面放热系数，w/(m2·℃)
以上参数中T0取40℃,Ta取－10℃，取0.08m，λ取0.0275&w/(m·℃)
，W为当地平均风速，取3m/s
则αs＝13&w/(m2·℃)
（2）油罐表面积计算
A＝75.77㎡
（3）每日总体散热量
Q散＝Q·A·t＝75.773600×24＝153.42MJ
2.1.2.2、换热面积计算
（1）传热公式：Q=UAΔt&
式中：U——传热系数&kcal/(h·㎡·℃)；
A——换热面积；
Δt——对数平均温差。
Δt&=（Δt1-Δt2/ln(Δt1/Δt2)=[(80-60)-(60-30)]/ln(80-60)/(60-30)
设加热时间为10h，则每小时换热量
Q＝(Q+Q散)/8＝()/8＝MJ
（2）传热系数选择
表6.2.7、传热系数
水—油传热系数取150kcal/(h·㎡·℃)
（3）换热面积
A=Q/Uδt=MJ&/（150×4.2×）=10.93㎡
2.1.3、集热面积计算
（1）日辐照量计算
此方案中选择济南的太阳辐照量作为参考。
根据的济南
（＋）/2＝483.145
平均日辐照量为：
H＝483.15/30＝16.105
（2）集热面积
A&=Q/Hη＝（1.46×106&+1.53×105）KJ&/(16.10510650%)
储油罐存储20m3原油所需时间一般为3天。考虑到储油罐每天都在接受太阳的热量加温，则存满20m3油时油温已经被加热到较高温度，考虑到天气影响设定3天集够所需热量，则所需集热面积为：
（3）集热器
采用联集管集热器作为集热单元，HJII-48LX18-45°型联集管集热器每台集热面积为7.2㎡，所需集热器数量为：　/7.2=0台
2.2、系统原理
储油罐为双层结构，内外夹层间是一空腔用来储存热水，靠热水来给油加热和保温。油罐外层进出水口连接管路与大部分集热器串联成循环回路。同时，罐内靠近出油口处也装有换热器，换热器两端与一部分集热器串联形成循环管路。罐内加装一铜盲管，用来安装温度传感器。系统由温差循环提供换热器所需热水，当T1高于T210℃时，泵即启动，开始循环，T1—T2&3℃时，泵停止。
2.3、光伏发电部分
由于有些油井在野外空旷地带，没有电源，而系统的运行控制都需要电，为解决此问题，可以采用太阳能光电池板发电，并把电量储存起来，不仅解决了系统运行与控制用电问题还可以提供看井人员的生活用电。该部分设计如下：
（1）系统用电
循环泵PH-123E，输入功率271W，125W；
控制系统消耗功率20W；
合计工作5h/天，计290w×5h＝1.6Kw·h
（2）生活用电
照明：室内40W×4h，室外40W×10h；
电视：100w×8h；
合计1.36Kw·h
参考济南地区气象条件，日照时间按4.5h/天计，本系统可连续工作4天。
　　第二节、高层集中供水太阳能系统
　　&目前，许多高层建筑均有安装太阳能热水系统的迫切需要，高层、小高层安装时首先考虑屋面，尽量将太阳能热水器（集热器）安装在屋面上，屋面面积不能满足设计要求时，可以考虑南立面墙、向阳阳台等。
　　&一、解决方式：
　　1集中集热、集中储水、全天候分户计量方式
　　系统特点是太阳能集热器根据需要集中设置，如屋面（平、坡）、墙面，有集中的大容量储水设备（在地下室、设备层或特别设置的储水间），设置两个储水设备，其中一个用于集热，一个用于储热，进行24小时供水；供热终端则有计量装置（热计量表、IC卡）。该系统有节约投资的优越性。优点：系统采用定温管道循环，打开既有热水，热损失小，投资小、可与建筑完美结合，两储水设备只对供水设备进行辅助能源加热，节约能源和缩短时间。缺点：物业管理和计量收费相对麻烦，维护辐射面较大，用水时间不统一造成后续用水量不足或辅助能源增加，辅助能源利用高。
　　2集中集热、集中储水、定时分户计量方式：
　　&集热系统运行原理与上述系统一样，只是供水方式不同，此系统为定时供水，设置一个储水设备，每天设定几个相对比较集中的时间段进行供水，并且提前进行管道循环，实现即开即热，减少管道损失，可充分利用太阳能的集热。优点：系统采用定时定温管道循环，定时进行供水，从而减少管道损失，可充分利用太阳能的集热，减少辅助能源的使用。缺点：物业管理和计量收费相对麻烦，维护辐射面较大。
　　3集中集热、分户储水、分户计量方式：
　　&系统特点是太阳能集热器根据需要集中设置，同样可以放置在建筑屋面（平、坡）、墙面上、建筑物的披檐等可充足接受阳光的位置。而储水箱则分户放置，在每户的厨房、卫生间或者阳台或者为每户设置的设备间内。各户有独立使用的储水箱，各户使用的热水都是各户内的储水箱，这种系统每户使用的储水箱容积不是很大。优点：物业管理和计量方便，各室内的储水箱装有电加热辅助设备，室内系统独立，维护方便，集热器可与建筑完美结合。缺点：系统为间接系统，热损失较大，该系统的投资会略大于第一种系统。
　　4分散集热太阳能热水系统：
　　&此系统为目前教常见的太阳能热水系统，较适应于独立式住宅、多层联排住宅、高层小高层的顶端住宅中安装，系统特点是太阳能集热器分散分户布置，储水箱、相关管道、辅助热源的设施度按需要分户设置，即每户有独立的小型太阳能热水系统。优点：系统简单，每户为独立系统，维护方便。缺点：楼顶可摆放数量有限，太阳能与建筑结合难度大。
　　5南立面分体太阳能热水系统：
　　&此系统是将集热器安装在建筑南立面、阳台等位置，适合高层、小高层建筑中安装，集热器采光时间不少于4h。水箱主要安装在阳台位置，减少热损失。集热器要有防止真空管掉落的措施。优点：系统承压运行，每户为独力系统，系统简单，和建筑完美结合。缺点：维护不方便，造价高。
　　6安装方式：小高层、高层易采用多种太阳能安装方式结合的形式来完成供热水，楼顶面积充足且满足太阳能集热器的安装面积的，可直接进行安装；如不能满足，首先根据楼顶最大化布置集热器（可做钢结构），不能满足的量优先考虑建筑顶部朝阳用户进行南立面分体太阳能系统的安装（有良好的采光，每天日照时间不少于4个小时）。
　　&系统易采用定时供水、集中集热、分户储热等方式。
　　二、举例说明：
　　&深圳某某高层小区太阳能热水工程，楼高12层，朝向南，共有四栋楼，其中三栋为每栋6个单元，一栋为4个单元，楼顶尺寸详见图纸。该楼设计为复式结构，每单元6户，每户室内设有一个400升的水箱（内有盘管）。集热器摆放位置需要做钢结构，具体型号及其设计由当地设计院进行。
　　&1、用水情况：24小时用水，太阳能集热系统按每单元为一个独立系统设计，共计22套系统，每套系统设置一个一吨集热水箱放置于楼顶，楼顶水箱与室内水箱进行换热。
　　&2、其它情况：辅助能源为电加热。
　　&3、当地气象资料
　　&1）、基础水温：20℃
　　&2）、根据太阳能辐照量为国家建筑标准设计图集：《太阳能集中热水系统选用与安装》（图集号：06SS128），因为深圳没有气象观测站，我们选离深圳最近的广州观测站作为参考（东经113°20′,北纬：23°10′）的太阳辐照情况如下:
我们选用全年的平均太阳辐照量依据，集器斜面上的太照量＝
)、深圳市的地理位置：°′北纬：°′
4、系统原理图
　　运行原理说明
　　&每个系统设计采用6组三高集热站和1个1吨的集热水箱组成太阳能集热系统,与室内400升水箱进行换热以提供满足24小时用水的需求。
　　室外联机管系统：
　　&1、自动补水：不锈钢水箱内设浮球阀（浮球阀必须耐高温），当水箱中水位下降时，补水管自动补水至水满，保持水箱的水常满。
　　&2、温差循环：当集热器温度高于集热水箱温度5℃时，集热循环泵P1启动，当温差小于2℃时，停止循环；
　　&3、高温断续循环：当三高集热站温度高于95℃，且仅高于集热水箱温度2～10℃范围内时，集热循环泵每循环10分钟，停20分钟；
　　&4、防冻循环：冬季当集热系统管道温度低于5℃时,集热循环泵启动,温度达到10℃集热循环泵停止,防止管道冻堵.
