太阳能工程设计基本知识课件.ppt
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- 太阳能 工程设计 基本知识 课件
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1、1 1太阳能工程设计基础知识太阳能工程设计基础知识广东五星太阳能股份有限公司广东五星太阳能股份有限公司2 2流道结构流道结构3 3别墅分体式平板太阳能热水系统及其特点别墅分体式平板太阳能热水系统及其特点:4 4五星产品五星产品国际接轨、执行欧盟标准国际接轨、执行欧盟标准序号序号测试项目测试项目 EN-12975EN-12975GB/T19141GB/T191411 1淋雨淋雨水温大于水温大于3030度,度,0.05Kg/s0.05Kg/s速度,淋速度,淋4 4小时小时,进水量进水量55克克/m/m2 2,5.75.7水温水温2525度以下,淋水度以下,淋水1 1小时,肉眼无漏水小时,肉眼无漏水
2、7.137.132 2空晒空晒无液体空晒无液体空晒3030天,睛天,并辐照度标准要天,睛天,并辐照度标准要求值(求值(10001000m m)环境温度)环境温度20-4020-40度度5.45.4节节无液体空晒无液体空晒2 2天,睛天,环境温度天,睛天,环境温度1515度,辐照度,辐照量量H H17MJ/m17MJ/m7.117.113 3抗高温能力抗高温能力无液体,测试最低无液体,测试最低1 1小时,气温小时,气温20204040度,度,风速风速1m/s1m/s5.35.3节节/4 4外部热冲击性外部热冲击性睛天,并辐照度标准要求值(睛天,并辐照度标准要求值(850850m m),),无液体
3、,测试保持最低无液体,测试保持最低1 1小时后,淋水小时后,淋水1515分钟,水温分钟,水温2525度以下。环境温度度以下。环境温度1010度度H H 14JM/m14JM/m5.55.5睛天,并辐照度标准要求值(睛天,并辐照度标准要求值(800800m m),),无液无液体,测试保持最低体,测试保持最低1 1小时后,淋水小时后,淋水1515分钟,水温分钟,水温2525度以下。环境温度度以下。环境温度1010度,度,H H 17JM/m17JM/m7.127.125 5内部热冲击性内部热冲击性睛天,并辐照度标准要求值(睛天,并辐照度标准要求值(10001000m m),),在上限临界温度,保持
4、在上限临界温度,保持1 1小时后,立即小时后,立即注入热转换液体,用水冷却注入热转换液体,用水冷却1515分钟,环境分钟,环境温度温度1010度,度,H H 14JM/m14JM/m5.65.6睛天,并辐照度标准要求值(睛天,并辐照度标准要求值(800800m m),),立立即注入热转换液体,保持即注入热转换液体,保持1 1小时,用水冷却小时,用水冷却5 5分分钟环境温度钟环境温度1515度,度,H H 17JM/m17JM/m7.147.145 5五星产品五星产品国际接轨、执行欧盟标准国际接轨、执行欧盟标准序号序号测试项目测试项目 EN-12975EN-12975GB/T19141GB/T1
5、91416热性能热性能睛天,并辐照度标准要求值(睛天,并辐照度标准要求值(m m)6.16.1,6.26.2,6.36.3GB/T4271-GB/T4271-睛天,并辐照度标准要求值睛天,并辐照度标准要求值800800m m2 27.17.17耐压耐压1.51.5倍倍工作压力,保压工作压力,保压1515分钟分钟1.251.25倍倍工作压力,保压工作压力,保压1010分钟分钟7.137.138负载负载每次每次250Pa250Pa逐渐增加,直到失败,最低逐渐增加,直到失败,最低1000pa.1000pa.5.95.9/9防冻防冻1.1.内部装水,内部装水,2020,保持,保持3030分钟,从分钟,
