目 录 前言 第一章 概述 第一节 太阳能热水系统定义及类别 第二节 传热学基础知识 第二章 太阳能热水工程基本知识 第一节 太阳能集热器 第二节 太阳能水箱 第三节 太阳能控制系统 第四节 太阳能动力设备 第五节 太阳能系统管道

第三章 太阳能系统设计现场勘查 第一节 环境条件 第二节 用水情况 第三节 场地情况 第四节 水电情况 第五节 原有设备的运行情况 第六节 单户系统的勘查内容 第四章 太阳能系统方案设计

前 言

建筑耗能占我国总耗能的27.8% 生活热水在建筑耗能中的比重是18% 太阳能是清洁、可再生能源。充分利用太阳能，在住宅建设中全面推广应用太阳能供热技术，是促进住宅节能的有效措施之一。要实现这一目标，关键在于太阳热水器产品的创新与系统的完善，在于产品与建筑、结构、给排水及装修工程的一体化设计与建设。

太阳能热水器工程原理 太阳能热水系统是利用太阳光热能量转换原理为我们提供热水的工程装置。 它是利用集热器将采集的能量经过光热转换生产出热水，然后经循环管道送入蓄热水箱，同时，水箱下部的凉水被温差循环泵送入集热器中加热，如此循环往复，从而加热水箱内的水供用户使用。

太阳能热水器是由全玻璃真空集热管、保温水箱、支架三大部件组成。其核心集热元件是全玻璃真空集热管，它由两根为同心圆的高硼硅特硬玻璃管组成，内层玻璃外壁采用磁控溅射真空镀膜工艺镀膜，该涂层对太阳光有选择性吸收，其吸收比≥0.92，发射比≤0.09(80℃)，具有高吸收率和低发射率。真空集热管将吸收的太阳辐射转换成热能，利用冷水比热水密度大，冷水下沉，热水上升的特点，在真空管内形成冷水自上而下，热水自下而上的自然循环，使整个水箱中的水温逐步升高，达到一定温度。

太阳热水与建筑一体化的意义 更好的贯彻国家可再生能源利用的政策 是每家每户都能享受到利用太阳能的权利 利用太阳能的同时兼顾好建筑造型与城市景观 增强太阳集热器在建筑上安装的安全性 避免太阳集热器在建筑上二次安装造成的破坏

建筑专业关注的几个问题 建筑立面的处理 太阳集热器的安装 管井、设备间的预留 建筑立面的处理方式 隐藏集热器 集热器作为装饰构件 集热器与建筑构成元素统一处理

第一章 概述 第一节 太阳能热水系统定义及类别

1、太阳能热水系统的定义 将太阳能转换成热能以加热水的装置。通常包括太阳能集热器、贮水箱、泵、连接管道、支架、控制系统和必要时配合使用的辅助能源。GB/T 50364-2005 太阳热水系统主要由太阳集热系统和热水供应系统构成，主要包括太阳集热器、储热水箱、循环管道、支架、控制系统、热交换器和水泵等设备和附件。太阳集热系统是太阳热水系统特有的组成部分，是太阳能是否得到合理利用的关键。热水供应系统的设计与常规的生活热水供应系统类似，可以参照常规的建筑给排水手册进行设计。

2、太阳能热水系统的分类 GB /T 18713-2002 按集热器的循环方式分为三种形式：自然循环系统、直流式系统、强迫循环系统。 自然循环系统：是指利用传热工质内部的温度梯度产生的密度差所形成的自然对流进行循环的太阳热水系统。在自然循环系统中，为了保证必要的热虹吸压头，储水箱应高于集热器上部。这种系统机构简单不需要附加动力。 直流式系统：传热工质一次通过集热器加热后，便进入储水箱或用热水处的非循环太阳热水系统，储水箱的作用仅为储存集热器所排放的热水。直流式系统一般可采用非电控温控阀控制方式及温控器控制方式。 强迫循环系统： 利用机械设备等外部动力迫使传热工质通过集热器（或换热器）进行循环的太阳热水系统。强迫循环系统通常采用温差控制、光电控制及定时器控制等方式。

