发布时间 : 星期一 文章太阳能热水器与热水系统 - 图文更新完毕开始阅读1e6cd8d4647d27284a7351e1
Q一管道流量，m3/h
υ－管道流速， m/s；参照表3–7。
在不需要精确计算时，管道的沿程阻力损失按50 ～100Pa/m估算，局部阻力损失按照
沿程阻力损失的25%～30%估算。
根据水力计算表确定附表5是根据热水系统的特点调整后的水力计算表，设计水温为60'C o根据系统流量、流速，可以选择适宜的管道公称直径，并确定沿程阻力损失值。管道的局部阻力损失按附表6和附表7计算。按上述方法确定热水供水系统的管径时，如果是自然循环系统，回水管管径可比相应位置的供水管管径小一号;如果是强制循环系统，其回水管管径一般可比供水管管径小两号，但回水管管径不得小于20mm。
管道坡度太阳能集热系统管路的最高点要设置自动排气阀或放气管，放气管应高出最高点600～800mm,整条管路要有一定的坡(>0.5%)
管道保温集热系统和热水供水系统管道必须保温处理。保温材料的选择应符合《建筑设计防火规范》等规定的要求，并采用热导率低、吸湿性好、抗压强度高、对管道无腐蚀、易于施工的非燃和难燃材料，对于电加热器或采用低温发热电缆防冻保护的管道保温，保温材料必须采用非燃材料。太阳能热水工程中常用的保温材料有岩棉、超细玻璃棉、硬聚氨醋、橡塑海绵等，厚度应参照表3-8确定。
保温层的外面应敷设保护层，保护层有水泥保护层、铁皮保护层、玻璃布或塑料布保护层、木板或胶合板保护层等多种，可根据工程需要选用。
(6)太阳能循环泵的选择太阳能集热系统循环泵一般采用管道离心泵，应选择适用介质温度100℃以上的热水泵，水泵壳体承受的工作压力不得小，于其所承受的静水压力加水泵扬程，设计时还宜设备用泵或双泵交替运行。水泵的流量应为集热系统设计循环流量，可按照集热器的最大小时得热量和集热系统进出水温差(一般为5℃～15 0C)计算，即：
qx?式中qx—设计循环流量，L/h；
Qh
1.163?tQh—集热系统小时得热量，W ；
?t一集热系统进出水温差，?C
水泵的扬程应按下式计算：
Hb?hp?hx
式中Hb一循环水泵的扬程，kPa；
hp一循环水量通过配水管网的水头损失，kPa；
hx一循环水量通过回水管网的水头损失，kPa。
当采用间接加热式太阳能热水系统时，水泵扬程还应计算通过换热器的水头损失。 （7）系统的防冻和防过热措施为保证冬季的安个运行，在北方寒冷地区安装使用太阳能热水系统时，除了对管道设备进行常规的保温处理外，对于全统，还必须采取有效的防冻措施。
①防冻循环。在室外集热系统炸道上设温度传感器，''当温度低于设定的衡冻温度时，太阳能循环泵启动.以利用水箱内的热水捉高竹道和集热器的温度。采用这种方式的前提是招个集热系统循环畅通，没有死角。该方式的缺点是增加系统热损失，消耗能源。
②回流排空防冻。即热水箱安装于系统敏低处，当循环泵停止运行时，系统内的存水在重力作用下个部回流到热水箱中，起到防冻的作用，并且减少了管道系统的热损失。使用该方式时，要求集热系统管路路和竹道不能有反坡，以保证系统中的水能完全回流。
③防冻介质防冻。对于间接加热式系统，循环工质可采用一定比例的防冻液，在保证热水系统水质的同时达到较好的防冻效果。
④电伴热防冻。在一些小规模太阳能热水系统中，可沿管道和集热器集管敷设低温发热电缆，根据室外温度情况对其通电，保证管道不结冻。夏季长期无人用水时，集热系统的水温会不断升高，热水箱内甚至可能会沸腾，因此必须采取防过热措施。目前一般足对集热系统进行定温控制，当热水箱超过一定温度后，集热系统铂环泵停止运行或短时间间断运行，对于间接加热的闭式系统，还要设置安全阀等泄压装置。
