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1工程概況

北京市順義區望泉寺公租房項目（如圖1所示），北緯39°48'，東經117°；總建筑面積為52萬m²，住宅樓數22棟，樓為平屋面15層住宅，每棟樓為3-6個單元，每個單元90戶，共計7097戶。

圖1望泉寺公租房

每單元單獨設置太陽能熱水集中式系統、直接式供水系統，24小時全天供應熱水，恒溫單水箱單管供水；太陽能集熱器+固定聚光鏡安裝在屋頂預留鋼架上；水箱在樓頂設備間；輔助熱源為燃氣壁掛爐，安裝在樓頂設備間。樓頂集熱器安裝如圖2所示。

圖2樓頂集熱器安裝

2系統設計理念

1. 24小時呼叫式恒溫恒壓的太陽能熱水系統；

2. 系統采用固定聚光裝置充分利用太陽能資源，小面積產出大量熱水；

3. 最大限度的降低常規能源消耗；

4. 優化系統結構，減少系統熱耗，提高利用效率；

5. 安全施工、安全運行、安全使用；

6. 結構簡單、維護方便簡化系統結構，方便運營維護；

7. 可計量、收費系統:廉價兼高質量供應生活熱水,計量數據采集模式為智能IC卡水表；

8. 采用集中集熱，集中貯熱系統運行模式；

3設計施工說明

3.1設計依據

（1）《建筑給排水設計規范》GB50015-2003

（2）《民用建筑太陽能熱水系統應用技術規范》

（3）《太陽能熱水系統、設計、安裝及工程驗收技術規范》GB/T18713-2002

（4）GB/6424-2007《平板型太陽能集熱器》

（5）專利：《一種加裝了固定式聚光鏡的太陽能采集裝置》，專利號ZL201120394232.1

（6）專利：《一種用于太陽能熱水系統的呼叫裝置》，專利號ZL201420619377.0

（7）專利：《一種用于太陽能熱水系統儲熱水箱》專利號ZL201420619397.8

3.2設計參數

3.2.1氣象參數

年太陽輻照量：水平面5570.481MJ/m²

年日照時數：2755.5h

年平均溫度：11.5℃

年平均日太陽能輻照量：水平面15.252MJ/m²

3.2.2熱水設計參數

設計用水溫度：45℃

設計冷水溫度：10℃

3.2.3常規能源費用

天然氣價格：2.28元/度（2014年北京價格）

3.2.4太陽能集熱器參數

集熱器類型：平板集熱器+固定聚光鏡（固定式聚光鏡的太陽能采集裝置）

集熱器規格：1200mm×2000mm;1200mm×1000mm

聚光鏡規格：1000mm×2000mm

4熱水系統負荷計算

 

5太陽能集熱系統設計

5.1太陽能集熱器的定位

太陽能集熱器與反光鏡和建筑同方位，平板集熱器60°傾角朝南布置，固定聚光鏡與平板集熱器成90°夾角布置在集熱器前面。

5.2集熱器采光面積的確定

圖3 太陽能熱水系統設計原理

結合現場情況和計算，每套太陽能熱水系統安裝集熱面積為2.4m²的平板集熱器27塊、1.2m²的平板集熱器3 塊和2.0m²的反光鏡40塊（經計算、模擬及結合實際工程，每m2反光鏡面積相當于0.7m²集熱器面積）。太陽能熱水系統設計原理如圖3所示。

6設備選型

6.1儲熱水箱

按每平米太陽能集熱器采光面積對應100L儲熱水箱容積確定：

水箱的容積Vr=100AC=12.44m³實取整數12m³（3m×2m×2m）

6.2 集熱系統循環泵

每平米集熱器的流量按0.03L/（m2·s）計算(考慮設備的衰減及裕量原則等因素)，計算得水泵流量取12m³。揚程考慮到沿程損失、局部損失，計算得：H=10m。

6.3熱水循環增壓泵

熱水循環增壓選用同一個水泵，管路循環采用呼叫器呼叫+延時停止的控制方式，用水增壓采用壓力+延時停止的控制方式。

6.4燃氣壁掛爐的選型

本系統經計算及結合實際工程經驗，系統配置40kW的燃氣壁掛爐。

7系統特點

1. 系統集熱采用固定聚光采集裝置(平板集熱器+固定聚光鏡),既節省了安裝空間，又降低了系統成本，提高了集熱效率；

2. 集熱系統采用一次循環，防凍采用完全排空，降低了系統能耗和安全隱患；

3. 水箱采用專利技術設計，實現了恒溫變量儲水和恒溫供水；

4. 輔助能源采用燃氣壁掛爐，其獨特的控制方式，可最低限度的使用輔助能源；

5. 供水管路采用立管入戶方式，供水泵采用呼叫器呼叫啟動（手動）+延時停止的控制方式,既能保證用戶24 小時恒溫用水,又可最大限度的減少供水能耗；

6. 用戶熱水用量的計量采用IC 卡熱水表，先交費后使用，可杜絕用戶拒交水費的糾紛；

7. 系統選用“ 一拖五”控制系統，能夠自動地全天候地向用戶提供設定水溫的熱水供給，無任何其它操作過程。

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