　　室内控制系统：
　　&1、自动补水：当用水器具打开时，自来水从底部对室内水箱进行补水，将室内水箱中的热水从水箱上部顶出去。在补水的同时也保证了用户的用水压力。
　　&2、水箱换热循环：当室内水箱的温度低于设定值，且楼顶集热水箱温度高于50℃时，室内控制系统控制电磁阀与循环泵同时打开，热水打入室内水箱内盘管开始换热；当室内水箱温度达到设定温度或集热水箱水温低于40℃时，电磁阀和循环泵关闭。
　　&3、辅助加热：当室内水箱温度低于设定温度5℃(可以设置),且集热水箱温度低于设定温度时,电加热自动启动,当室内水箱温度达到设定值,电加热自动停止,以保证用水温度.(也可以设定时间段定时启动电加热)
　　&5、直接采光面积（一个独立系统）
　　式中：
　　&——直接系统集热器采光面积，㎡；
　　&——日均用水量，24000kg；
　　&——储水箱内水的终止温度（用水温度），50℃；
　　&——水的定压比热容，4.18KJ/（㎏·℃）；
　　&&——水的初始温度，20℃；
　　&——当地集热器采光面上的年平均日太阳辐照量11680KJ/㎡
　　&——太阳能保证率，60％；
　　&——太阳集热器全日集热效率，国标经验值取0.40～0.55，根据我们公司实验资料取0.47；
　　&——管路及储水箱热损失率，无量纲，此处取0.2。
　　&经计算得出＝41.1m2，由于楼顶面积不足，每个独立系统只能安装集热面积32.4m2。在倾斜面当地集热器采光面上的年均日辐照量不小于11680KJ/㎡，太阳能保证率为0.6的条件下，能将1.9吨水从基础水温20℃升高到50℃，不足部分、连续阴雨天气以及冬季太阳辐照不好时采用辅助电加热。
　　&6、工程图片：
　　第三节、高层单户供水太阳能系统
　　&我们以武汉科技苑小区太阳能热水系统为例介绍一下高层建筑单户供水太阳能系统的设计。
　　一、用户对系统构成和性能的要求
　　&1、能满足住户一家人（3～5人）日常的热水供应要求；
　　&2、具有水位与水温的监控，且设有电辅助加热功能；
　　&3、提供的热水器必须技术先进，热效率高，且具有相当水平的科技含量。操作必须简单易行，安全可靠；
　　&4、满足使用时具有即热功能，在户内设置储水式电热水器（容积≥8升）；
　　&5、热水器及附件布置按现有屋面已预留的空间排放，以达到与建筑一体化设计的完美结合。
　　二、系统方案
　　&冷水进行分区供水,运行原理如下：上水采用统一上水，在楼顶分户进入各户的热水器中，水表要放在楼顶专用区，水箱有两条管道，一进一出。需要考虑管道减压问题。上水管在每栋楼房每个单元的顶楼处另外单独设一个冷水上水表。为了统一每户都安装小厨宝。
　　1、17～13层用户（无需减压）：
图1&&&无减压阀系统连接图
a、自动上水：热水器通过温控仪控制上水，并且安装有常闭电磁阀，当水位探头探测到的水位信号低于设定的水位时，常闭电磁阀打开上水，系统水满以后，电磁阀关闭，停止上水。
b、水温水位显示：水箱内温度显示、水位显示，以及水位设置等功能。
c、电加热：当遇阴雨天气或者其它情况下水温不能满足需要时，手动打开电加热，当水箱温度达到洗浴要求时（一般达到45℃即可）关闭电加热电源。可以洗浴。
2、12～1层用户（应考虑管道减压及过多的管道冷水）：
　　运行原理
　　&a、自动上水：热水器通过温控仪控制上水，并且安装有常闭电磁阀，当水位探头探测到的水位信号低于设定的水位时，常闭电磁阀打开上水，系统水满以后，电磁阀关闭，停止上水。
　　&b、温度显示：水箱内温度显示、水位显示，以及水位设置等功能。
　　&c、电加热：当遇阴雨天气或者其它情况下水温不能满足需要时，手动打开电加热，当水箱温度达到洗浴要求时（一般达到45℃即可）关闭电加热电源。可以洗浴。（也可以使用小厨宝进行加热）
　　&d、用水时，打开热水阀门，太阳热水器中的热水进入小厨宝，将小厨宝中的水顶出，供用户使用。在使用时，小厨宝设置成恒温状态，恒温温度的设定值50℃。水的温度低于设定温度的时候，小厨宝自动启动电加热系统，到达设定温度，自动停止加热；水的温度高于或等于设定的温度的时候，通过手动切换，太阳能热水不经过小厨宝而通过旁路直接供应洗浴。
　　e、考虑到低楼层的用户会因为管道落差大，影响系统的寿命和性能，系统增加减压阀，缓解取水点的压力。
三、热水器固定方案设计
1&管道示意图
分区供水方式水管道示意图
管道选择：冷水1216铝塑管或等径PPR
热水17~13层1216铝塑管；12~1层1014铝塑管。（对于管道每户采用一根，中间不增加任何接头，并进行打压检测。）
四、热水器安装示意图
1、楼顶布置侧视图
&&&&& 热水器剖面图&&&&&&&&&&&热水器排列示意图（前后间距为3000mm）
2、水泥基础图详图
&&&&&&&&&&
&每台热水器有四个水泥支墩，用来固定热水器，水泥支墩做防水处理，在水泥敦上面有一钢板用于固定连接热水器，相邻两台热水之间的水泥支墩可以做成一个。热水器的铁鞋与水泥敦通过膨胀螺栓或者焊接进行连接，左右两台热水器之间采用连接件进行连接，加强固定。
&&&&&&&&&&
&&&& &&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 室内接口部分图
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &管道预留尺寸（Ф65）
&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
室内管道布置图
5、室内小厨宝安装示意图（根据不同的型号，外形尺寸不同，以下仅供参考）
　　安装技术说明
　　&太阳热水器安装在平顶上，每个单元的东、西户（17台）热水器管道直接通过每户的预留管道进入室内。
　　&管道：室内给水、排水均集中布置，协调统一设计。管道接口及安装，定位尺寸误差应为φ2.5mm。给水管接口处应设有阀门，以便调整水压和方便维修。热水管道选用铝塑管或者铜管，各连接处应采用优质管件，密封可靠。
　　&对外露部分管道应作防露保温措施，采用聚乙烯管保温，外缠胶带及铝箔。
　　&各预埋件要做好防腐处理，要求突出屋面最高处50mm。预留孔的间距等尺寸应符合图纸技术要求。预留孔在安装完毕后做一个专用外壳，盖住防止雨水进入。
　　&管路安装完毕后，应先试水，5分钟后若没有泄漏，再进行管路保温。太阳热水器安装完成后，应作相应的通电通水检验。
　　&每台热水器的预埋管道在通往室内减少接头，采用一管到底方式，避免出现漏水现象，难以维修。
　　&17～13层不安装减压阀，其余楼层安装减压阀，并且减压阀和“小厨宝”安装在卫生间内。
　　&预埋管道要进行打压实验，防止出现漏水问题，试完后要做好保温，直接在墙体里面做保温，以减少热损失。并且水电管道井分离。
　　五、附件选择
　　1、储热水式电热水器
　　&1）、从热水器到室内这一段热水管道内的水量计算
　　&m=（π×D2×L）/4
　　&其中m――管道内水量，L；
　　&D――管道直径，这里取20㎜
　　&L――管道长度，以最高层（十八层）为计算依据，按50米。
　　&代入计算得管道内最大水量m为4升。
　　&2）、电热水器容量选择
　　&每户选用一台海尔公司生产的FCD-M8型储热水式电热水器，容量为8升，储热水式电热水器与太阳能热水器串联使用，储热水式电热水器为一种多功能承压型电热水器，具有如下功能及特点：
　　a、防电墙技术，解决“地线带电”、“水管带电”等逆向漏电问题；
　　&b、高效英格莱不锈钢加热管，快速加热，8分钟水温提高15度；
　　&c、优质不锈钢内胆，使用寿命长；
　　&d、封闭式设计，可多路供水；
　　&e、数字温控，可根据季节变化调整加热温度。
　　&在使用时，电热水器设置成恒温状态，约40—50℃(温度可以在30—70℃之间任意设定)，温度低于设定值时，电热水器会自动启动电加热系统，到达设定温度时，会停止加热。
　　&选用该设备通过耗费少量电能可有效解决管道存冷水引起的用水时等待时间过长的问题。
　　&3）、太阳能中心控制阀
　　&现市场上的太阳能热水器大部分都是非承压式结构，采用落差式取水，热水压力低，使用调温困难，原因是冷水压力高、热水压力低。浴室内管路复杂，安装困难、成本高使用非常不方便。基于以上两个原因，我们自2000年底开始开发一种能解决调温困难，安装方便的集成式太阳能专用控制阀，并于2001年底推向市场，受到市场的好评。太阳能中心控制阀是目前国内唯一的完全根据落差式取水太阳能热水器的特点而设计的产品，具有调节水温、流量、向太阳能热水器补充冷水、平衡冷水及热水的流量和压力等功能。它最大的特点是在冷热水的进口上增加了两个微调开关，可方便的进行二次调温，方便的解决了非承压太阳能热水器调温难的问题。如图6.4.16所示。
　　&4）、控制系统
　　&每户选用1台WLT-AII型水温水位测控仪。
　　&WLT-AII型水温水位测控仪可以实现对太阳热水器的水位、水温以及辅助电加热的显示和控制，独有的全自动上水和温控补水功能，提高了太阳热水器的自动化程度，方便广大太阳热水器消费者。