GB /T 20095-2006 按热水系统的4种特征进行分类，每种特征又分为2-3种类型 2、太阳能热水系统的分类 GB /T 20095-2006 按热水系统的4种特征进行分类，每种特征又分为2-3种类型 序号 分类特征 系统类型 类型1 类型2 类型3 1 按储热水箱内水被加热的方式 直接系统 间接系统 ---------- 2 按传热工质流动方式 自然循环系统 直流式系统 强制循环系统 3 按传热工质与大气相通状况分类 敞开系统 开口系统 封闭系统 4 按系统有无辅助热源分类 无辅助能源的独立系统 带辅助热源系统

2、太阳能热水系统的分类 敞开式系统：传热工质与大气有较大面积接触的太阳能热水系统，接触面主要在储热装置的敞开面。 开口式系统：传热工质与大气的接触仅限于补给箱和膨胀箱的自由表面或排气管口的太阳能热水系统。 封闭式系统：传热工质与大气完全隔离的系统。 GB/T 50364-2005 根据太阳能热水系统供热水的形式又把热水系统分为：集中供热水系统；集中-分散供热水系统；分散供热水系统。 集中供热水系统：采用集中的太阳能集热器和集中的储热水箱，供给一幢或几幢建筑物所需热水的系统 集中-分散供热水系统：采用集中的太阳能集热器和分散的储热水箱，供给一幢建筑物所需热水的系统 分散供热水系统：采用分散的太阳能集热器和分散的储热水箱，供给各个用户所需热水的系统

2、太阳能热水系统的分类 有辅助热源热水系统根据加热方式的不同又可以细分为：内置式直接加热方式、内置盘管换热器加热方式、外置换热器加热方式、外部辅助热源直接加热方式。 目前为了辅助能源还专门制定了新的国家标准 GB/T 23889 家用空气源热泵辅助型太阳能热水系统技术条件 GB/T 25967-2010 带辅助能源的家用太阳能热水系统热性能试验方法 GBT 25966-2010 带电辅助能源的家用太阳能热水系统技术条件 我们还可以根据热水使用情况分类，可以分为：间歇式供热水系统和连续式供热水系统。 间歇式供热水系统主要供应那些定时用热水的单位，例如部队、学校、工厂等；连续式供热水系统指那些24小时连续使用热水的系统，例如医院、宾馆、酒店、生产线等。

开式集热器、开式水箱，辅助能源间接加热的直接热水系统 开式集热器、开式水箱，辅助能源直接加热的直接热水系统

开式集热器、开式水箱，辅助能源间接加热，通过内置盘管换热器换热的间接热水系统 开式集热器、开式水箱，辅助能源直接加热，通过内置换热器换热的间接热水系统

开式集热器、开式水箱，辅助能源直接加热，通过外置换热器换热的间接热水系统

闭式集热器、闭式水箱，辅助能源间接加热，直接热水系统 闭式集热器、闭式水箱，辅助能源直接加热，直接热水系统

闭式集热器、闭式水箱，辅助能源间接加热，通过内置盘管换热器换热的间接热水系统 闭式集热器、闭式水箱，辅助能源直接加热，通过内置盘管换热器换热的间接热水系统

闭式集热器、闭式水箱，辅助能源直接加热，通过外置换热器换热的间接热水系统

闭式集热器、开式水箱，辅助能源间接加热，间接热水系统 闭式集热器、开式水箱，辅助能源直接加热，间接热水系统

直流式系统是利用控制器使传热工质在自来水压力或其他附加动力作用下，直接流过集热器加热的系统。直流式系统一般采用变流量定温放水的控制方式，当集热系统出水口温度达到设定温度时，电磁阀打开，自来水经集热器后把集热系统中的热水顶入储热水箱中；当集热系统出水口温度低于设定温度时，电磁阀关闭，补充的冷水停留在集热系统中吸收太阳能被加热。

