太陽(yáng)能熱水器工程設(shè)計(jì)培訓(xùn)資料(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 等時(shí)，體面比最小。方形水箱可以現(xiàn)場(chǎng)制作，運(yùn)輸方便。方形水箱的承壓能力差，需要在水箱內(nèi)部或外部加拉筋。方形水箱只能用于不承壓的系統(tǒng)中。 貯水箱設(shè)計(jì)貯水箱的材料鋼板水箱搪瓷水箱不銹鋼水箱玻璃鋼預(yù)制水箱水泥預(yù)制水箱。塑料水箱 由于貯水箱儲(chǔ)存的是熱水，不宜采用耐溫性能差的水箱。 如塑料水箱等貯水箱設(shè)計(jì)貯水箱的開口位置與尺寸（ 1） 檢修人孔： 大于 3m3的水箱應(yīng)留檢修人孔，以備將來檢修時(shí)用。人孔的尺寸不應(yīng)小于 400 400mm2， 圓形人孔的直徑不應(yīng)小于 400mm。 通氣孔 ：常壓水箱應(yīng)留有通氣孔，以避免形成負(fù)壓，使水箱受損，并使下水通暢 排污口： 排污口應(yīng)留在水箱最低的位置，以利于排污。排污口的尺寸不應(yīng)小于 25mm。 溢流口： 開式常壓系統(tǒng)的水箱應(yīng)留有溢流口，應(yīng)不小于進(jìn)水口，且最小不應(yīng)小于 25mm 貯水箱設(shè)計(jì)貯水箱的開口位置與尺寸（ 2） 用熱水口：a)對(duì)于承壓水箱，用熱水口應(yīng)位于水箱的頂部；b)對(duì)于頂水使用的開式水箱，用熱水口應(yīng)位于水箱的中上部，且不能低于上循環(huán)口；c） 對(duì)于落水使用的開式水箱，用熱水口應(yīng)位于水箱的底部，但應(yīng)不低于排污口；d)對(duì)于底部帶有電加熱管的水箱，用熱水口應(yīng)高于電加熱管的位置，以確保電加熱管始終浸沒在水中，防止電熱管無水干燒。 用熱水口的尺寸應(yīng)根據(jù)熱水流量大小來確定，一般承壓系統(tǒng)不應(yīng)大于 1m/s； 常壓系統(tǒng)不應(yīng)大于 。 貯水箱設(shè)計(jì)貯水箱的開口位置與尺寸（ 3） 上、下循環(huán)口：下循環(huán)口位于水箱的底部，但應(yīng)不低于排污口，不高于用熱水口。上循環(huán)口位于水箱的中上部，不高于用熱水口。對(duì)于頂水使用的承壓水箱，上循環(huán)口應(yīng)在水箱的中下部，但無論何種系統(tǒng)，上循環(huán)口都應(yīng)高于下循環(huán)口。上、下循環(huán)口的尺寸也應(yīng)根據(jù)單位時(shí)間的流量大小來確定，一般不應(yīng)大于 1m/s。 其它開口： 有些系統(tǒng)還需預(yù)留測(cè)量水溫、水位、壓力的開口。帶有輔助加熱的系統(tǒng)還需留有輔助加熱系統(tǒng)所需要的各種開口，設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)要求合理設(shè)計(jì)。 貯水箱設(shè)計(jì)貯水箱的開口位置與尺寸（ 4） 在滿足以上要求的前提下，水箱的開口位置還應(yīng)盡量注意消除死水區(qū)，或者盡量減少死水區(qū)。但為了防止頂水使用時(shí)冷水供應(yīng)不上，造成熱水?dāng)嗔鞯膯栴}，有意在水箱出熱水口上部留出一部分熱水高度，當(dāng)冷水供應(yīng)不上時(shí)，起緩沖作用。貯水箱設(shè)計(jì)貯水箱進(jìn)出水管的布置當(dāng)水箱進(jìn)出水口處流速、溫差過大時(shí)，容易造成水箱混水。對(duì)于需要水箱水溫分層的儲(chǔ)熱水箱，如頂水使用的儲(chǔ)熱水箱，應(yīng)降低管口流速。