　　&WLT-AII型水温水位测控仪可实现如下功能：太阳能热水器水温、水位显示；全自动上水；恒温控制：在电加热启动状态下，水温低于设定水温5℃式自动加热，保持设置水温；防干烧：无水情况下电加热自动闭锁；自动报警：无水及水满情况下鸣叫报警；温控补水：当热水器水不满且水温到达60℃时，自动启动上水功能，温度降到50℃时停止上水（此功能可根据用户要求添加）等功能。
　　&5）、电加热
　　&每台太阳能热水器内置1套1.2KW高铬高镍英格莱电热管，并具有防漏电、防干烧、防超温等保护措施。采用光电互补的原理，保证用户在阴雨天照常用热水。省电90%以上。
　　&6）、减压阀
　　&根据建筑的情况，共有26幢小高层或高层住宅，考虑到热水水压与市网水压的实际情况，需增加一个减压阀（KD-Y116型，河北省沧州市兴水阀门厂生产），阀前压力为0.6Mpa，阀后压力为0.12Mpa，从而可以有效解决热水水压较高与市网水压的混水问题。
　　&7）、管路材料及铜配件
　　&配件包括铝塑复合管、铜配件、保温层、电热带等
　　&a、管件：
　　&我公司目前选用的管件材质均为HPb59-1铅黄铜。其主要优点为外观好、不易结垢、使用寿命长。我们选用的管件均采用热锻机加工成型，热锻后，零件夹层气孔及砂眼可完全消除，大大增强管件机械性能，杜绝了本体渗漏现象。
　　&b、铝塑复合管
　　&具有耐温耐压性能好，使用温度范围宽；耐腐蚀，100%隔绝气体渗透，不透氧不透光；卫生安全，不积水垢，由于采用铝芯，完全隔绝空气，抑制细菌繁殖；内壁光滑，水头损失小，无水锤噪音；管材任意取长，任意弯曲，节省管件、接头，渗漏几率小；等优点。
　　&c、卡套类（锁母类）管件
　　&卡套类（锁母类）管件是指与铝塑复合管配用实现管路连接功能的管件。它是通过螺母和管件螺纹的旋进来压紧C型环，使其产生径向收缩进而压紧双重密封圈达到密封效果。管件内加入PP垫环，使铜件和管材中的铝层真正作到完全隔离，避免了产生电化学腐蚀的可能。管件表面镀镍、镀铬，一方面可以增加产品美观度，提高外观档次；一方面可以起到延缓腐蚀，提高使用寿命的作用。
　　&d、电热带
　　&为冬天室外管路防冻特别设计，自限式电加热带（简称电热带）是一种很复杂的高分子聚合物，它由多种材料和导电介质，经过各种特定的化学变化和物理处理之后制成的半导体线芯（如图6.4.17）。由两条导线组成一条保持连续平行的加热电路。在加热过程中，这种高分子材料的内部半导体通道的数量（即电阻）发生了惊人的正温度系数的变化（PTC效应），达到限定温度时，自动停止加热，冬季可有效的防止室外管路冻堵。
　　&e、聚乙烯保温管（PEF）
　　&主要用于室外管路的保温。聚乙烯保温管是一种化学交联独立气泡聚乙烯高发泡体，它采用先进的发泡技术，把聚烯烃经过化学架桥和高倍率发泡（二次发泡）得到的，具有相当微细的完全独立气泡结构。聚乙烯保温管具有如下特性：
　　&PEF具有耐低温性，在-170℃条件下，物性不变化。的独立发泡结构。空气对流小，故热传导系数小（0.028Kcal/m2·h·℃）。
　　&难燃性：PEF经过特殊处理，具有难燃性。
　　&施工方便：PEF泡孔微细，本体柔软，可以任意剪切、贴合，施工过程对人体和环境无危害。目前公司有单层、双层两种规格。本工程采用双层规格。
　　第四节、阳台式承压热水系统
　　一、系统概要：
　　1、定义：
　　&阳台式分体热水系统：将集热器与储水箱分开，通过工质的自然或强制循环将集热器吸收太阳光而得到的热能量传输到储水箱，从而得到热水（热量）的系统。
　　2、组成部件：
　　&主要包括：集热器、储水箱、循环管路、控制系统、视界窗。
　　3、功能介绍：
　　&温差循环：该功能由控制系统自动识别执行，确保循环系统准确及时的工作，保障整体系统有较高的工作效率。
　　&压力温度限定：该功能通过部件的压力、温度感应自动执行，确保蓄热系统能够在安全压力、温度条件下工作。
　　&延时停止功能：当循环泵连续工作超过30分钟，泵自动停止。
　　4、工作原理：
　　&如上图所示，集热器、换热器和循环管路中的泵构成温差循环管路。当集热器与储水箱的温度差达到控制系统设定值时泵启动抽动管路中的工作介质运动，工作介质通过换热器将热量输入到储水箱。当集热器与畜水箱的温度到达设定值时泵停止；如此往复。电加热构成辅助热源部分，用于太阳能不足或对水温要求较高时的热量补充。
　　5、系统组成部件介绍：
　　&集热器：集热器主要包括真空管、U型管、支架等。
　　&储水箱：储水箱采用316L不锈钢板材、自动焊接工艺加工而成，耐腐性能更强。
　　&循环泵：采用威乐（WILO）RS15/6循环泵，噪音≤36分贝，扬程6米，功率分46/67/93w三档。
　　&控制系统：控制系统是整个产品的智囊部分，起到控制和协调作用。
　　&视界窗：显示热水的温度，热水看的见。
　　6、系统材料及参数
　　&储水箱：内胆材料为316L，1.5mm厚不锈钢板材全自动焊接；保温采用聚氨酯高温高压工艺一次性整体发泡；外皮采用防水布。
　　&集热器：皇明太阳能高温真空管，内置U形铜管和导热翅片，边框为挤制铝型材或锌彩板。
　　&管路连接：循环管路全部用铜管焊接；用水管路依据客户要求。
　　&最大工作压力：0.6Mpa。
　　&最高工作温度：集热器为120℃，储水箱为90℃，循环泵为110℃。
　　&循环泵最大扬程：6m。
　　&循环泵额定电压：单相220V（+6%~-10%），50HZ。
　　&辅助热源额定功率：1.5KW。
　　&抗冻要求极限：用户所在地10年内最低温度。
　　7、产品外观图片
　　第五节、阳台式自然循环热水系统
　　一& 系统介绍：
　　1、定义
　　&将储水箱与集热器分开通过工质的自然循环将集热器吸收太阳光而得到的热能量传输到储水箱，从而得到热水（热量）的系统。
　　2、系统组成部件
　　&储水箱、集热器、循环管路、控制器
　　二&& 工作原理：
　　&集热器吸收热量加热U型管内的介质，介质温度升高后，密度变低，与夹层内的介质形成对流，夹层内介质温度升高与水箱内的水进行换热，将水加热。
　　三& 组成部件介绍
　　四& 储水箱：
　　&内胆材料为316L，1.2mm厚不锈钢板材全自动焊接，夹套式换热，换热面积为0.60㎡，夹层皮材质为SUS304，厚度为0.6；保温采用聚氨酯高温高压工艺一次性整体发泡，保温层厚度为50mm；外皮为0.5mm的镀锌板，采用烤漆工艺，香槟金色，更加美观。储水箱最高工作压力为0.6MPa，最高工作温度为90℃。水箱尺寸φ480×1120，辅助电加热功率为1500W。
　　&集热器：集热器主要包括真空管、U型铜管、支架等；边框为挤制铝型材或锌彩板；最高工作温度为120℃.
　　&循环管路：管路采用铜管连接。
　　五& 系统参数
　　1、集热器尺寸
　　&抗冲击能力、25mm冰雹
　　&承压能力、0.6MPa
　　&吸收率0.96和发射率0.04
　　&全年集热总效率、集热器瞬时效率截距0.76,系统效率0.55
　　&安装角度:与墙面平行等技术性能参数。
　　&换热面积0.6、换热效率0.95、抗腐蚀能力（内胆采用316L）、
　　&抗结垢能力：太阳液防腐、防垢，太阳液无毒，冰点-35，防冻,沸点
　　第六节、分体非承压热水系统
　　&分体非承压热水系统性能优越、使用方便，是您家庭热水方案的理想选择。
　　&分体非承压热水系统是集热器与储水箱分开，通过水泵的强制循环，实现储水箱与集热器之间的换热，从而将储水箱中的水加热的系统。
　　2组成部件
　　&主要包括：集热系统、蓄热系统、控制系统、循环系统、辅助能源系统、管路部件。
　　3功能介绍
　　&温差循环：该功能由控制系统自动识别执行，确保循环系统准确及时的工作，保障整体系统有较高的工作效率。
　　&过热保护：电加热保护通过部件的温度感应自动执行，确保电加热能够在安全的状态下工作，要恢复工作状态时需手动操作。
　　&钟控电热：该功能需用户手动启动，由控制系统自动识别执行，确保在太阳能供应不足时系统能够满足用户的需求。
　　&非承压全自动运行：采用内置浮球阀自动补水，上水无需等待；热水随开随用，操作方便。
　　&抗混水效果好：独特的内置隔板结构，冷水箱内水是低进高出，浮球阀降低水流量，抑制混水效果大大提高。
　　&电加热省时省电：仅加热热水箱内的水，升温快，缩短加热时间，节能省电。
　　&4工作原理图
　　工作原理说明：
　　&如上图所示，集热器1、储水箱3、循环泵7组成温差循环系统。当集热器内的温度1与储水箱内的温度2之间的温差达到控制系统设定值时（温差为5-10℃）,循环水泵启动在储水箱与集热器之间进行热交换，从而加热储热水箱中的水。当集热器内的温度1与储水箱内的温度2相差2℃时，循环水泵停止运行。如此往复。储水箱的上水通过浮球箱4控制从而实现自动上水、停水，保持储水箱内的水常满。电加热构成辅助能源部分，用于太阳能不足或对水温要求较高时的热量补充。中心控制阀8用于对用水点的控制，可方便的调出需要的水温。露在室外的管路通过电热带防冻，更方便、更可靠、更省电。
　　备注：1、本产品适用于集热器放在坡屋面，水箱放在阁楼里的房屋；
　　&2、水箱为非承压水箱，放置形式为卧式，浮球箱自动上水，取水方式为落差式取水；
　　&3、最高工作温度：集热器120℃，储水箱90℃，循环水泵110℃。
　　第七节、游泳池加热太阳能系统
　　&长春在建一个标准室内游泳馆，拟采用太阳能加热系统，设计过程如下：
　　一、设计要求