通常采用的自然循环系统一般可分为两种类型：自然循环式和自然循环定温放水式。自然循环定温放水式是自然循环式热水系统的改进，它把自然循环系统的储热水箱分成两个水箱，用来集热循环的水箱体积较小，比较容易加热，待小水箱温度达到设定温度时再放到大水箱中，它的大水箱中一直是热水。这两种系统的水箱都要高过集热器。

联集管集热器式太阳能热水系统 真空管型联集管集热器可以分为竖插管集热器、单排管和双排管横插管集热器 横置式联集器只能做上下串联，东西并联。而竖置式联集器只能做东西串联，前后并联，

1当光照充足而水箱内尚未储满热水时，系统为定温出水运行，当集热器出口温度T2（温度传感器2）达到设定值时，控制系统打开电磁阀1，自来水进入管路，把高温水顶入水箱，当出口温度T2低于设定温度时，控制系统关闭电磁阀E1，系统吸收太阳热量储存于集热器内水中，使水温继续升高。 2当水箱内水位达到设定位置时（水箱已满）或水箱内水温低于使用温度T3时，控制系统打开管道泵P1，实现储热水箱内水的定温循环（水箱内水先升温）。 3冬天联集管内水温度T2降低到一定值时，系统会打开水泵P1将热水（或打开电磁阀E1将自来水）推进联集管，防止冻坏联集管。 4、在用水过程中系统通过热水管道和管道泵P3，把热水通过管网送到用户的各个用水点（水龙头或洗脸盆）,如P3为变频控制可以实现恒压供水，打开电磁阀E3,可实现管道的定温循环。 5 打开E2,关闭E1,可以实现对水箱的快速上水。 6 通过管道泵P2和板式换热器可以实现对水箱的辅助加热。

二、其他分类方法 除了按系统的特征进行分类之外，还有其他一些常用的分类方法，现列出其中两种。 1、按太阳能集热器的类型进行分类:太阳能集热器有平板集热器和真空管集热器两大类。按照集热器的类型，系统可分为： ①.平板太阳能热水系统——采用平板集热器的太阳能热水系统； ②.真空管太阳能热水系统——采用真空管集热器的太阳能热水系统。

1 平板型太阳集热器 （1）平板型太阳集热器的结构 平板型太阳集热器一般由吸热板、盖板、保温层和外壳4部分组成，其基本结构如图3所示。

第二节 传热学基础知识 热量传递有三种基本方式：导热、对流和辐射。 一、导热： 导热（又称热传导）是指热量从物体中温度较高的部分传递到温度较低部分，或者从温度较高的物体传递到与之接触的温度较低的另一物体的过程。在导热过程中，物体各部分之间不发生相对的位移。 导热过程在固体、液体和气体中均可以发生。 二、对流： 对流是指流体各部分之间发生相对位移时所引起的热量传递过程。 对流仅能在流体（气体、液体）中发生，而且必然伴随有导热现象。

流体的运动可以靠风机、水泵等机具驱动，也可以是由于流体各部分冷热不同、密度不同所引起。前一种情况叫做强制流动；后一种情况称为自然对流，流体中温度高的部分密度小，温度低的部分密度大，轻者上浮、重者下沉，就发生流体内各部分的相对位移。 如果上浮的高温部分收到冷却，就会下降；而若下沉的低温部分得到加热，则要上升。这样就会持续地发生循环流动，也就是自然对流。

