5.4.10 集中集热、分户储热式的太阳能热水系统当采用集热系统非承压、换热系统承压的形式时应设非承压的缓冲水箱。缓冲水箱的容积可按整个换热系统介质容积的2~3倍计算。
【条文解释】 集热系统不承压,换热系统承压的集中集热、分户储热系统是近年来经常采用的系统。集热系统不承压可以节约投资。这种系统的集热和换热系统之间应增设非承压的缓冲水箱。因为缓冲水箱的存在,无需设臵膨胀罐。非承压缓冲水箱容量的计算:本着温差越高,换热效率越高的原则,缓冲水箱理论上越小越好。但是过分的小容量,由于系统高温会个日常维护维修带来危险和不便。缓冲水箱的容量:既要满足正常运行时的循环集热和换热时最低水量需求,又要满足夏季高温时段,户内水箱均已达到温度上限换热系统停止运行时,集热系统正常运行情况下缓冲水箱水箱温度不能超过95℃的要求。
5.5 辅助能源
5.5.1 太阳能热水系统必须配设辅助加热装置,可采用电、燃油、燃气或城市其他热源作辅助能源。在分户式系统中宜采用电或燃气作为辅助能源。
【条文解释】 太阳能是一种低密度不稳定的分散性能源,不能全天候供给,无法像其他能源一样按使用要求及时加热。因此,太阳能热水系统必须配备辅助加热能源。能源种类应视各种能源的经济价格和使用方便程度进行选择。从使用的方便程度来衡量,首推用电作为辅助加热能源。但电受负荷配臵的影响,其热流量无法与油和燃气相比。
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故在某些经济价格合理的集中式热水系统中,可以采用油和燃气作辅助能源。若有廉价的城市热源可资利用,则是更理想的选择。若选用家用的燃气热水器作为太阳能辅助加热装臵,则必须校核太阳能热水系统与其适配性,防止燃气原件的损坏和控制系统的不匹配。 5.5.2 为保证太阳能热水系统全天候正常运行,辅助能源的加热能力配备应按不计太阳能集热器供热能力的常规热水系统计算,具体选型应根据现行国家标准《建筑给水排水设计规范》(GB50015)中第5章的有关条款执行。
【条文解释】 在浙江省大部分地区,会出现连续多日的阴雨天气。在这种时段,太阳能热水器的集热功能几乎完全丧失,因此有必要按不计太阳能热水器集热供热能力来计算太阳能热水系统的辅助加热能力。也就是说,此时的热水系统就是一种完全依靠辅助加热的普通热水系统。
5.5.3 辅助能源可直接加热,也可通过热交换器间接加热储热水箱中的水。
【条文解释】 辅助加热系统采用直接加热或间接加热方式,应视辅助能源的种类不同而选用,主要考虑水质、水压和加热效益等因素。辅助热源直接加热必须满足国家相关的安全认证要求。
5.5.4 当采用燃油、燃气作为辅助加热的手段时,应按相关的专业规范采取防火、防油、防气污染的技术措施。
5.5.5 热泵热水系统辅助热源的加热能力应按平均日用水量在冬季最冷月平均冷水温度下的需热量确定,且应扣除相应气温条件下的已
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选热泵在该时段的加热能力。
【条文解释】 《建筑给水排水设计规范》(GB50015)规定:最冷月平均气温低于10℃的区域的热泵热水系统宜设辅助加热装臵。浙江省的大部分地区处于这个气候带。如果设臵辅助的加热装臵,则热泵的设计点由设计者根据项目需求自行确定。如果不配臵辅助加热装臵,可依靠延长热泵的工作时间来满足最不利时段的用热需求,热泵的选型应留有余地,最不利时段的每日工作时间不应超过20小时。 5.5.6 热泵与太阳能组合的热水系统其辅助加热装置设置应根据机组的配置计算确定。
【条文解释】 太阳能与热泵组合的热水系统的辅助加热能力应按不计太阳能系统加热能力计算。辅助加热能力应为冬季的需热量减去选定热泵的冬季工作能力确定。
5.5.7 采用能源塔热泵等有效手段防止冬季运转失效的热水系统可不设辅助加热装置。
【条文解释】 能源塔热泵是利用溶液水冰点低于水的特点完成吸热循环。在冬季,热泵利用溶液在蒸发侧完成吸热后输送至能源塔通过与环境空气换热后回到蒸发侧继续吸热。这种系统可以在冰冻程度不大的浙江的大部分地区使用,而且对冬季的使用安全性有较好的保障。主要可以避免空气源热泵在冬季因结霜导致的加热能力急剧下降。但系统相对复杂。
5.6 热交换器
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5.6.1 太阳能集热器收集的热量,可以直接加热储热水箱中的水,也可以通过热交换器间接加热储热水箱中的水。
【条文解释】 本条主要说明太阳能集热器收集热量的方式可以选择直接加热和间接加热。如采用间接加热,则应设臵热交换器。 5.6.2 原水硬度较高易于结垢和集热器具有较高防冻要求的场合,宜采用热交换器间接加热生活热水的系统。
【条文解释】 热交换器的使用会使总集热效益下降,但其能够适应寒冷的气候条件和较硬的原水水质,并且能采用技术手段使太阳能热水系统启动快而提高集热效益。应视安装条件的不同进行合理选择。在系统防冻要求不高的地区,可以采用防冻循环解决问题。但在高寒地区一般应采用介质循环间接换热的方式防冻。
5.6.3 在利用热交换器间接加热的太阳能热水系统中,热交换器换热不应明显降低集热器效率。当集热器的太阳能收益达到可能的最大值时,热交换器导致的集热器效率降低不宜超过10%。
【条文解释】 太阳能密度低,分散和不可控,因此要求热交换器的设计能够在不同的换热温度条件下仍有较高的集热效益。
5.6.4 用于加热生活热水的热泵热水系统应采用直接加热的方式。 【条文解释】 热泵系统的冷凝器由于工作温度不可能像太阳能热水系统那样会出现高温工况,在浙江省大部分地区为地表水源的水质条件下直接加热完全可行。热泵热水系统一般不采用间接换热的方式加热生活热水。某些特殊的如泳池水的加热等场合除外。
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5.7 集热循环泵
5.7.1 分离式循环集热的太阳能热水系统,在自然循环不能保证集热效益时必须设置循环水泵。热泵热水系统应设循环泵。
【条文解释】分离式系统中由于集热装臵跟储热水箱有一定的距离,依靠温差异重的压差循环往往很困难,设臵循环泵是一种比较可靠的手段。而且相对于集热量而言,循环泵的能耗基本可以忽略不计。热泵热水系统即使是采用直热型机组也应该设循环泵以保证水箱内未被用尽而冷却的温度不达标热水可以再次加热系统,直热型机组在冬季气温和水温条件都比较底的极端时段,往往直热难以达标,可以改成直热加循环的模式运行,如果以热泵热水作为预热的系统可以除外。 5.7.2 太阳能热水系统的集热循环泵的流量应根据太阳能集热器的面积大小确定,并可按下式计算:
qx=(0.01~0.02) · A (5.7.2) 式中 qx——集热循环泵流量,(L/s);
A——集热器总面积,(m2)(直接加热系统为Ac,间接加热系统为Ain)。
5.7.3 集中式太阳能热水系统的集热循环泵流量应根据集热器及相关管路的容积和集热循环泵一次运行历时确定:
qx= Vx / Tx (5.7.3) 式中 Vx——集热器及相关管路的容积(L); Tx——集热循环泵一次运行历时(s)。
【条文解释】5.7.2、5.7.3 集热循环泵的流量与集热面积大小相关。
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