　　&游泳池尺寸12.5m×30m，分为3段，每段的水深分别为1.4米、1.6米、1.8米，总容水量约为600m3。泳池室内环境空气温度约为24～26℃。建筑尺寸为50米×18米，朝向为正南。
　　用水要求
　　&游泳池要求24小时保证水水温保持在25～27℃；只考虑泳池的热损及每天补充水的热量。
　　当地气象资料
　　&1、冷水计算温度：本方案在设计时冷水计算温度取10℃。
　　&2、根据国家气象中心提供的《中国气象辐射资料年册》（2001年），长春（区站号：54161；东经125o13?；北纬43o54?；观测点海拔高度236.8米）的月日均及年总辐射数据（单位MJ/m2）如下：
结合贵方要求，取9月份14日辐射量为设计依据（17.55MJ/m2）
二、系统原理图
&&&&&&&&&&&&&
　　运行原理说明
　　&系统均采用双水箱结构，联集管集热器和其中的A水箱通过管路、水泵连接成回路组成集热循环系统。控制系统通过检测集热器和A水箱的温度差值来控制水泵的启动与停止，当集热器探测点的温度和水箱内的温度差达到设定的数值（温差循环启动温度）时，水泵启动，将A水箱中的水送入集热器，同时集热器中的相对高温水流入A水箱，结果导致集热器探测点的温度逐渐降低，A水箱的温度逐渐升高，二者的差值降低到设定数值（温差循环停止温度）时，水泵停止运行，集热器中的水在太阳的辐射下温度又开始升高，当升高到一定值时，又开始下一个循环过程。热水系统就是通过这种强制循环的方式把集热器吸收的太阳能储存到水箱中的。
　　&另外B水箱（假定为）为恒温控制水箱，B水箱和A水箱直接连通，B水箱通过辅助锅炉把水箱中的水控制在一定的范围之内，形成一定量的热水储备从而保证随时提供热水，从B水箱中取水使用。A水箱和B水箱之间还进行温差循环，B水箱中的水通过板式换热器与泳池中的水进行循环换热。
　　三、重要项校核计算及说明
　　游泳池能耗计算
　　&（1）游泳池尺寸12.5m×30m，游泳池总水量约600m3，要求水温保持在25～27℃左右；
　　&（2）根据贵方提供的资料，游泳池室内环境空气温度约为25℃。
　　1、游泳池的补充水量选定
　　&一般按下表选取：（《游泳池和水上游乐池给水排水设计规程》CECS14:2002规定）
&&&&&&&&&&
根据泳池性上述准，充水量容的％～％，本方案取％。
游泳池水容量；&
每天充水量。
2、游泳池池水设计温度
&&&&&&&&&&
　　&水池温度与环境温度有关，如室内游泳池因有完善的采暖空调设施,池水温度25℃左右即可；如果气温较低，池水温度以27℃以上为宜。根据用户的使用要求，选取池水温度为26℃。
　　3、热量计算
　　&游泳池水加热所需热量，应为下列各项耗热量的总和：（《游泳池和水上游乐池给水排水设计规程》CECS14:2002规定）
　　&a、水表面蒸发和传导损失的热量；
　　&b、池壁和池底传导损失的热量；
　　&c、管道的净化水设备损失的热量；
　　&d、补充水加热需要的热量。
　　详细热量计算过程如下：
　　（1）水表面蒸发损失热量：
　　Qz=a·r(0.0174Vi+0.0229)(Pb－Pc)A(760/B)
　　式中：Qz——游泳池水表面蒸发损失的热量（kJ/h）；
　　&a——热量换算系数，a=4.1868KJ/Kcal；
　　&r——与游泳池水温相等的饱和蒸汽的蒸发汽化潜热（Kcal/kg）；
　　Vi——游泳池水面上的风速（m/s）；
　　&Pb——与游泳池水温相等的饱和空气的水蒸汽分压力（mmHg）；
　　&Pc——游泳池的环境空气的水蒸汽压力（mmHg）；
　　&A——游泳池的水表面面积（㎡）；
　　&B——当地的大气压力（mmHg）；
　　&将数值代入计算得：
　　&Qz=a·r(0.0174Vi+0.0229)(Pb－Pc)A(760/B)
　　&＝4.18×582.5×（0.+0.0229）×（25.2-14.2）×0
　　&=(kJ/h)
　　&（2）游泳池的水表面、池底、池壁、管道和设备等传导所损失的热量，应按游泳池水表面蒸发损失热量的15%计算确定，即：
　　Q=×15%=37182(kJ/h)
　　（3）游泳池补充水加热所需的热量，按下式计算：
　　Qb=qbr(tr-tb)
　　Qb——游泳池补充水加热所需的热量（KJ）；
　　——热量换算系数，a=4.1868KJ/Kcal；
　　qb——游泳池每日的补充水量（L）,qb=30m3；
　　r——水的密度（kg/L），r=1kg/L；
　　tr——游泳池水的温度（℃），tr=26℃；
　　tb——游泳池补充水水温（℃），tb=10℃；
　　&代入数值计算如下：
　　&Qb=qbr(tr-tb)＝4.18×30×103×1×（26-10）＝2006400(kJ/d)
　　&将以上各项耗热量相加，即为每天需补充的热量。
　　Qz×24+Q×24+Qb=×24+3(kJ/d)
　　&太阳能集热器每天需提供的热量为：8847909kJ
　　直接采光面积计算
　　式中：
　　&——直接系统集热器总采光面积，㎡；
　　&——日均用水量，kg；
　　&——储水箱内水的终止温度，℃；
　　&——水的定压比热容，4.18kJ/（㎏·℃）；
　　&&——水的初始温度，℃；
　　&——当地秋分所在月集热器采光面上月均日辐照量，20360KJ/㎡；
　　&——太阳能保证率，1；
　　根据系统使用期内的太阳辐照、系统经济性及用户要求等因素综合考虑后确定；
　　&——集热器日平均热效率，国标经验值取0.40～0.55；
　　&根据皇明公司的试验资料取值为0.47。
　　&——管路及蓄热水箱热损失率，0.15；
　　&经计算，得出：AC=1087.79㎡。
　　四、此系统方案优势
　　&1、解决了室内泳池的热量问题，使泳池内的温度保持在舒适温度，且泳池多在夏季和秋季开放，满足正常使用需求，在其它季节可以满足洗浴用水。
　　&2、系统采用板式换热器和泳池进行换热，不影响泳池过滤，消毒和其它设备的使用。
　　五、工程图片：
　　第八节、工业热水升温太阳能系统
　　一、工程概况
　　&用水情况：
　　&青岛某某毛巾厂印花车间和漂染车间用热水；每天用热水500吨，温度60～120℃不等；漂染车间共10多个水罐，每个容水量为3吨，每天24小时不定时换水约八次，共250吨；印花车间约10个容水量为4吨的罐，每天24小时不定时换水约六次，共250吨；二车间共每天用水500吨；每次用完水，将水排放掉，其中35％排放水的余热90℃以上，其余排放水在60℃以上。
　　&工程改造内容：
　　&以太阳能热水系统提供60～70℃基础水温的水500吨，同时考虑车间每天500吨废水的余热回收。
　　二、本方案设计指标：
　　&1.本系统以秋分所在月9月份为设计基准；
　　&2.根据厂区屋顶状况，本项目采用JPS-60TX21-33°型三高集热站84组，JPS-30TX21-33°型三高集热站577组，JPS-30TX21-00°型三高集热站295组，总集热面积为5595㎡，在集热器倾斜面辐照量大不低于20390KJ/㎡的条件下，能提供（46℃～70℃）的热水500吨，综合回收废水余热，整个系统每天可以提供3203万大卡，不足部分以原蒸汽系统补充。
　　三、气象资料
　　&1、基础水温：15℃
　　&2、全年太阳辐照情况
　　&根据国家气象中心2001年提供的全国各地日均及年总辐射数据（单位MJ/m2），因为青岛没有气象观测站，我们选离青岛最近的烟台观测站作为参考（区站号54764，东经121o15ˊ,北纬37o30ˊ）太阳辐照量情况如下：
&&&&四、系统原理图
　　运行原理说明
　　1、系统简介
　　&青岛喜盈门集团第四毛巾厂厂区内，共有20个可利用安装太阳能热水系统的屋面，本系统由15个集热分系统组成，分系统的热水汇集到供水水箱，供水水箱采用3个50m3的HDG水箱并联使用，HDG置于地面的空旷处或设备间内。另外设置一个150m3的高温废水储水池，一个150m3的低温废水储水池，生产废水先排放到废水池内（须安装溢流口），经过沉淀、过滤，供余热回收使用；车间高温罐的用水由供水箱经高温换热系统进一步提升温度后，输送到用水点，然后根据工艺要求采用蒸汽调整到要求水温，低温废水用来提升基础水温后输送给各集热水箱，由此，整个系统最大化的利用了热能。
　　2、集热温差循环
　　&当集热器温度高于集热水箱温度达到设定值，循环泵P1～P20启动，当温差达到停止设定值时，停止循环。
　　3、定水位补水
　　&当供水水箱的水位低于3水位时,主管电动阀DDF16打开，自来水经过低温换热系统提升水温后，送往各集热水箱，此时，15个分系统补水电动阀DDF1～DDF15中10个集热水箱温度较高的打开，将集热水箱中的热水顶出，汇集到B水箱，当B水箱水位达到4水位，关闭电动阀停止补水。
　　4、低温水换热
　　&当水箱补水时，系统检测低温废水池的水位，若水位不低于1水位，则同时启动P24将低温废水增压通过换热器换热后排放掉；若低温废水池的水位低于1水位，则P24关闭，停止换热。
　　5、高温罐供水
　　&当高温用水罐用水时，手动打开进水阀门，同时按下按钮，启动高温供水泵P21，将供水箱中的热水经过高温换热系统进一步提升水温后，送往各高温用水罐。
　　6、高温水换热