三、辐射： 物体通过电磁波来传递热量的过程称为辐射。辐射能可以在真空中传播，而导热和对流则只能在存在着气体、液体或固体介质时才能进行。 自然界中所有物体都在不停地向四周发出热辐射能，同时又不断地吸收着其他物体发出的热辐射能。辐射与吸收的综合结果是以辐射方式实现了物体之间的热量转移，即发生了“辐射换热”。 当物体与周围环境处于热平衡时，辐射换热量为零，但辐射与吸收过程仍在不停地进行，只是辐射量与吸收量相抵消而已。进行辐射换热时，不仅发生热量传递，而且伴随着能量形式的转换，即热能转换成辐射能发出去和吸收到的辐射能转换成热能。

第二章 工程产品基本知识 第一节 太阳能集热器 一、竖插管太阳能集热器：

1、产品特点： 非承压太阳能集热器是为太阳能热水工程专门设计的绿色产品，通过与管路系统、控制系统、储水箱有机结合，组合成联集管集热系统即太阳能热水系统。它具有以下特点： a、防腐耐用：联集水箱的外壳采用彩钢板，外形美观，防腐耐用；内胆采用SUS304-2B不锈钢 ,厚度0.5mm,防腐效果好，使用寿命长。 b、省电节能：太阳能作为主要能源，其他能源作为辅助能源，低碳节能。 c、使用便捷：工程系统采用大型工程控制柜全自动控制。用户使用时只需 轻轻一拧开关，自有热水流出。 d、高效集热：采光面积大，大集热面积带来更大的得热量。 e、拆装方便：尾座采用分体式尼龙尾座，与真空管一一对应，拆卸方便。

3、安装节点：

二、横插管太阳能集热器：

2、安装节点：

三、U型管太阳能集热器： 1、集热器的工作原理 真空管吸收太阳辐射的能量，并把吸收的热能传递给管内的传热羽翼，再通过羽翼将热量传给U型管，通过水泵将升高温度后的传热介质与水箱内的水通过换热器进行换热，水箱内的冷水通过换热器加热，周而复始从而满足用户的需要。 U型管结构图

2、产品特点： a、闭式承压运行：内胆为U型铜管，可承受0.6MPa的压力。安装位置高低不限。 b、安全可靠：管内不走水，不炸管，不结垢 也不会冻坏真空管，并且U型管内的传热介质也没有和真空管直接接触。 c、外观造型优化设计：外壳框架均为铝型材，全方位的工业造型设计，美观大方，并且充分考虑了人机工程学方面的因素。

1、集热器的工作原理 热管结构图 四、热管太阳能集热器： 太阳光照射到真空管上，真空管吸收阳光转化为热量，并将其通过传热羽翼传到热管内部的导热介质，导热介质在热管冷凝端放热，与内胆里的导热介质进行热交换，从而逐步的将冷水加热为热水。 热管结构图

2、产品特点： a、承压运行：安装位置不受限；真空管内不走水，不结垢、不炸管，整机抗冻能力强，运行更可靠。 b、热管加热：采用热管加热技术，启动温度低，传热快，热效高。 c、外观造型优化设计：全方位的工业造型设计，美观大方，并且充分考虑了人机工程学方面的因素。 d、与建筑完美结合：集热器和水箱分离，实现了真正意义上的热水器与建筑结合。

五、平板太阳能集热器： 1、集热器的工作原理 平板集热器通过选择性吸收涂层吸收太阳辐射，加热平板流道内的导热介质。通过热虹吸原理，加热水箱里面的介质，最后通过储水箱内的换热结构进行导热介质——水热交换，从而提高储水箱内的水温。 平板集热器结构图

2、产品特点： （1）安全性高： ①3.2mm厚布纹超白钢化玻璃，远离真空管易破损的烦恼。 ②平板内全金属流道，介质在金属流道内工作，耐压高，无泄露。 （2）完美与建筑结合： ①平板集热器安装在室外，可以根据阳台尺寸任意定做大小，更容易满足千变万化建筑风格 ②平板表面平整，容易与屋面和房屋立面结合 （3）100%采光率：不存在真空管之间空隙的面积浪费、有效利用阳台和屋面空间；平板集热器实现同等安装面积下，吸收涂层面积更大，输出功率更高，效率比同等面积真空管高。

