浙江省工程建设标准-太阳能与空气源热泵热水系统设计及安装验收(5)

2019-04-21 13:47

热水混合器或混合龙头时,冷热水供应系统在配水点处压差不应大于0.02MPa。

【条文解释】 本条是为了强调冷热水调温所需要的承压条件,且冷热水压差不宜大于0.02Mpa,这是《民用建筑节水设计标准》(GB50555-2010)中第4.2.3中的要求。

5 系统设计 5.1 一般规定

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5.1.1 太阳能和空气源热泵热水系统应纳入建筑给水排水设计,并应符合现行相关标准的要求。

【条文解释】 太阳能和空气源热泵热水系统属建筑给水排水专业的设计范围。在整体建筑设计出图时,给排水专业应将热水系统的供回水管路设计完成,并应符合《建筑给水排水设计规范》(GB 50015)的要求。太阳能和空气源热泵热水系统的热源部分属于两次设计的内容。给排水设计人员应首先确定热源方案,主要包括系统选型、方案原理图绘制及设备布臵位臵和管线通道的预留。热泵或集热器的位臵、色泽及数量要与建筑师配合设计,在承载、控制等方面要与结构专业、电气专业配合设计,使太阳能热水系统真正纳入到建筑设计当中来。方案的深度应达到甲方可以据此对热源系统进行招标的水平。招标完成后,太阳能系统的阵列排布、热泵系统选型配臵、基础预制、管线设计等关乎产品、系统性能的热源部分施工图深化设计,应由供货方完成,建筑设计单位认可。

5.1.2 太阳能或热泵热水系统的垂直管线不应直接明敷在建筑外墙上(设备平台和搁板位置除外),且不得敷设在建筑物的风道内。 【条文解释】 太阳能或热泵热水系统的设计应顾及建筑物美观要求。不能破坏建筑造型的完整性,并应充分注意集热器反射所造成的光污染对环境的影响。管线的布臵应符合《建筑给水排水设计规范》的相关要求,例如水管布臵在烟道内就是该规范明令禁止的。在外墙上明敷太阳能热水系统的管道影响建筑的美观,除非由建筑专业进行合理的伪装或砌封。将垂直管安装在设备阳台或搁板位臵是合理的。

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5.2 太阳能集热器

5.2.1 集热器的最佳安装方位应朝向正南或正南偏西,若受条件限制时,其偏差允许范围宜在正南±15°以内。在偏差允许范围以外的集热器安装应通过日照模拟计算确定得热量并经能效评价后实施。 【条文解释】 本条确定了太阳能热水器的安装方位角和高度角。根据日照条件分析,条文所规定的朝向有利于最大限度地吸收太阳热能,而且南偏西较之于南偏东更有利于吸收太阳辐射。后面超出标准安装方位和高度角的情况应视日照分析和技术经济条件确定是否适宜。目的是为了限制某些不合理的强制安装行为。

5.2.2 集热器的安装倾角,应根据热水的使用季节和地理纬度确定:

1. 偏重考虑春、夏、秋三季使用效果时θ=φ 2. 偏重考虑夏季使用效果时θ=φ-(0~10)° 3. 偏重考虑冬季使用效果时θ=φ+(0~10)° 式中 θ——太阳能集热器的安装倾角(°) φ——集热器安装地的地理纬度(°)。

【条文解释】 本条的规定也是根据日照条件的分析而得出的。但在工程实践中,集热器布臵会受到屋面造型的影响,甚至会要求贴在平屋面上安装,这样肯定会影响最需要太阳热量的冬季集热效果。应尽量将集热器倾角做大,以便充分顾及冬季的集热效果。迫不得已时应结合厂家的产品对集热器或集热管布臵进行处理,使效益最大化。 5.2.3 集热器排间距以及集热器与前侧遮光物的距离:

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集热器的布置应避开建筑物的遮挡,建筑物的阴影长度即集热器距遮光物的水平最小净距(或集热器排间距),可按下式计算:

D=H2cot Xs (5.2.3)

式中D——集热器距离遮光物或前后排间的水平最小净距(m); H——遮光物最高点与集热器采光面最低点之间的垂直高差(m);

Xs——建筑物所在地冬至日上午10时的太阳高度角(全年性使用)(°)。

【条文解释】 本条是针对呈若干排布臵及前有遮光物的情况提出的布臵间距。建议在居住建筑中尽量按顾及冬季使用的冬至日上午10时太阳高度角计算前后排间距。在场地条件允许的情况下应适当放大,使冬季的集热器采光面上有充分的日照。

5.2.4 集中式的太阳能集热器可通过并联、串联或串并联相结合的方式连接成集热器组。集热器组的串联和并联的管路布置应通过计算确定。

【条文解释】 集中式太阳能热水系统,若所有集热器全部采用串联形式,则集热循环时的水头损失过大,收集热量时间过长,影响水温的稳定性,但可以相对节约管路。反之若全部采用并联形式,虽然能使集热时循环水头损失减小,但总管路过长也不可取。因此,应该二者合理结合。同时,一定要考虑集热管的同程布臵,除非有非常精确控制手段保证集热器阵列内任何一点都能均衡地将热量输出。另外,在直接用真空玻璃管充水集热的集热器要慎用串联系统,以避免其中任何一根玻璃管破坏而造成整个系统瘫痪。

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5.2.5 集中式的太阳能集热器阵列,可采用强制循环方式、定温放水的非循环方式或者强制循环与定温放水组合的方式。

【条文解释】 对于分离承压式的太阳能热水系统应采用强制循环的方式收集热量。而对于定温放水式系统,则可以利用冷水压力顶水收集热量。系统设计成两者组合的方式有利于发挥各自的优势。但系统和控制要求相对复杂,本条有排除集中式系统采用自然循环做法的含义。

5.2.6 集热器总面积:

直接加热系统太阳能集热器需要安装的总面积可根据用户每日的用水量和热水温度要求以及当地太阳辐照量计算,按下式确定:

Ac?QwCw(tend?ti)f?ρJT?cd(1??L) (5.2.6-1)

式中 Ac——直接加热系统集热器总面积,m2;

Qw——日均热水用水量,L;按《民用建筑节水设计标准》(GB50555)中的平均日节水用水定额取值; Cw——水的比热,4.187kJ/kg2℃; tend——储水箱内水的终止温度,℃;

ti——水的初始温度,℃(与JT取值相同月份的冷水平均温度); f——太阳能保证率,无量纲(0.4~0.5);

根据系统使用期内的太阳辐照量、系统的经济性及用户要求等因素综合考虑后确定。

ρ——水的密度,1.0kg/L;

JT——当地春分、秋分所在月(春、秋季使用)或冬至所在月

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