　　&当高温罐用水按下补水按钮时，系统检测高温废水池的水位，若水位不低于1水位，则同时启动P23进行高温换热；若高温废水池的水位低于1水位，P23关闭，停止换热。经高温换热后的废水排放到低温废水池，再次进行低温换热。
　　7、低温罐供水
　　&当低温用水罐用水时，手动打开进水阀门，同时按下按钮，启动低温供水泵P22，将供水箱中的热水直接送到低温用水罐，或经过高温换热系统进一步提升水温后，送往各低温用水罐，然后再用冷水或蒸汽将水调至所需温度。
　　8、防冻循环
　　&冬季当集热管路中温度低于5℃时，系统控制循环泵开启进行循环，将水箱内热水打进集热管路；当管道温度升高至10℃时，系统控制关闭循环泵，以防止循环管路冻堵（冬季使用）。
　　9、高温断续循环
　　&当集热器温度高于95℃，且仅高于水箱温度2～10℃范围内时，泵每循环10分钟，停20分钟（防空晒炸管）。
　　10、用水供水
　　&在HDG水箱的供水出水端设置变频增压系统，当生产车间打开用水阀门后，变频系统调整水泵的运转，对水池进行增压补水。
　　11、废水排放
　　&生产完毕后，打开放水阀门将废水排入废水池。
　　五、直接采光面积计算
　　式中：
　　&Ac——直接系统太阳集热器采光面积，㎡；
　　&Qw——日均供水量，500000kg；
　　&——储水箱内水的终止温度（用水温度），70℃；
　　&——水的定压比热容，4.18KJ/（㎏·℃）；
　　&——水的初始温度，46℃；
　　&——当地太阳能集热器受热面（50°）上9月份晴好天气日总辐照量＝20390KJ/㎡
　　&——太阳能保证率，无量纲，取1；
　　&——太阳集热器全日集热效率，取0.47；
　　&——管路及储水箱热损失率，无量纲，此处取0.15。
　　&经计算：集热面积Ac＝5595㎡
第九节、闭式太阳能系统
一、&太阳能热水系统原理、集热面积计算
1、太阳能集热原理图
&&&&&&&&&&
　　运行原理：
　　&集热器温度探头T1
　　&三个储水箱温度探头T2-1,T2-2,T2-3
　　&（1）温差循环：三个水箱依次循环。储水箱C与集热器的温差循环为先，当集热器的温度T1-1与储水箱C的温度T2-3之差大于10度，即（T1-1-T2-3≥10℃）循环泵P1启动，当两者温度之差小于5度（T1-1-T2-3≤5℃），循环泵停止循环；当储水箱C内的温度到达50℃时，系统自动转换到储水箱B水箱的集热循环，依次循环。
　　&（2）供水：采用变频供水，以储水箱C为供水水箱，保持储水箱C内的水温不低于45℃，且水箱内的水量随用随补。
　　&（3）辅助能源（电锅炉B）：当水箱C内的水温低于40℃时，锅炉启动，到达45℃停止，保持水箱C内水的温度。早上4：00前系统监测水箱C内的温度，若低于35℃，则利用低谷电将水箱C内的水温加热到40℃，来满足早上的用水要求。
　　&（4）过热保护：当集热器的内介质的温度高于90℃时，散热器开始工作将管道温度降至80℃。温差循环泵P与Pb一备一用，两台循环泵交替使用，避免水泵工作时间过长，寿命降低。
　　&（5）系统设计将每周对水进行高温加热至60℃，防止军团菌的滋生。
　　&（6）为防止水在水箱里高温结垢，系统设计在进冷水处安装净化水装置。
　　&（7）管道循环：当管道温度低于30℃，电磁阀DCF3打开，通过管道压力变化启动循环泵P4进行管道循环，当管道温度到达35℃时，电磁阀关闭，停止管道循环。
　　2、基本条件：
　　&1）、基础水温：15℃
　　&2）、太阳辐照资料
　　&根据国家气象中心提供的《中国气象辐射资料年册》（2001年）中，北京（区站号：54511；东经：116°28′；北纬：39o48′；观测点海拔高度：31.3m）的月日均及年总辐射数据（单位MJ/m2）：
&&&&&&&&&&
水平面上的年均日辐射量为：14.46&MJ/m2,考虑集热器采光面积与水平面的夹角为37°，斜面系数按照1.05，采光面上的日均辐射量为14.46×1.05=15.183&MJ/m2。
3、系统集热器总面积
1）直接系统集热器总面积：
Ac——直接系统集热器总面积，㎡；
Qw&——日均用水量，&15000kg；
tend&——贮水箱内水的设计温度（用水温度），45℃；
Cw——水的定压比热容，4.18KJ/（㎏·℃）；
ti&——水的初始温度，15℃；
J&t&——当地集热器采光面上的年均日太阳辐照量，&KJ/㎡（集热器采光面上的辐照量为水平面上的辐照量做一修正：14460KJ/㎡×1.05＝15183&KJ/㎡）；
f&——太阳能保证率，无量纲，取0.63；
ηcd&——集热器全日集热效率，0.50；
ηl——管路及储水箱热损失率，0.15；
2）间接系统集热器总面积：
式中&A&in——间接系统集热器总面积，㎡；
F&R&、U&L&——集热器总损系数，W/(㎡·℃)；采用真空管集热器，取值1；
Uhx——换热器传热系数，W/(㎡·℃)；4826&W/(㎡·℃)
A&hx&——换热器的换热面积，㎡；1.68㎡
计算间接系统的集热器总面积为178.2㎡,单台集热器的采光面积为2.23㎡，则需要安装79.9台，取整安装80台U型管集热器总集热面积为：178.4㎡。阴雨天气和冬季由辅助能源电锅炉提供。
二、太阳能集热系统的自动注液装置
集热系统采用封闭式间接换热方式，系统正常运行压力0.2～0.3Mpa(屋面集热器系统).为了满足系统的正常压力，保证系统的正常运行，在集热系统中设置稳压装置。
　　&自动注液由太阳液贮存箱、注液泵、压力控制器、压力罐等组成。
　　&运行方式：当太阳能集热管路中的压力小于0.15MPa（注液设备在屋面）时，启动注液泵进行注液，同时压力增加，当管路中的压力大于等于0.25MPa（注液设备在屋面）时,注液泵停止。首次注液时，启动注液泵，同时打开阀门F1,同时关闭阀门F2，当系统压力达到设定值时，首先关闭阀门F1,然后打开阀门F2，最后停止注液泵。
　　三、防过热保护器的设计和选型
　　&太阳能系统在太阳能辐照量较好的夏季，若用水量持续偏小或不用水，将会造成系统温度过高，系统压力增加。在这种工况下，太阳液（传热介质）稳定性差，同时对太阳能集热器自身的寿命有一定的影响。
　　&为了避免这种现象的出现，保障系统的正常运行，在系统中安装了过热保护器。当三个水箱中的温度均超过80℃，太阳能集热器的温度超过90℃时，常开电磁阀DCF5关闭，将太阳能过热保护器串联在集热系统中，进行散热；当三个水箱中有一个水箱中的水温低于80℃或集热系统中的温度低于90℃时，关闭电磁阀。
太阳能过热保护器的计算选型
太阳辐射强度数据的统计
太阳辐射强度(w/㎡)是太阳辐射表采集的基本数据，在国家气象局提供的数据为太阳辐射量（MJ/㎡）。缺乏北京地区的太阳辐射强度基本资料，由于北京、山东太阳能资源基本相同，为此，以我们公司在德州自测的数据作为计算基础。
　　&根据以上统计，太阳辐射强度取值1000w/㎡,系统集热面积为178.4㎡,采光面上的辐射强度为178.4KW。集热效率为0.5,则太阳能集热系统收集的热量为89.7KW。太阳能热水系统过热保护器，借用空调室外机。初步选用TCL空调室外机，型号为DZR—280W/A,散热量为84KW，运行工况为液体温度38～42℃，室外空气温度为35℃。太阳能集热系统过热保护时运行工况为管内液体温度为90℃，室外空气温度为35℃左右。选用该型号散热器能够确保系统的过热保护。
　　四、辅助电加热设备的选型
　　&根据建筑中的用水器具，计算小时耗热量
w——设计小时耗热量，&(KJ/h)；
qh&——卫生器具一小时的热水用水定额(L/h)；
c——水的比热（KJ/kg·℃）；
tr&——热水温度（℃）；
tl&——冷水温度（℃）
n0&&——同类卫生器具的数量；
b——同类卫生器具在一小时内使用的百分数。
合计小时耗热量为：199.077KW。
耗电功率的计算
电锅炉的功率为205KW。
　　五、板式换热器的选型
　　&在以往工程设计中，板式换热器设计计算均采用手算，方法有以下两种：
　　&简易算法：假定理论传热系数，求出换热面积，选定厂家及换热器型号，计算板间流速，通过厂家样本提供的传热特性曲线及流阻特性曲线，查出实际传热系数及流阻，经过反复校核得出满足工艺条件的结果，最终确定换热器型号及换热面积大小。这种算法的优点是计算简单，步骤少，时间短；缺点是结果不准确。造成结果不准确的原因主要是样本所提供的传热特性曲线及流阻特性曲线是一定工况条件下的曲线，而设计工况可能与之不符。
　　&标准算法：选定厂家，根据角孔流速确定换热器型号，从手册查出在设计工况下冷、热介质的各种物理参数，根据厂家样本提供的传热经验公式及流阻经验公式进行热工计算，求出传热系数及流阻，经过反复校核得出满足工艺条件的结果，最终确定换热器型号及换热面积大小。这种算法的优点是计算结果准确；缺点是计算复杂，步骤多，时间长。
　　&利用计算机进行板式换热器设计计算，充分发挥了计算机运算速度快的特长，一个计算在微机上几秒钟内就能完成，且结果的准确性是手算难以达到的。另一个主要特点是程序中存贮了计算所需的不同水温时水的各种物理参数及板式换热器定型设备的所有参数，设计人员在计算机上进行计算时只需输入工艺条件（如水量、水温、流阻等）就能马上得出计算结果，这为设计人员提供了极大的方便。计算人员还可以输入不同的工艺条件（如水量、水温相同，流阻不同等）得出不同的计算结果，或更换换热器型号以得出不同的计算结果，通过对结果的比较、优化，最终选定既经济合理又性能可靠的板式换热器。