6、从2020到到1010时间是时间是3030分钟,分钟,1010,保,保持持3030分钟,分钟,3 3个循环个循环2.2.内部排水后,试验方法同上。内部排水后,试验方法同上。5.85.8内部装水,内部装水,2020维持维持8 8小时,小时,1010,保,保持持2 2小时,小时,7.167.1610冲击冲击:1.1.玻璃冲击玻璃冲击2.2.边框冲击边框冲击1.1.直径直径25mm/150g25mm/150g的铁球落下每点每个高度的铁球落下每点每个高度1010次,从次,从0.4m0.4m逐渐升高到逐渐升高到2.0m2.0m2.2.直径直径25mm25mm的冰球冲击集热器的冰球冲击集热器1010次。次
7、。5.15.1直径直径25mm/150g25mm/150g的铁球落下每点每个高度的铁球落下每点每个高度1010次,从次,从0.4m0.4m逐渐升高到逐渐升高到2.0m2.0m7.177.1711内压测试内压测试设计的下限温度,保持设计的下限温度,保持3030分钟分钟5.25.2/6 6太阳能中央热水工程应用、光热利用系统-就是采用专门设备采集太阳能,并将之转换成所需热能,供应给工业企业及公共和民用建筑等其它行业用热的应用系统;工业方面:主要用于干燥(烘干)、去湿、空气调节、或工序产品预热等;农产品加工:水果、种子、粮食、中药材储存前的去湿、烘干,木材干燥,产品干燥等;农牧业生产:太阳能温室、太
8、阳房等养殖、育苗、蔬菜大棚等;7 7太阳能中央热水工程应用、光热利用系统公共建筑:学校、医院、体育馆、影剧院、游泳池等空调、采暖、热水供应等民用建筑:住宅、小区商品房供热、空调、采暖等其它:宾馆、酒店、工厂员工宿舍、学生宿舍、部队营房等空调、采暖及热水供应系统等;采暖地区厂房、车间、办公楼等的采暖等;-由于太阳能作为洁净能源,取之不尽,用之不竭,应用前景非常广阔,现阶段创导低碳、节能,太阳能爆炸式发展时代已来到!8 8太阳能中央热水工程应用模式简介建筑类别工程特点集热器、水箱安装位置辅助加热控制高层居住建筑-分户配套独立系统全天候24小时热水供应,供水不均匀较大且受生活习惯地域变化宜配套户用辅
9、助加热;采用夹套水箱或内置盘管水箱;集热器 安装位置:对应不同户型的南向阳台、窗间墙等水箱位置:设置于卫生间、阳台、壁橱等分户水箱内置电加热或分户配备即热式电或燃气热水器做辅助加热;太阳能多采用间接系统,温和地区介质可用水,冬季结冰地区用防冻液;太阳能温差循环控制较多;阳台壁挂采用自然循环低层居住建筑-除适用高层做法外,可在屋面配套一体式或分体式太阳能热水器全天候24小时热水供应,供水不均匀较大且受生活习惯地域变化宜配套户用辅助加热;一体式可统一规划设计安装于建筑天面;分体式系统集热器设置于天面,水箱可灵活设置于天面或分户设置于卫生间、阳台等处;分户水箱内置电加热或分户配备即热式电或燃气热水器
10、做辅助加热;温和地区太阳能多采用直接系统,冬季结冰地区需考虑防冻,水箱内置盘管采用间接系统;太阳能温差循环控制或自然循环;9 9太阳能中央热水工程应用模式简介建筑类别工程特点集热器、水箱安装位置辅助加热控制工厂学校宿舍、部队营房等公共建筑全天候热水供应用水时间多为晚上且较短、集中、量大;供储水箱容量与用水量相当;系统控制相对简单;通常集热器、水箱等集中设置安装于建筑天面上均需配套足够的辅助加热设备;常见的有燃油、燃气锅炉/热泵等做辅助加热,小系统也有采用电或其它辅助加热微电脑程控全自动,温和地区多采用直接系统,冬季结冰地区需考虑防冻,多采用间接系统;太阳能温差循环控制较多;医院、宾馆、酒店、会