(8)控制系统太阳能热水系统的拧制一般包括太阳能集热系统的控制和热水供应系统的控制两部分，两部分控制可以分开也可以合在起。太阳能集热系统一般采用集热器和热水箱温差控制，可以在集热器系统和热水箱分别设置测温点，控制器能够根据二者的温度变化和温差控制太阳能循环泵的运行。同时，控制系统还应具有超温保护和防冻功能，防止用水量较少时太阳能热水箱过热或者冬季雨雪天及夜间集热系统管道、设备冻坏。热水'供应系统的控制主要包括辅助加热设备的控制、补水系统的控制和热水循环系统的控制等，应根据使用功能和用户要求进行设计，力求操作简单、运行可靠。
（9）基础、支架的设计集热器和储热水箱的从础一般采用顶制或现浇混凝土基础。基础可建在屋顶防水层上，也可以建在屋顶结构层上，其位置应按照集热器的布置形式和水箱的安装位置确定。建在屋顶结构层上的基础，其预埋件应与结构层中的钢筋相连，并做好防水，防水的制作应符合GB 50207—2002规定的要求。基础顶面应设有地脚螺栓或预埋铁，便于同支架紧甲或焊接在一起。建在屋顶防水层上的基础，可不设地脚螺栓预埋铁。基础的高度和位置应考虑日后的屋面维修。储热水箱基础应设在建筑物的承重梁或承重墙上，储热水箱满水时的荷载不应超过建筑设计的承载能力；储热水箱周围应当留有?0. 5m的检修空间。储热水箱和太阳能集热器的支架主结构材料可采用角钢、槽钢和钢板。支架的强度应能承受设备本身的荷载和不低于10级风的负载，如果当地历史最大风力高于10级，则按照当地历史最大风力设计。所有钢结构支架的材料，在不影响其承载能力的情况下，应选择利于排水的方式。由于结构或其他原因造成不易排水时，应采取合理的排水防水措施，确保排水通畅。以上我们介绍了太阳能热水系统设计的基本思路和方法，具体的设计细节和一些未提及的部分可参阅相关国家标准或规范，如《建筑给水排水设计规范》（GB 50015-2003 ) 、《家用太阳能热水系统技术条件》（GB/T 19141—2003),《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》 ( GB 50364-2005 ) 、《太阳能热水系统设计、安装及工程验收规范》（GB/T 19713-2002)等。
总之，设计者在设计时应根据工程的实际情况，与建筑、电气、自控等相关专业密切配合，共同完成太阳能热水系统各部分的设计。
第七节太阳能热水工程的安装施工
太阳能热水工程的安装施工主要包括进场准备、基础施工、钢结构施工、集热器安装及管路施工、保温施工、水箱安装、电控施工、试车运行等。太阳能热水工程与常规建筑供水或空调设备系统相比，增加了集热器和蓄热箱，集热器放在屋顶、南墙或阳台，蓄热水箱置于室内或屋顶。因此，工程开始时，必须与土建及其他有关工程周密协商，随时进行调整。
一、进场前的准备
①明确工程的验收时间、验收标准及方法。
②施工图样、技术文件、标准、法规做到齐、清、定。 ③对施工人员进行必要的识图和技术培训。
④对施工现场的场地、作业面、操作间距'、水电接口、搬运路线以及周边环境、道路交通做到心中有数，以便安排工程进度和做出周密部署。
⑤施工中的各种材料、没备、部件、兀器件、附件、配件以及工具、装备都应根据设计施工图样的规格、型号、数量分门别类编制清单，并根据施工进度要求提前做好准备.确保工程有条不紊地进行。
二、基础和支架的施土
（1）基础施工在建筑物屋面上做太阳能热水工程，集热器和储热水箱必须做混凝土基础，其基础施工应注意：
①放定位轴线应严格按照工程平面图的尺寸要求控制，力求准确。
②预制混凝土基础或现浇混凝土基础用材料、尺寸、标高应符合施工图样 要求。
③建在屋顶结构层上的基础预埋件与结构层中的钢筋连接牢固。 ④防水层的制作应符合国家标准GB 5020—2002的规定。 ⑤混凝土基础顶面地脚螺栓或预埋铁的尺寸、标高与位置应符合图样要求，并同支架紧固连接或焊接
⑥混凝土基础表面要求平整。 （2）支架施工
①储热水箱和太阳能集热器的支架结构材料应符合设计要求，选用的钢 材应符合国家标准。