　　&换热量95.2KW（稍大于计算散热功率）
　　&热媒进出口温度：60℃，出口温度50℃。介质为50%乙二醇水溶液
　　&加热热水进出口温度：40℃，出口温度45℃，经过处理的自来水
　　六、水箱的恒温控制与杀菌
　　&热水系统中近年发现军团菌，在世界各地都有类似的疫情报告，军团菌普遍存在于有水的环境中，军团苗本身存活能力不强，冷冻与加热均能杀死该菌。它的存活、繁殖温度条件为35－46℃。通常在管道中滞留与停留的支管、盲管及系统中的垢瘤与锈渣；处于35－46℃的热水管线、贮水罐、热水器等；垢瘤与生物膜（粘泥）是军团菌赖以生存的栖身之处；
　　&军团菌的防治措施：
　　&热休克法：把水加热到60一80℃，然后经阀门放空以实现系统杀菌。这种方法费用高，能耗大，操作困难，效果不明显。但已确定为紧急状态下的措施。
　　&氯气杀菌：使水中含游氯在1－2mg/L，此时水虽略有异味，但尚可饮用，唯对设备腐蚀严重。业主除非迫不得已，不预采用。
　　&紫外线杀菌：此方法可以杀死军团菌，但管道内一旦生成生物粘膜，紫外线失去效能。
　　&臭氧：在水中通入l－2mg/L臭氧杀死军团菌十分有效，但臭氧对人体也有害，所以要有一套设备消除残余臭氧，因而投资大，不宜用于小规模供水系统。在城市供水系统使用臭氧杀菌，国外比较普遍。
　　&银/铜离子器：水流经过产生银/铜离子的极板时获得离子。银离子在铜离子的系统作用下是特别有效的军团菌杀菌剂。这一技术问世已经有三十年，近十年来由于杀灭军团病的特殊功能，在国外医院、宿舍、住宅区等已经得到广泛应用。众多的“守则”中认为这一方法设备简单，操作容易效果好。但是极板被污垢覆盖时，需要清洗。在目前已有的方法中，离子杀菌是比较理想的方法。
　　&结合工程基本现状，本方案采用热休克法，即提高供热水箱的供水温度，将水温提高到50℃，在该温度段90%军团菌在2小时内死亡，管路系统定期，用70℃热水消毒。
　　七、用水末端管理（节能、节水）
　　&根据工程现状，本着节能、节水的原则，对卫生器具（淋浴喷头）实行可控化管理，IC卡或射频卡是近年来逐步完善、成熟的用水末端管理技术。
　　&售水管理软件主要实现用户购水、客户管理、统计分析几个部分的功能。
　　通过与专用IC卡读写器的连接，售水软件方便的实现了用户刷卡买水。同时对各用户长期购水量的统计，自动检测出用水异常的用户，以便售水部门进行检查核对，有效快捷地发现违法用水的现象。对水量的统计分析，可作为用水管理部门调度后期用水的参考。
　　&系统组成：
　　&其中“IC卡管理”栏目里各项功能简介如下：
　　&购水卡：即用户卡，每一水表对应一张购水卡。用户持本卡去营业厅购水，并回家刷卡用水（第一次购水后刷卡能同时初始化水表）。购水卡包含用户信息，插入时水表将检验用户密码，因此不同水表的购水卡不能交叉使用。有效避免了一些意外情况对用户造成的损失（如卡丢失时，卡内的水不会被别人盗用）。
　　&抄表卡：能复制旧水表已有信息，在新水表上再把信息拷贝进去，方便地实现新旧水表之间的数据传递，一般更换水表时使用此卡。通过与售水系统交换数据，也可作为统计实时水量的依据。
　　&清零卡：清除水表内已有的用户信息和计量信息，使表变为空表，可以重新使用。
　　&授权卡：用于对新表的授权，授权后的水表属于本售水管理系统，归本售水管理系统管理，只能在本系统上对水表进行操作（如开户、购水等）。
　　&JDR-8型水表适用于校园，机关单位等各种场所。其工作原理同我公司即插即用水表一样。即用户将卡放在控制器的卡槽内，控制器检测到卡内有水则会控制水表阀门开启，用户即可用水。控制器根据用户用水流量扣除卡内水量。
　　&1、主要特点：采用MIFAREONE非接触射频卡。
　　&(1)﹑MIFARE卡是一种比较适合校园一卡通应用的非接触式射频卡，使用安全方便。
　　&(2)﹑MIFAREONE卡（1Kbits）分16个数据区，每块数据区都有相应的一套密钥
　　&管理方法，且相互间独立，JDR-8型水表读写数据只占用其中的一个数据区；水表管理部门可根据其实际需要实现通卡可能，即用一张IC卡实现在售水、考勤、食堂售饭等多种用途上，让考勤、售饭系统等产品可以占用IC卡其余数据区进行读写操作。IC卡的可扩展性及兼容性较好
　　&(3)﹑MIFARE卡的密钥校验是通过随机数校验，每次的校验传递数据都是不一样的，而且数据校验完全在卡内部进行，是当前比较安全的校验机制，被破解的可能性微乎其微，相对于普通卡片而言其数据安全性大大提高。且卡内设有防冲突机制，从卡型上确保了系统的技术的先进性和可扩展性
　　&(4)MIFARE卡是非接触射频卡，表具可以完全密封，防潮性能非常好，适用于学生浴室等潮湿环境。
　　&2、JDR-8型水表根据其表体结构分为两种：一体式表和分体式表。
　　&a、一体式表即整个表具为一体化设计（整体式表），水表控制器安装于出水口的管道上，水表外接一个220V交流电输入+5V直流电输出的电源变压器，以+5V直流电给水表控制电路供电，水表结构紧凑，学生或用户用水时，控制器根据用水流量扣除用户卡卡上购买水量，同时水表液晶显示屏显示剩余水量情况。
　　&b、分体式表，即水表控制器和基表分开安装，阀门安装在基表内部，通过一条数据控制线将基表与控制器连接起来，控制器决定阀门是否应开启，同时基表将用户用水信息通过控制线传输给控制器，控制器根据用水信息对用户卡内金额进行扣减。控制器液晶屏显示用户卡内剩余金额信息。基表与控制器之间的控制线有断线保护功能，控制线一旦发生线路断开则阀门自动会检测到并关闭阀门。分体式水表的控制器也是采用外接一个220V交流电输入+5V直流电输出的电源变压器，以+5V直流电给水表控制电路供电，如果电源断电时电路也会自动检测并将阀门自动关闭。
　　&3、JDR-8水表根据用户需要设有两种扣费方式：
　　&a、管理部门定义水价，售水管理软件将用户买的水量写入卡中，用户将卡放入水表卡槽，则水表电路会先扣除卡上一定水量（引参数可在售水管理软件中设置，如50L水），此时用户用水过程中可拿走IC卡，但如果用户用水水量超过预扣的那部份水时，则阀门将自动关闭，除非此时卡仍插在表内，表电路部份会再从卡上扣除一定水量（与上相同）。同样，如果用户没有用完先前扣除的水量，则可以将用户卡插入表内，控制器会将剩余水量返写到用户卡上。
　　&b、管理部门定义水价，管理软件将用户买的水量写入卡中，用户需用水进，则将IC卡插入卡槽，则控制器检测到卡内有水则水表阀门开启，水表根据用户用水流量实时扣减卡上水量，当卡内水用完或则控制器判断到卡槽内卡已拔出则阀门自动关闭。
　　八、远程监控系统
　　&终端系统
　　&本系统为计算机化监控系统，直接控制系统，它对测量数据的处理以及控制算法都是以数字计算为基础，通过软件实现的。硬件主要由主控计算机、远程I/O模块、传感器及执行器等部件组成；软件采用工控组态软件，将各种输入信号通过数据总线直接接到计算机输入端口，从而实现数据采集与控制管理保护功能。其工作原理图及系统结构图如下所示：
　　&其中现场监控计算机一方面对现场设备进行监控，一方面作为INTERNET传输过程的服务器，专门接收客户方提出的要求；远程监控计算机通过访问现场监控计算机实现异地对现场的监控。
　　&1、现场监控计算机：是计算机监控系统的核心，它的主要特性如下：
　　&1)现场监控计算机的工作过程完全由预先组态后的软件决定，而常规仪表是由电子逻辑电路或其它机械硬件逻辑实现，控制管理功能是由软件还是由硬件实现是计算机控制与常规仪表控制的主要区别；
　　&2)本系统运行用IFIX组态后的软件，将各种输入信号通过数据总线直接接到计算机输入端口，从而实现数据采集与控制管理保护功能，而不是像常规仪表控制器由各自独立的一对一的单回路控制或保护电路构成，如此主控计算机就有可能全面考虑控制对象的各种参数，对其进行统一的系统性的控制﹑保护及管理；
　　&3)主控计算机可以通过图形化的界面与用户进行信息交流，如各种参数状态值、警报的信息框、动态变化过程等，大大方便了用户管理。
　　&2、现场模块
　　&由PLC完成数据的采集和现场控制以及信号的发送，再通过RS485通讯方式将信号传送至转换器，转换成能与计算机串口连接的RS232通讯方式。
　　&3、传感器
　　&传感器感测出需要监测控制的各种物理量并将其变为电信号送至计算机，相当于主控计算机的眼睛。本系统将各类参数的状态以电压信号等方式传送至现场模块，主要有温度传感器和液位传感器。
　　&4、执行器
　　&即可由计算机直接控制的各种开关、阀门及水泵，计算机通过调整执行器来实现具体控制功能，相当于主控计算机的手和脚。控制器通过现场模块的两类输出通道与执行器连接：
　　&1)开关量输出通道(DO)。它可以由控制软件将输出通道设置成高电平或低电平，通过驱动电路即可带动继电器或其它开关组件，也可以驱动指示灯显示状态；
　　&2)仿真量输出信道(AO)。输出的信号是0～10V的电压，其值的大小是由控制软件决定的，由于计算机内部处理的信号都是开关量信号，因此这种可连续变化的仿真量信号是通过数字－仿真转换电路(D/A)产生的。本系统中仅涉及到开关量输出通道。