11、所等公共建筑全天候24小时热水供应,供水不均匀较大且受规模变化;需设恒温供水水箱,控制较复杂;通常集热器、水箱等集中设置安装于建筑天面上;也有水箱设在设备间或地下室等均需配套足够的辅助加热设备;常见的有燃油、燃气锅炉/热泵等做辅助加热,小系统也有采用电或其它辅助加热除同前述第一项外,大系统多采用变频恒压供水;1010资源区划及各区太阳能保证率推荐选择范围资源区划及各区太阳能保证率推荐选择范围资源区划资源区划年太阳辐照量指标年太阳辐照量指标生活热水系统太生活热水系统太阳能保证率阳能保证率采暖空调系统太采暖空调系统太阳能保证率阳能保证率资源丰富区6700MJ/(a)60%40%资源较富区54006
12、700MJ/(a)50%60%20%40%资源一般区42005400MJ/(a)40%50%10%20%资源贫乏区 4200MJ/(a)40%10%1111太阳能工程设计太阳能工程设计太阳能工程设计基础内容1212太阳能工程设计资料收集太阳能工程设计资料收集1、展开设计需要确认和了解的工程情况资料1.1确认欲安装太阳能建筑类别-公共建筑/民用建筑/工业建筑/其它-建筑风格:中式、欧式、仿古、其它-结构特点(多层、小高层、高层/木结构、砖混、框架、现浇钢筋混凝土、剪力墙、预应力、预制构件拼装、钢结构、其它形式等-太阳能安装场地情况:主要是屋面-平屋面、坡屋面、构架、平台、造型、阳台、外墙、雨棚等
13、-安装功能特点:独立应用、建筑结合、兼做建筑构件部分功用、替代构 件功能、装饰效果要求、其它特殊要求1313太阳能工程设计资料收集太阳能工程设计资料收集1.2确认欲安装太阳能项目目的、目标、效果生活热水供应:人数、用水方式、用水量标准、冷热水温度、节能要求、保 证率等工业、农业或其它供热:生产工艺、功能、产量、参数、负荷变化、节能要 求、保证率等供水方式:定时、分时段、分质、分量、全天候、全年或季节使用、辅助或 预热、特殊用途;中央式、集中或分散、分户独立等;管理方式、收费、计量措施等其它情况:辅助能源、水电供应、预期设想或发展变化等不确定的变化、项目其它工种配合程度、现场情况与施工条件及工期
14、要求、项目 管理运作(设计与方案深化确认,施工、竣工验收或达标要求等1414太阳能工程设计太阳能工程设计1.3利用客户提供的资料构思初步设计方案1.3.1.图纸熟悉或勘察重点:安装场地空间关联功能其它构筑物或设施、设备布设情况;安装场地所处建筑朝向、遮挡、安全隐患、运行维护便利等;安装场地承载、防水、隔热、防雷等情况,对周边环境或设施的潜在影响或必要加固加强办法、防护措施及要求;1.3.2.初步设计框架设计建议:主要设备安装位置确定水箱、辅助设备1515太阳能工程设计太阳能工程设计1.3.2.初步设计框架设计建议:主要管路走向、供回水方式、补水方式、系统太阳能运行方式、防冻 方法或措施;设计工
15、作或施工项目工作界面确定;太阳能集热器产品类别确定,安装形式、支架结构材料、连接方式确认,主要材料设备品牌、规格、确认,主要设备、管道施工或安装工艺、施工方法确定;1.4.太阳能系统平面设计1.4.1.按选定的集热器产品规格安装倾角连接方式间隔等确定集热器阵列组合方式进行能布局设计,尺寸、定位准确;1.4.2.布局效果:不遮挡、配水布水均匀、循环无死角、无短路;1616太阳能工程设计太阳能工程设计1.4.3.管路宜同程式布置,泄水、排气畅通,水流条件利好,管道汇集须错口避免水流正面冲击导致消能,有效利用管路分流、变向及标高变化实现管道对冷热冲击产生伸缩的自然补偿;弯管两侧管段允许的长度见下表管