在設(shè)計(jì)水箱進(jìn)、出水口處水管的布置時(shí)，下循環(huán)管口流出的為低溫水，其在水箱內(nèi)的開口方向應(yīng)水平或向下；上循環(huán)口流進(jìn)水箱的水為高溫水，其在水箱內(nèi)的開口方向應(yīng)水平或向上；冷水補(bǔ)水進(jìn)口的開口方向應(yīng)水平或向下。以上措施，可以有效降低進(jìn)出水管處造成的混水問題。對(duì)于自然循環(huán)系統(tǒng)，下循環(huán)口兼有下循環(huán)管的自動(dòng)排氣功能，因此，其在水箱內(nèi)的開口方向應(yīng)水平，不能向下，否則將造成下循環(huán)管無法自動(dòng)排氣而使系統(tǒng)無法自動(dòng)循環(huán)。對(duì)于落水使用的循環(huán)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)時(shí)，有意將上循環(huán)管口向下開口，有時(shí)甚至將上循環(huán)口向下延伸至水箱的下部，有意使水箱混流，以減輕水箱的溫度分層。對(duì)于直流式定溫放水系統(tǒng)，設(shè)計(jì)時(shí)也有意將從集熱器進(jìn)入水箱的熱水管延伸至水箱的下部，以達(dá)到混合水箱水溫的作用。輔助熱源選擇與設(shè)計(jì)輔助熱源種類的選擇 輔助熱源一般應(yīng)具有可靠、穩(wěn)定、隨時(shí)可以供給等特點(diǎn) 燃?xì)猓ㄌ烊細(xì)?/煤氣 /石油液化氣 /沼氣等） 燃油 （煤油 /柴油） 電能 蒸汽 暖氣 熱泵輔助熱源選擇與設(shè)計(jì)輔助熱源功率的確定原則輔助加熱系統(tǒng)的目的是當(dāng)陰雨天或太陽(yáng)能不足時(shí)，由輔助加熱系統(tǒng)提供所需的熱能。因此，應(yīng)按能滿足最不利情況下的熱能供應(yīng)來確定輔助加熱設(shè)備的功率。對(duì)于太陽(yáng)熱水系統(tǒng)來說，太陽(yáng)能完全不起作用的情況就是最不利的情況。因此，輔助加熱設(shè)備功率的確定應(yīng)根據(jù)太陽(yáng)能完全不起作用時(shí)，全部靠輔助加熱設(shè)備來滿足用戶所需的熱能來計(jì)算確定。系統(tǒng)整體布局的原則與方法布局原則布局設(shè)計(jì)，應(yīng)從多方面綜合考慮，使系統(tǒng)緊湊合理、可靠實(shí)用、美觀協(xié)調(diào)、維護(hù)方便。系統(tǒng)整體布局的原則與方法布局形式（ 1） 前后布局 一般情況下，集熱器在前面，水箱在后面，以避免水箱遮光。但當(dāng)前面有較高的遮光物時(shí)，可將水箱放在前面，集熱器后置，加大集熱器與前面高遮擋物的距離。 左右布局水箱可以在左邊，也可以在右邊，主要根據(jù)承重、管路短近等因素確定 。系統(tǒng)整體布局的原則與方法布局形式（ 2）左中右布局 水箱在中間，集熱器圍繞水箱前后左右排列。這種布局可以很方便的共用一個(gè)水箱做成幾個(gè)并聯(lián)的自然循環(huán)系統(tǒng)上下布局水箱和集熱器上下放置。如水箱放在地面或低處。系統(tǒng)整體布局的原則與方法布局選擇原則布局形式的選擇，主要應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形確定， 并考慮以下幾點(diǎn)。（ 1）水箱承重 在系統(tǒng)布局中，首先需要考慮水箱的位置。因?yàn)椋涫翘?yáng)熱水系統(tǒng)最重的負(fù)載，因此，水箱的放置位置應(yīng)考慮該位置的承載能力能否能滿足水箱裝滿水后的承重需求。（ 2） 集熱器擺放應(yīng)盡量使集熱器集中在一片位置擺放，這樣便于布局，系統(tǒng)比較整潔、緊湊，管路距離也比較短。（ 3）系統(tǒng)各部分的距離 系統(tǒng)布局應(yīng)盡量使集熱器距水箱的距離、水箱距用熱水點(diǎn)的距離、冷水供水點(diǎn)距集熱器和水箱的距離相距較近，以減少管路過長(zhǎng)造成的熱損失，并減少安裝用料，降低工程成本。