　　&5、通讯网(屏蔽双绞线)
　　&为减少对信号的干扰，整套系统均用屏蔽双绞线进行信号的传输。
　　主要功能
　　&a、常规功能
　　&◆水位、水温实时显示
　　&◆水位、水温设置
　　&◆自动上水或远程手动上水
　　&◆自动定温上水
　　&◆自动最低水位保护
　　&◆自动报警、自动止闹
　　&◆恒温出水
　　&b、特殊功能
　　&◆用户密码安全管理，可避免未授权用户对系统的操作及查看，实现安全管理；
　　&◆电子签名功能，自动记录系统运行情况及系统操作者的任何操作，以便查阅；
　　&◆系统日志功能，可对系统的运行情况进行记录以便查阅
　　&◆自动故障诊断功能，设有通讯故障诊断功能，可在极短时间内报告故障的发生，并诊断出出现故障的设备，以有助于现场工程师及时排除险情；
　　&◆报表功能，自动生成系统运行记录表及数据曲线，并根据用户要求自动生成报表，以方便用户掌握系统当天的运行情况；
　　&◆远程监控，对于不在同一区域，二者相隔甚远的，可通过INTERNET远程访问用户的主控计算机，对工程进行巡检，查询运行参数和诊断系统故障，随时掌握系统的运行情况。
　　&监控界面
　　&现场监控系统主要由系统监控、趋势曲线、报警显示及报表四个画面组成，其中系统监控界面为主画面，以实际系统结构图作为软件的运行界面，其监控参数及工作状态都直观明了；趋势曲线画面主要显示实时数据及历史数据的趋势变化过程，可直观的显示系统的运行情况；报警显示画面则为操作员提供了可视化的提示信息，包括水泵、电磁阀、电加热等的开关状态报警，水位、水温的高低限报警等；报表画面则可根据用户要求随时生成不同时间间隔及采样模式的日报表或图表，以便于统计与分析。
为提高皇明太阳能系统工程智能控制的技术水平，提高售后服务，和采集系统工程运行数据，不断改善产品的质量和稳定性。特在东厂设立“太阳能系统工程远程监控中心”，以提高皇明太阳能系统工程在市场上的竞争力。
主要技术是通过TCP/IP网络进行数据传输，在机房内将PC机的数字视频转化为模拟视频，再进行切换和监控的原理实现。
&&&&&&&&&&
正常情况下，现场工控机通过互联网将数据实时传回中心机房，存入数据库。在互联网不能的情况下，可手动转用电话线拔号至中心机房连接，保证数据不中断。
　　&第十节、太阳能与建筑结合系统
　　&针对如何才能更好的实现太阳能与建筑完美结合，将集热器作为建筑模块，从与建筑结合方式上，我们提出分体系统、屋脊式、集中供水式等解决方案。
　　一、分体系统
　　&1、分体系统顾名思义就是将集热器和水箱分开，集热器放置于阳台、南立面、坡屋面等地方，通过工质的被动循环将集热单元吸收太阳光而得到的热量传输到储水箱，从而得到热水（热量）的系统。主要包含部件有：集热器、储水箱、控制系统、管道系统等。
　　&2、分体系统的运行原理及说明：
　　&集热器、换热器和循环管路中的泵1构成温差循环管路。当集热器与储水箱的温度差达到控制系统设定值时泵1启动抽动管路中的工作介质运动，工作介质通过换热器将热量输入到储水箱。当集热器与储水箱的温度到达设定值时泵1停止；如此往复,将储水箱内的水加热。电加热构成辅助热源部分，用于太阳能不足或对水温要求较高时的热量补充。储水箱、泵2和室内管道部分组成室内管道定温循环系统（此项可根据用户需求定制），当室内管道温度降到控制系统设定的最低温度时，泵2自动启动将管道中的冷水打到储水箱，储水箱中的热水进入管道，实现即开即热。
　　（一）、坡屋面顺坡式
　　1）、集热器布置说明：
　　&①.下图为分体式太阳能集热器顺坡安装在坡屋面上的布置示例，太阳能集热器的安装坡度与屋面坡度相同。分体式水箱放置在建筑物的阁楼或者距离集热器较近位置。
　　&②.图中所注A为集热器宽度，B为集热器长度，详见皇明分体系统参数表。
　　2）、集热器安装说明：
　　&①、本图所示屋面结构为钢筋混凝土屋面板,预埋件的定位尺寸按所选太阳能集热器的产品规格确定。图中所注LA为预埋件间的横向间距,LB为预埋件间的纵向间距。LC为相邻两台集热器预埋件间的横向间距,施工时要确保预埋件的定位准确无误。所有预埋件及固定件均应按规范所确定的使用年限做好防腐处理。
　　&②、若屋面结构为檩条等其它形式，其集热器的固定方法应结合所选产品的规格与厂家共同确定。
　　&③、预留管孔的直径150mm，内埋钢套管,其具体位置根据所选集热器的规格确定，预埋的钢套管应在屋面防水层施工前埋设完毕，并做好防水处理。
　　&④、集热器安装完毕后,要按照屋面构件防水的相应措施做好屋面防水。
3）、室内管道连接及预留说明：
①、图中所注管径均为公称直径。
②、给水管道宜采用耐温型塑料管或铝塑复合管，热媒管道均为铜管。
③、水箱放置在阁楼或离集热器较近位置，以便于集热器温差循环，减少因集热循环管道过长而造成的热损失。
（二）、坡屋面天窗式
1）、集热器布置说明：
①.&下图所示为天窗式集热器安装在坡屋面上，分体式水箱放置在建筑物的阁楼或者距离集热器较近位置。集热器的安装尺寸与屋面瓦的模数一致，均匀排列在屋面上。
②.&图中所注A为集热器宽度，B为集热器长度。
　　2）、集热器安装说明：
　　&①、本图所示屋面结构为钢筋混凝土屋面板,预埋件的定位尺寸按所选太阳能集热器的产品规格确定。图中所注LA为预埋件间的横向间距,LB为预埋件间的纵向间距。LC为相邻两台集热器预埋件间的横向间距,施工时要确保预埋件的定位准确无误。所有预埋件及固定件均应按规范所确定的使用年限做好防腐处理。
　　&②、预留管孔的直径150mm，内埋钢套管,位置在集热器出水孔下面（参考下图），其具体位置根据所选集热器的规格确定，预埋的钢套管应在屋面防水层施工前埋设完毕，并做好防水处理。
　　&④、集热器安装完毕后,要按照屋面构件防水的相应措施做好屋面防水。
&&& 3）、室内管道连接及预留说明：与坡屋面顺坡式分体系统相同，此处不再进行说明。
　　（三）、墙面式(横管)
　　1）、集热器布置说明：
　　下图为太阳能集热器在建筑物南立面外墙上的布置示例，分体式水箱布置在室内靠近集热器位置。在实际工程中设计人可根据具体情况，结合建筑立面造型设计，太阳能集热器的型号根据实际工程情况确定。
　　2）、集热器安装说明：
　　&①、图中所注A为集热器宽度，B为集热器长度,LA为预埋件间的横向间距,LB为预埋件间的纵向间距。施工时要确保预埋件的定位准确无误。所有预埋件及固定件均应按规范所确定的使用年限做好防腐处理。
　　&②、预留管孔的直径150mm，内埋钢套管,位置在集热器出水孔下面（参考下图），其具体位置根据所选集热器的规格确定。
&&& 3）、室内管道连接及预留说明：与坡屋面顺坡式分体系统相同，此处不再进行详细说明。
　　(四)、墙面式(竖管)
　　1）、集热器布置说明：
　　&下图所示为集热器安装在建筑物的南立面外墙上，分体式水箱布置在室内靠近集热器位置。集热器安装后成一定角度，丰富了建筑物的立面。在实际工程中设计人可根据具体情况，结合建筑立面造型设计，太阳能集热器的型号根据实际工程情况确定。
　　2）、集热器安装说明：
　　&①、图中所注A为集热器宽度，B为集热器长度,LA为预埋件间的横向间距,LB为预埋件间的纵向间距。施工时要确保预埋件的定位准确无误。所有预埋件及固定件均应按规范所确定的使用年限做好防腐处理。
　　&②、预留管孔的直径150mm，内埋钢套管,位置在集热器出水孔下面（参考下图），其具体位置根据所选集热器的规格确定。
　　3）、室内管道连接及预留说明：与坡屋面顺坡式分体系统相同，此处不再进行详细说明。
（五）、女儿墙式
　　1）、集热器布置说明：
　　&下图所示为集热器顺坡安装在屋面斜檐上，与斜檐平行，分体式水箱布置在室内靠近集热器位置。集热器安装后成一定角度，丰富了建筑物的立面。在实际工程中设计人可根据具体情况，结合建筑立面造型设计，太阳能集热器的型号根据实际工程情况确定。
　　2）、集热器安装说明：
　　&①、图中所注A为集热器宽度，B为集热器长度,LA为预埋件间的横向间距,LB为预埋件间的纵向间距,LC为相邻两台集热器预埋件间的横向间距。施工时要确保预埋件的定位准确无误。所有预埋件及固定件均应按规范所确定的使用年限做好防腐处理。
　　&②、管道井位置根据建筑结构确定。
&&& 3）、室内管道连接及预留说明：与坡屋面顺坡式分体系统相同，此处不再进行详细说明。
　　（六）、阳台式
　　1）、集热器布置说明：
　　下图所示为集热器安装在南立面阳台上，与阳台栏板平行，分体式水箱布置在阳台。在实际工程中设计人可根据具体情况，结合建筑立面造型设计。
　　2）、集热器安装说明：
　　&①、图中所注A为集热器宽度，B为集热器长度,LA为预埋件间的横向间距,LB为预埋件间的纵向间距。施工时要确保预埋件的定位准确无误。所有预埋件及固定件均应按规范所确定的使用年限做好防腐处理。
　　&②、预留管孔的直径150mm，内埋钢套管,位置可以在两台集热器出水孔之间下面或者侧面（参考下图），其具体位置根据所选集热器的规格确定。
　　3）、室内管道连接及预留说明：与坡屋面顺坡式分体系统相同，此处不再进行详细说明。
　　二、屋脊式热水器
　　&此类热水器一般为整体式，即水箱和真空管在一起，依靠水内部的对流进行加热。这种热水器是目前比较成熟的产品，结构简单，安装方便，无需外界辅助（循环泵）即可加热。根据建筑的形式不同也就产生了多种结合方式。