（4）钢化玻璃作为平板集热器盖板，太阳入射率高、反射率低；太阳能利用率可达95％左右；盖板不与吸热体直接接触。 （5）平板内采用全金属流道，吸热体在吸热后直接传递给工作介质，无热阻，传热效率高，启动速度更快、寿命更长。 （6）平板集热器方方正正，运输安装更方便。

3、规格型号及尺寸： 型号 板芯材料 外形尺寸（mm） 主流道直径 是否是螺纹接口 有没有支流道 涂层 FPC1200 铜铝复合 2000*1000*80 Φ25 是 没 黑铬 FPC1200A 有 FPC1200B Φ22 FPC1200C 否 FPC2220 全铜 2045*1045*98 FPC1221 2460*900*80 FPC1188 2350*800*80 FPC3200A 蓝膜 FPC1180 1800*1000*80

第二节 太阳能水箱 一、1-10吨圆形工程水箱： 水箱容量 0.5T 1T 2T 3T/4T/5T 6T 7T/8T/9T/10T 第二节 太阳能水箱 一、1-10吨圆形工程水箱： 水箱容量 0.5T 1T 2T 3T/4T/5T 6T 7T/8T/9T/10T 1T/2T 安装方式 立式 卧式 水箱外径 Ф880 Ф1050 Ф1390 Ф1700 Ф1800 Ф2240 内胆材料 304不锈钢 外壳材料 3S板 配 置 2吨以上配不锈钢梯（含2吨）

二、组合式水箱： 1、水箱的组成：由内胆、保温、外壳、人孔、排气、水嘴、底座等组成； 2、应至少有以下几个水嘴： ①集热循环出水口；②集热循环回水口；③热水供水口；④排污口；⑤溢流口；⑥排气口；⑦冷水补水口；⑧传感器口。 针对特殊情况，还应该有：①热水回水口；②电加热口；③辅助热媒循环出水口；④辅助热媒循环回水口；⑤水箱间循环出水口；⑥水箱间循环回水口等。 3、其他注意事项：

a、水箱间内应有防水、排水、通风等措施。 b、水箱必须放置承重位置，严禁水箱基础直接放在屋面上。 c、水箱的安装空间：水箱四周及上方预留足够的安装、维修空间。

第三节 太阳能控制系统 一、CA1及CA3型控制柜： 1、基本功能： （1）集热温差循环： （2）集热管路防冻循环： （3）高温保护功能： （4）自动上水： （5）手动上水： （6）防冻电热带功能： （7）水箱电加热控制： （8）定时定温管道循环： （9）低水位保护： （10）停电保持： （11）故障报警： （12）宽电压工作： （13）安全防护： （14）定时定温管道循环： 二、CA1与CA3型控制柜要求：必须熟练掌握各个功能。 三、PLC可编程控制柜。

第四节 太阳能系统动力设备 一、水泵的定义： 水泵的能源转换的机械，它将动力机的机械能转换（或传递）给水体， 从而将水体提升或输送到所需之处。 二、水泵的分类： 1、按作用原理区分有： a、叶片式泵，又称动力式泵，连续的给液体施加能力的泵，如离心泵等。 b、容积式泵，通过封闭而充满液体容积的周期性变化，不连续地给液体施加能量的泵，如活塞泵。 c、其他类型泵，其他作用原理的泵，如射流泵、电磁泵等。

2、按叶轮种类区分： a、离心泵，装离心式叶轮。 b、混流泵，装混流式叶轮。 c、轴流泵，装轴流式叶轮。 3、按吸入方式区分： a、单吸，装单吸叶轮。 b、双吸，装双吸叶轮。 4、按级数区分： a、单级，装一个叶轮。 b、多级，同一根轴上装两个或两个以上的叶轮。