（ 4）協(xié)調(diào)性與方便性 系統(tǒng)整體應(yīng)協(xié)調(diào)、可靠、美觀，施工和維護(hù)管理應(yīng)方便。 太陽(yáng)集熱器陣列太陽(yáng)集熱器間的連接并聯(lián)連接串聯(lián)連接并串聯(lián)連接太陽(yáng)集熱器陣列排與排之間的連接（ 1）并聯(lián)連接 無論是平板集熱器還是真空管集熱器，一般情況下，集熱器排與集熱器排之間的連接多采用此種連接方式 太陽(yáng)集熱器陣列排與排之間的連接（ 2）串聯(lián)連接當(dāng)集熱器只有兩排，且每排集熱器的數(shù)量不太多時(shí)，可采用此種連接方式。太陽(yáng)集熱器陣列排與排之間的連接（ 3）n 串并聯(lián)連接n 當(dāng)集熱器數(shù)量超過兩排時(shí)，在每排集熱器的數(shù)量不太多時(shí)，為了管道連接的方便，有時(shí)會(huì)采用此種連接方式 太陽(yáng)集熱器陣列前后排間距 前后排集熱器之間應(yīng)留有一定的距離，以避免前排集熱器影響后排集熱器的采光當(dāng)春夏秋季使用時(shí)，只要保證春分、秋分日前后排不遮擋，其它時(shí)間就不會(huì)遮擋 當(dāng)全年使用時(shí)，只要保證冬至日（此時(shí)）前后排不遮擋，其它時(shí)間就不會(huì)遮擋。 一般情況下都要求在當(dāng)?shù)卣鐣r(shí)刻，前后排不發(fā)生遮擋正午時(shí)， h= 90(Ф – δ ) OB=OC=OA ctg h= OA tg (Ф – δ ) 系統(tǒng)管路選擇與設(shè)計(jì)常用管材種類（ 1） 鋼管① 無縫鋼管 分為熱軋管和冷拔管兩種，廣泛用于壓力較高的管道，如高壓供熱系統(tǒng)和高層建筑的冷、熱水管。以外徑 壁厚表示。 ② 有縫鋼管 焊接鋼管通常稱為有縫鋼管（水煤氣管）。 壁厚不同，分 為 普通管和加厚管兩種，普通 鋼 管的工作 壓 力不大于 1MPa,加厚 鋼 管的工作 壓 力不大于 。 以公稱直徑 DN表示 。 將有縫鋼管鍍鋅處理后，其抗腐能力提高，內(nèi)壁不易生銹，可以保護(hù)水質(zhì)。鍍鋅鋼管常用于生活飲用水管道及熱水供應(yīng)系統(tǒng)。③ 鑄鐵管 耐腐 蝕 性 強(qiáng) ，但 質(zhì) 脆，承 壓 能力低。分 為給 水 鑄鐵 管和排水 鑄鐵 管。其 規(guī) 格以公稱直徑表示，分低 壓 、普 壓 、高 壓 三種。 系統(tǒng)管路選擇與設(shè)計(jì)常用管材選擇（ 2） 新型管材 ① 聚氯乙烯 (PVC)和硬聚氯乙烯 (UPVC)管材 具有良好的耐老化和耐化學(xué)腐蝕性能，可在 15～ 60℃ 之間使用 30～ 50年。目前主要用于建筑給水、排水、落水、排污、穿線、通風(fēng)等方面。 ② 聚乙烯 (PE)和高密度聚乙烯 (HDPE)管材可耐多種化學(xué)介質(zhì)侵蝕的管材，據(jù)有良好的撓性，可以盤卷，具有良好的耐沖擊強(qiáng)度。主要用于輸送水、可燃性氣體、腐蝕性流體等。 ③ 交聯(lián)聚乙烯（ PEX） 和聚丁烯 （ PB） 管材 PEX和 PB管材完全無毒 ， 使用溫度范圍最寬，為 70～ 110℃ ，可輸送 90℃ 左右的熱水，長(zhǎng)期使用溫度為 95℃ 。 PEX管材一般只有小口徑管 (2063mm)， 熱膨脹系數(shù)較大，采用金屬管件受壓連接，其配件成本較高，連接時(shí)問題較多。 PB管材適合制作小口徑受壓管，安裝時(shí)可以熔焊與壓接相結(jié)合，連接牢固。 PEX和 PB管材可作為包括飲用水和熱水在內(nèi)的各類流體。 PEX比 PB管材價(jià)格低 30～ 50%。 ④ 無規(guī)共聚聚丙烯（ PPR） 管材 具有耐壓、保溫等優(yōu)點(diǎn)，長(zhǎng)期使用溫度為 70℃ ，比較適合溫水輸送。它可以采用熔接方式連接，連接可靠，其廢料還可再利用，是名副其實(shí)的綠色建材 系統(tǒng)管路選擇與設(shè)計(jì)常用管材種類（ 3） 新型管材⑤ 鋁塑復(fù)合管 （ PAP） 有兩種類型，一種是采用 HDPE的 PAP管材， 只能用于低溫介質(zhì)的輸送；另一種是采用 PEX的 PAP管材，氣密性好，耐壓較高，耐爆破應(yīng)力大，熱膨脹系數(shù)小，抗靜電，使用壽命長(zhǎng)，可輸送包括飲用水和熱水在內(nèi)的各種流體，可在 95℃ 高溫和小于 1MPa壓力的條件下長(zhǎng)期工作。 PAP管的缺點(diǎn)是管材連接不能用熱熔連接和膠粘接，只能用專用銅制管件，廢品不能回收再用 ⑥ ABS管材 由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯組成的共聚物或共混物。它是通用塑料中強(qiáng)度和韌性較好的一種。在 40～ 100℃ 范圍內(nèi)能保持韌性和剛度。但它的耐候性較差。系統(tǒng)管路選擇與設(shè)計(jì)常用管材種類（ 2） 新型管材 ⑦ 銅管和塑覆銅管 隨著人們對(duì)飲用水衛(wèi)生性能要求的愈來愈高，銅管和塑覆銅管在城市的高層、超高層以及中高檔商品房中大量使用。塑覆銅管一般是用含銅量 %的無縫 T2紫銅管為基體，外壁覆上具有特殊造型的聚乙烯為主體及其它多種添加劑的保溫層，經(jīng)物理和化學(xué)反應(yīng)相結(jié)合而成的的新一代供水管材，特別適合用做熱水管。⑧ 薄壁不銹鋼管和不銹鋼保溫管 薄壁不 銹鋼 管是厚度 為 ～ 15～50mm的給水管，通過管壁薄壁化，可大大降低管材的成本。 不 銹鋼 管 強(qiáng) 度高，耐 壓 、耐高溫，使用壽命 長(zhǎng) ，適用范 圍 廣，可廣泛用于建筑的冷、 熱 水供水系 統(tǒng) 系統(tǒng)管路選擇與設(shè)計(jì)常用管材選擇GBJ1588《 建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（ 1997版）對(duì)管材的選用作了如下規(guī)定：對(duì)于洗浴熱水供應(yīng)系統(tǒng)，熱水管管徑小于及等于 150mm時(shí)，應(yīng)采用鍍鋅鋼管和相應(yīng)的配件；賓館、高級(jí)住宅、別墅等建筑，宜采用銅管、聚丁烯管或鋁塑復(fù)合管。對(duì)于飲用水管，應(yīng)采用銅管、不銹鋼管、鋁塑復(fù)合管、聚丁烯管，配件應(yīng)采用與管材相同的材料。 對(duì)于給水系統(tǒng)，生活給水管徑小于 150mm時(shí)，應(yīng)采用鍍鋅鋼管或給水塑料管；管徑大于 150mm時(shí)，可采用給水鑄鐵管；生活給水管埋地敷設(shè)，管徑等于或大于 75 mm時(shí)，宜采用給水鑄鐵管；生產(chǎn)和消火栓系統(tǒng)消防給水管一般采用非鍍鋅鋼管或給水鑄鐵管，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)消防給水管應(yīng)采用鍍鋅鋼管或鍍鋅無縫鋼管；根據(jù)水質(zhì)要求和建筑使用要求等因素生活給水管可采用銅管、聚丁烯管、鋁塑復(fù)合管、涂塑鋼管、或鋼塑復(fù)合管等管材。 系統(tǒng)管路選擇與設(shè)計(jì)常用閥門種類（ 1）（ 1）閘板閥門 無方向性，比較嚴(yán)密，安裝長(zhǎng)度較短，由于閘板閥的進(jìn)出口和閥底在同一直線位置，故介質(zhì)流動(dòng)的局部阻力很小，異物也不易被阻塞，因而其常用作排污和管道系統(tǒng)或水箱底部的泄水閥。閘板閥門常用于作全開全閉的位置，不能用于蒸汽管道上，不宜用它作調(diào)節(jié)流量，如