16、 材薄壁铜管薄壁不锈钢管PP-RPEXPB长度 M10.08.01.51.52.01717太阳能工程设计太阳能工程设计1.4.4.集热器阵列前后左右有足够的采光,不得遮挡,并联组合每组数量应一致,串联组合阵列集热器数量或面积应相当或偏差不大;1.4.5.集热器阵列每组或并联组合自下循环至上循环应呈上升坡度3;因场地限制,集热器前后排间距减少或缩短时,可通过提高后排支架高度弥补;或采用适当降低安装倾角及采用双排或多排支架来实现;1.4.6.集热器安装在别墅或其它安装场地空旷地方时,摆放地点因选择靠近一侧或不影响其它区域空间利用,整体布局美观、管路走向不防碍通行、安装维护便利;1818太阳能工程设
17、计太阳能工程设计1.4.7.坡屋面集热器安装,宜在别墅或其它安装场地空旷地方时,摆放地点因选择靠近一侧或不影响其它区域空间利用,整体布局美观、管路走向不防碍通行、安装维护便利;1.4.8.阳台集热器安装,主要确定安装位置、安装方式、考虑遮挡、美观、支架基础预埋含水箱支架基础选用等,管道敷设方式,明暗装,室内供水管、回水管交接界面,是否特别定制等;设计院、土建单位配合设计、施工、样板房制作等;外墙式类似;设计内容含基础详图、必要说明、安全防护要求、措施;1919太阳能工程设计太阳能工程设计1.4.9.太阳能系统循环管道按照72L/m2计算阵列配管管径,选择循环泵;建筑物内热水供水管道按照建筑类别
18、结合管段卫生器具数量计算设计秒流量合理选择配管管径;参照相关国家标准规范执行 下表所示为建筑给水铜管限定流速的流量及相应沿程水头损失公称直径mm1520253240506580流速m/s0.8(1.0)1.0 (1.2)1.2(1.5)(1.8)水头损失i(kpa/m)0.820.570.610.470.370.370.290.24流量m3/h0.420.961.983.04.59.01418水头损失1kpa/m相当于102mmH2O(水柱)2020太阳能工程设计太阳能工程设计1.5.太阳能系统上下循环主管道设计时,主要注重以下几点:1.5.1.太阳能阵列各组集热器布水、配水均匀,水力条件良好
19、,不会出现逆向布水、顶水、局部短路、死水等情形;1.5.2.主干管走向利于排气、泄水,安装维护方便;1.5.3.主干管道不得防碍通行,宜沿墙柱走向布置,并尽可能与其它管道布局相一致,注意功能冲突;1.5.4.进出水箱或换热设备的管道,应保证开孔/接口位置不影响加热/换热效果;开式系统水箱连通管道过流能力足够;1.5.5.水箱、换热设备、膨胀罐、系统管道等必要位置须设置呼吸、泄空、检修等功能性(防冻、季节使用、切换等)阀门或装置,以及必要的排水、排污功能管道和装置等;2121太阳能工程设计太阳能工程设计1.6.太阳能系统供回水管道设计时,主要注重以下几点:1.6.1.供水主管参考主供水箱及供水立
20、管位置确定走向,尽可能以最小长度达到最快到达供水点,回水管布置原则相同;1.6.2.供水回水主管在一个水箱上连接时,最好呈对角线位置布置开孔;1.6.3.上行下给供水方式最好采用同程式布置,室内立支管可不考虑回水,但至少要保证立干管回水效果;1.6.4.供回水立干管位置应选择靠近主供水点,一支路多供水点时,综合考虑立管与各点位置相当布置;有管道井时,应首先考虑利用管井敷设立管,无管井时,立管应靠近墙角、柱角并不影响通行、不会对室内建筑功能或装饰效果产生不利影响的地方;2222太阳能工程设计太阳能工程设计1.6.5.公共建筑如工厂、学校、普通医院、旅馆等,装饰要求不高时,主供回水管可明装,甚至可