②严格依据集热器阵列支架图和储热水箱支架图施工
③某些不平直的钢材.在放样、下料或拼装之前必须加以矫正，矫正后的钢材表面不应有凹陷及其他损伤。钢结构的下料应保证制成构件的实际尺寸符合设计要求。
④焊接部位在拼装前应清除铁锈、飞刺、污物。
⑤电焊焊接应符合国家标准《钢结构工程施工及验收规范》(GB 50205-2001)的要求。 ⑥钢结构的防腐施工应符合国家标准《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》(GB X0212-2002)和《建筑防腐蚀工程质量检验评定标准》( GB 50224-1995）的要求。
⑦有坡度要求的支架应按设计要求安装。建在里面防水层上的基础支架。各排之间应用角钢等连接在一起并与建筑物相连.以提高抗风能力。
⑧采用螺栓安装支架，应先将支架放在基础上，使支架的螺栓孔正对基础预留螺栓孔，然后把地脚螺栓的一端插入墓础螺栓孔内，带螺纹的一端穿过底座的螺栓孔挂上螺母，螺纹
应高出螺母1～1.5 扣的高度。用垫铁把支架垫平、找正，然后用1:2的水泥砂浆浇筑地脚螺栓孔，待水泥砂浆凝固后，再拧紧螺毋。
三、集热器安装和管路施工
在安装集热器和管道时，不应破坏屋面防水层和建筑物的附属设施。安装后应能抵抗雷电、风等自然灾害。
（1）集热器安装集热器应按设计要求可靠地固定在支架上，每组集热器用螺钉或压板钢与支架连接牢固。集热器安装的要点是保证集管对接的同轴度（安装允差值<2mm），即每 排集热器从第一组的集管管口到最末一组集热器的集管管口轴向的直线度，目的是保证系统的正常运行。
（2）管道的安装管道安装应依据系统图或轴测图进行。由于部件误差和结构误差，尺寸很难在图上标准确，因此，管道施工有一定的灵活性。实测管间距，为确保管路系统不出现“反坡”，要求下料长度应与对接口的位置相互吻合。管道的坡向、坡度应严格按图样标注安装。另外需要注意的是，图样一般不标注管道支托吊架的位置和连接方法，但均应按规范施工。太阳热水系统中的管道支托架的设置，一般不以承重为目的，而是为固定，防止管道弯曲产生“反坡”阻止循环。支托吊架的设置应遵照下列原则：
①支托吊架要支承在可靠的结构上；
②间距要合理，间距过大无法防止管道弯曲； ③结构形式力求简单，便于施工；
④悬臂式支托吊架不宜太长，必须在下面设斜撑；
⑤水泵、电磁阀等附件，应在出人管口处安装可靠的支托吊架，以减少管路的振动； ⑥支托吊架的安装尽量与管道施工同时进行。室内管道的安装不可能与土建主体结构工程施工同步进行，因此在管道安装前要配合土建进行预留孔洞和预埋件的施工。预留孔洞和预埋件主要是指穿墙或穿楼板的孔洞和套管。当设计者未规定预留孔洞的尺寸时，由施工单位技术人员按规范确定并制作。
四、保温施工
太阳能热水工程的保温做得好可以减少系统80%～90%的热能损失。 保温施工应遵守下列要求：
①施工前，蓄水箱、管道等必须进行防锈处理； ②管道上的支托吊架应做绝热处理；
③保温施工期间，应绝对防止保温材料受潮； ④保温层的厚度应符合设计要求；
⑤保温层在确认干燥前，不可进行保护层施工；
⑥施工完工后，应清理施一上现场，使整个太阳能热水工程整洁完美。在保温施工中应特别注意保温材料的密封性及防止“热桥”的出现，以免影响保温效果所谓密封性能是指保温层形成一个密封的整体，不应有任何缝隙和孔眼。所谓“热桥”是指裸露在空气中或与其他金属基础相接触的阀门、支架、接头等，热量通过它们大量的向空气中散失，冬季使用的热水系统尤要注意这一点。
五、水箱安装施工
水箱的安装施工可参照建筑给排水规范进行。需要现场制作的水箱，应按照设计要求的材料、尺寸和开孔位置加工，并按要求进行防腐、保温处理。水箱应采用地脚螺栓与基础连接牢固，保持平稳，地脚螺栓的安装位置、安装尺寸等根据设计图样或水箱生产厂家提供的