三、水泵的性能参数主要有： （1）流量：流量是水泵在单位时间内输送的液体量。体积流量用Q表示，单位为m3/s, m3/h或L/s. （2）扬程：扬程单位是N·m/N=m，即水泵抽送液体的液柱高度，习惯简称为米。水泵的扬程表征水泵本身的性能，用符号H表示。 （3）转速：转速是泵轴单位时间的转数，用符号n表示，单位为r/min。 （4）汽蚀余量：汽蚀余量NPSH，是表示汽蚀性能的主要参数。 （5）功率和效率：水泵的功率一般指输入功率，即电动机传到泵轴上的功率，又称轴功率，用符号P表示。

第五节 太阳能系统管道 1、管道布设：管道应等程，热水（高温）管道尽量短，绕行的应为冷水（低温）管道。 1.1.管路连接方式，集热器组的连接方式有三种： a、串联： 一台集热器的出口与另一台集热器的入口相连。 b、并联： 一台集热的出、入口分别与另一台集热器的出、入口相连。 c、混连：若干集热器并联，各并联集热器组之间再串联，称为并串联。或若干集热器串联，各串联集热器组之间再并联，称为串并联。 强制循环式太阳热水系统，因采用水泵进行循环，压头较大，可根据系统布置，灵活采用串并联或并串联的连接方式。如下图所示。

1.2.管路布置 在集热器连接方式确定之后，管路布置是否正确，对热水系统的效率也有一定的影响。热水系统集热器管中布置形式有多种，这里介绍两种常用的管路布置方式。 1.2.1等程管路系统：所谓等程管路系统，即系统中每个集热器进出管路的长度基本相等。下图表示几种典型的等程管路系统布置方式。

图a的布置是贮水箱在热水系统中间，其特点是热阻力小，热效率高。 图b是贮水箱在一侧的等程布置方式，这种布置增加了管路长度和零件，同时也增加了流阻损失。

1.2.2不等程管路系统:所谓不等程管路系统，即系统中每个集热器进出水管长度不等。这种管路系统的特点是循环管路较短，管道零件也比等程管路系统少，因此流阻也较小。下图表示两种不等程管路系统: 1.2.3太阳能系统管路必须等程设计。

2、管道材质： a、介质为水时，宜选热镀锌管、不锈钢管、耐高温金属复合管（特殊地区符合当地规范要求）； b、介质为防冻液（太阳液、乙二醇）时，宜选铜管、不锈钢管、碳钢管（特殊地区符合当地规范要求），不应采用热镀锌钢管； c、管道必须与介质相容，防止内壁腐蚀。 3、循环管道不能有反坡，循环管路沿水流方向应有3～5‰的坡度。

4、管道补偿： a、紫铜管：长直管道超过10米应进行补偿； b、不锈钢管：长直管道超过15米应进行补偿； c、PPR管：长直管道超过6米应进行补偿； d、热镀锌管：长直管道超过30米应进行补偿；其他金属管道同热镀锌管道。 注：管道穿（跨）过变形缝应加装补偿器。补偿方式：可选用矩形补偿器、套管伸缩器、软连接或规范中规定的其他补偿方式。 5、管道的支、吊架间距应符合设计规范。

6、管道保温材质：聚乙烯、聚氨酯、橡塑、酚醛树脂、离心玻璃棉等。若采用聚乙烯、橡塑保温应在管道表面缠两层玻璃丝布。 7、管道外防护：防锈铝板、不锈钢板、镀锌板、玻璃丝布加外防护漆、铝箔等。 8、管道连接方式： a、镀锌管道：丝接、卡接、法兰，不得焊接； b、不锈钢管道：卡接、焊接； c、紫铜管：卡接、焊接； d、PPR管：热熔、法兰； e、铝塑复合管：卡接。 f、金属复合管根据安装规程进行连接。