21、沿建筑外墙明装,但对于高档酒店、医院及住宅建筑,应尽可能采用暗装敷设;1.6.6.暗装敷设管道其主干管优先选择设置管井,无管井可用时,可考虑装后进行装饰性封闭,须预留检修门及检修口或通道;1.6.7.无论明装、暗装敷设管道,管道穿越楼板、梁、柱、墙,均须设置套管(预埋、配合),还须作好防水及隔热、保温、防冻措施;1.6.8.管道不论水平或垂直安装,均须根据材质及规格大小设计相应的支、吊架,对应温度变化产生的形变在必要位置设置一定数量伸缩节或考虑补偿。2323太阳能工程设计太阳能工程设计管卡间距参考表公称直径DN1520253240506580100 钢 管2.753.003.53.754.25
22、4.755.56.06.0 外 径18222835425476.188.9108 CU和CrNi1.52.02.252.753.003.54.254.755.00 外 径2025324050637590110PVC tg200.900.951.051.201.401.501.651.802.00PVC tg400.600.650.700.901.101.201.351.501.70PE-HDtg200.750.800.901.001.151.301.401.551.70PE-HDtg400.650.750.850.951.051.201.301.451.60管卡间距适用于钢管和铜管2424太阳
23、能工程设计太阳能工程设计1.7.卫生器具的给水额定流量、给水当量、最低工作压力、连接管的公称直径、用水定额概念 满足卫生器具和用水设备用途要求而规定的,其配水出口在单位时间内流出的水量称为额定流量,单位L/s;各种配水装置为克服给水配件内摩阻、冲击及流速变化等阻力而流出额定流量所需的最小静水压力称为最低工作压力;给水当量是把卫生器具配水出口在1s内流出0.2L的水量称为1个当量,有了当量和额定流量这一关系后,各种卫生器具配水出口流量可用额定流量和当量表示,以便于按额定流量计算设计秒流量或按当量计算设计秒流量;卫生器具在最低静水压力下,其配水口能流出额定流量所需的连接管管径按公称直径计算称为连接
24、管的公称直径;用水定额是每用水单位在每用水时间内的用水量,L/人d、L/床d2525太阳能工程设计太阳能工程设计1.8.设计秒流量概念、计算方法 建筑内的生活用水量在一昼夜、1小时里都不均匀,为保证用水,生活给水管道的设计流量应为建筑内卫生器具按最不利情况组合出流时的最大瞬时流量,这种流量称设计秒流量;1.8.1我国住宅建筑已采用概率法计算给水管道内的设计秒流量:qg=0.2UNg qg-计算管段的设计秒流量,L/s;U-计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率,%;Ng-计算管段的卫生器具给水当量总数;0.2-1个卫生器具给水当量的额定流量;2626太阳能工程设计太阳能工程设计平均出流概率参考
25、值:(24小时使用热水)住宅类型小时变化系 数U0参考值普通住宅(有大便器、洗涤盆)3.02.53.44.5普通住宅(有大便器、洗脸盆、洗涤盆、洗衣机、热水器和沐浴设备)2.82.32.03.5普通住宅(有大便器、洗脸盆、洗涤盆、洗衣机、家用热水机组或集中热水供应和沐浴设备)2.52.01.52.5高级住宅别墅:有大便器、洗脸盆、洗涤盆、洗衣机及其他设备(净身器等)、家用热水机组或集中热水供应和沐浴设备、洒水栓2.31.81.52.02727太阳能工程设计太阳能工程设计该公式的来源首先求出计算管段最大用水时卫生器具的给水当量平均出流概率,即:U0=q0mKh/0.2NgT3600 U0-生活给
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