　　&1、运行原理及说明：
　　运行原理
　　&①、自动上水：热水器通过手动无级调节阀进行上水，当水箱内无水时把把无级调节阀调节到上面，自动开始补水，当水满后，艾思维自动阀就会自动关闭阀门，无需监控水箱何时满或者是否溢流。
　　&②、水温显示：通过视界芯可以直观的显示水箱内温度，了解水箱温度避免烫伤和了解阴雨天气水箱温度，避免造成冷水浪费。（根据客户要求，可选用）
　　&③、取水：取水时通过调节无级调节阀来实现冷热水之间的调兑，选择出适合自己洗浴的温度，无级调节阀有二级调节功能，兑水更加零活，洗浴更加舒适。
　　（一）坡屋面式
　　1）、热水器布置说明：
　　&①.下图为太阳能热水器顺坡安装在坡屋面上的布置示例，太阳能集热器的安装坡度与屋面坡度相同。
　　&②.图中所注A为热水器宽度，B为热水器长度，LC为相邻两台热水器预埋件间的横向间距，详见热水器参数表。
　　2）、热水器安装说明：
　　&①、下图所示屋面结构为钢筋混凝土屋面板,预埋件的定位尺寸按所选太阳能热水器的产品规格确定。图中所注LA为预埋件间的横向间距,LB为预埋件间的纵向间距。LC为相邻两台热水器预埋件间的横向间距,施工时要确保预埋件的定位准确无误。所有预埋件及固定件均应按规范所确定的使用年限做好防腐处理。
　　&②、若屋面结构为檩条等其它形式，其热水器的固定方法应结合所选产品的规格与厂家共同确定。
　　&③、预留管孔的直径150mm，内埋钢套管,其具体位置根据所选热水器的规格确定，预埋的钢套管应在屋面防水层施工前埋设完毕，并做好防水处理。
　　④、热水器安装完毕后,要按照屋面构件防水的相应措施做好屋面防水。
热水器安装详图二
热水器安装详图三
　　3）、室内管道连接及预留说明：
　　&给水管道宜采用耐温型塑料管或铝塑复合管，管径与坡屋面顺坡式分体系统相同，此处不再进行详细说明。
　　（二）迭檐式
　　1）、热水器布置说明：
　　&①.下图为太阳能热水器顺坡安装在迭檐屋面上的布置示例，太阳能集热器的安装坡度与屋面坡度相同。
　　&②.图中所注A为热水器宽度，B为热水器长度，LC为相邻两台热水器预埋件间的横向间距，详见热水器参数表。
　　2）、热水器安装说明：
　　&①、下图所示屋面结构为钢筋混凝土屋面板,预埋件的定位尺寸按所选太阳能热水器的产品规格确定。图中所注LA为预埋件间的横向间距,LB为预埋件间的纵向间距。LC为相邻两台热水器预埋件间的横向间距,施工时要确保预埋件的定位准确无误。所有预埋件及固定件均应按规范所确定的使用年限做好防腐处理。
　　&②、若屋面结构为檩条等其它形式，其热水器的固定方法应结合所选产品的规格与厂家共同确定。
　　&③、预留管孔的直径150mm，内埋钢套管,其具体位置根据所选热水器的规格确定，预埋的钢套管应在屋面防水层施工前埋设完毕，并做好防水处理。
　　&④、热水器安装完毕后,要按照屋面构件防水的相应措施做好屋面防水。
　　3）、室内管道连接及预留说明：
　　&给水管道宜采用耐温型塑料管或铝塑复合管，管径与坡屋面顺坡式分体系统相同，此处不再进行详细说明。
　　（三）女儿墙式
　　1）、热水器布置说明：
　　&①.下图为太阳能热水器顺坡安装在女儿墙上的布置示例，太阳能集热器的安装坡度与女儿墙坡度相同。
　　2）、热水器安装说明：
　　&①、下图所示女儿墙结构为钢筋混凝土,预埋件的定位尺寸按所选太阳能热水器的产品规格确定。图中所注LA为预埋件间的横向间距，LC为相邻两台热水器预埋件间的横向间距,施工时要确保预埋件的定位准确无误。所有预埋件及固定件均应按规范所确定的使用年限做好防腐处理。
　　&②、预留管孔的直径150mm，内埋钢套管,其具体位置根据所选热水器的规格确定，预埋的钢套管应在屋面防水层施工前埋设完毕，并做好防水处理。
　　&③、热水器安装完毕后,要按照屋面构件防水的相应措施做好屋面防水。
　　3）、室内管道连接及预留说明：
　　&给水管道宜采用耐温型塑料管或铝塑复合管，管径与坡屋面顺坡式分体系统相同，此处不再进行详细说明。
第十一节、小区集中供热水太阳能系统
　　&集中供水就是采用同一供水的方式，不再单独给每户设一台太阳能了。将所有的集热器集合起来和储水箱之间通过强制循环的方式进行集热，集热器放置于楼顶平台上或者造型上面，通过被动循环将集热单元吸收太阳光而得到的热量传输到储水箱，从而得到热水（热量）的大型集中系统。
　　系统主要包含部件：
　　集热器、储水箱、控制系统、管道系统等（组成部分类似于分体系统）。
二、系统运行原理及说明：
　　运行原理说明：
　　&1）、采用2个水箱：一个作为集热水箱，一个作为恒温供水水箱。置于楼顶承重位置，24h供应热水。
　　&2）、自动补水：系统采用电磁阀自动补水，当水箱B内水位低于设定水位时打开电磁阀进行补水。
　　&3）、集热温差循环：在储水箱A与集热器之间进行。当集热器内水的温度T1比储水箱A内水的温度T2高5℃以上，集热循环水泵P1自动启动；当二者之间的温差小于2℃时，P1停止运行。
　　&4）、防冻循环：当T5低于5℃时，P1自动启动；T5达到15℃时，P1停止运行。
　　&5）、管道定温循环：当室内用水管道上的探测温度T4低于35℃，循环泵P2打开，循环泵P2将管道中的冷水打入水箱；当T4达到40℃时，循环泵P2关闭。
　　&6）、辅助加热：控制柜有3次定时加热和智慧加热，当储水箱B温度低于40℃时，启动电加热，达到50℃时停止，满足用水温度。
　　&7）、供水计量方式可以采用热水表或者IC卡的形式进行计量，还可以通过远程监控方式，由我们公司总部直接对系统现场情况进行监控，以保证系统的正常运行。
　　三、举例说明
　　1、场地情况
　　&此建筑为邯郸×××生活区锅炉房厂区，可利用面积为锅炉房顶及院内面积，面积东西长约30米，南北约42米，水箱采用甲方原有3个水箱，利用原供水管网为用户提供热水。
　　2、用水情况
　　&该太阳能热水工程为住宅用户热水工程，太阳能三高集热站放置在锅炉楼顶及院内上空，水箱在锅炉房2楼内。满足720户全天候用水，每天可提供60℃热水量为60吨以上。不够的热量由燃油锅炉提供。
　　3、其它情况：辅助能源采用电加热。
　　4、气象资料
　　&1）、基础水温：本方案在设计时冷水计算温度取15℃。此温度为春秋季的自来水的基础水温。
　　&2）、地理位置：邯郸市，东经114°29′，北纬36°36′
　　&3）、气象资料
　　&根据国家气象中心提供的《中国气象辐射资料年册（2001年）》全国各地水平面总日射月均日辐照量及年总辐照量数据（单位MJ/m2），水平面总日射月均日辐照量资料如下：
六、系统原理图
　　运行原理说明
　　&1）、系统利用甲方原有的3个水箱作为集热和保温水箱，水箱均在2楼，锅炉房内的2个水箱（B-1、B-2）作为保温供水水箱；室外的水箱（A1-1）作为太阳能集热水箱，采用温差强迫循环方式。
　　&2）、自动上水：当水箱B水位低于设置水位时，电磁阀DCF-1自动打开上水，当达到设置水位时，电磁阀关闭，停止上水。
　　&3）、温控进水：当水箱A温度超过水箱设置温度5℃时，并且低于满水位时，电磁阀DCF-1自动打开上水，当达到设定温度或满水位时，电磁阀DCF-1自动关闭，停止上水。
　　&4）、无水进水：储热水箱水位显示为0时，立即进水到2级水位。
　　&5）、温差循环（集热器与水箱间）：集热器温度T1与水箱A中的水温T2－1温差≥5℃（现场可调）时，对应的温差循环泵P1自动启动开始温差循环，当两者温差≤2℃时，循环泵P1自动停止。
　　&6）、温差循环（水箱间）：集热水箱A中的温度T2-1与保温水箱B中的水温T2-2温差≥8℃（现场可调）时，循环泵P2自动启动，将水箱B中的低温水打进保温水箱A，同时水箱A中的高温水进入水箱B，当两者温差≤2℃时，循环泵P2自动停止。
　　&7）、高温断续循环：当集热器温度高于95℃，且仅高于水箱A温度2～10℃范围内时，对应的循环泵P1每循环15分钟，停30分钟（防空晒）。
　　&8）、管道循环：当室内管道上的热水温度T3-1低于40℃时，电磁阀DCF-2自动打开，管道循环开始，当T3-1达到45℃时，电磁阀DCF-2自动关闭循环结束。
　　&9）、防冻循环（集热器与水箱间）：室外温差循环管路中温度T4低于5℃时，对应的循环泵P1启动，温度上升到10℃时停止，防止管路被冻结。
　　&10）、电热带：当室外管道温度T4低于8℃时，电热带自动启动为管道加温，当T4温度上升到12℃时，电热带自动断电。
　　&11）、辅助加热：水箱B中的水温低于55℃时，辅助能源对水箱中水进行加热，到达60℃时自动停止。
　　&12）、其它要求：实现远程控制。
　　6、联集管集热面积
　　&根据国家标准GB《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》
　　&依据场地情况系统安装集热面积1162.08㎡，约能日产温升45℃（15℃-60℃）的热水57.7吨。不足的热量和冬季和阴雨雪天气等辐照量不足的情况下，由辅助能源提供。
　　7、工程图片：
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