第三章 太阳能系统设计现场勘查 第一节 环境条件 与太阳能系统相关的环境条件主要有：安装地点的纬度、月均日辐照量、日照时间、环境温度、雷击情况、风力、积雪厚度、沙尘情况、冻土深度、海拔高度等。 1、安装地点的纬度、太阳辐照量、日照时间、环境温度、太阳能系统的初始温度、终止温度并参照太阳能集热器的热效率方程，可计算出设计条件下的集热器的平均热效率。（计算方法可参见图集06SS128：太阳能集中系统选用与安装） 2、根据安装地点的纬度，可计算出所需日期（通常选取冬至日）和时间的太阳高度角，最终确定集热器的排间距及遮挡物对集热器的遮挡。 3、月均日辐照量可在国家气象中心发布的气象数据中查找。 4、环境温度，除可计算集热器的平均效率外，也可用以确定系统的防冻措施；

5、雷击情况：用以确定是否采取防雷措施； 6、风力：要了解风级和风向，以便于确定防风、固定措施； 7、积雪厚度：用以确定集热器基础的高度，以免积雪掩埋集热器，长时间不见阳光，导致管内结冰冻管。 8、沙尘情况：用以采取防沙尘措施。 9、冻土深度：若管道走地埋，需将管道埋地深度在冻土层以下，以防止管道冻堵。 10、海拔高度：海拔高度对水或其它工质的汽化温度有影响，同时对水泵的扬程也有影响。

第二节 用水情况 太阳能系统根据用途可分为供水系统和供热系统。供水系统主要为生活用热水和工业生产用热水；供热系统主要为建筑供暖和泳池加热。 一、供水系统的用水情况： 太阳能热水系统的用水情况主要包括：日均用水量、用水方式、用水温度、用水位置、用水流量等。太阳能生活热水系统的用水情况具体如下： 1、日均用水量：日均用水量可是客户的要求水量；也可根据客户原有系统的耗热量或用水量确定；还可以根据用水场所性质、用水定额和用水人数综合确定日均用水量。 2、用水方式：察看客户的用水器具类型和数量，一般用水器具为普通淋浴器、豪华淋浴器、水龙头、脚踏淋浴器、IC卡淋浴器和感应式淋浴器，其中脚踏淋浴器、IC卡淋浴器和感应式淋浴器的用水场所应采取单管供水方式，即恒温供水；

确定用水时间，为24h用水还是定时用水？若为定时用水须确定用水时间段。若为多次定时用水，应有具体的时间段和每个时间段的用水人数或水量； 确定客户的供水需求，是否需要管道循环（即开即热）、出水增压？ 增压方式：高档的场所应采用变频增压，变频能保证压力恒定，不会产生忽冷忽热的现象；水流开关和压力开关的水泵在启停间由于管道压力的波动会导致冷热水压力的不均衡，产生忽冷忽热的现象。 3、用水位置：应描述用水场所或器具的具体位置及与水箱的相对位置，同时应了解用水器具的分布情况，以便于确定供水方式、供水设备、供水管道的布置和管径的设计。 4、用水流量：可依据用水点和用水时间及用水场所，参考GB50015《建筑给水排水设计规范》进行计算系统的设计秒流量和最大小时用水量。

第三节 场地情况 场地情况主要包括场地面积、场地形状、建筑物承载能力和遮挡情况。 1、场地面积和场地形状： 第三节 场地情况 场地情况主要包括场地面积、场地形状、建筑物承载能力和遮挡情况。 1、场地面积和场地形状： a、要明确场地（建筑）的朝向（要详细到如南偏东25°），以确定集热器的布置； b、若屋面为坡屋面，应明确坡屋面的角度及做法，用以确定集热器的安装方式、倾角； c、明确屋面可利用面积，用以确定集热器的安装数量、固定方式等； d、若建筑为规则形状应测量出南北、东西尺寸，若为不规则建筑，应测绘出详细的平面图纸； e、若为多个场地（建筑），应测绘出各场地的总平面图，并标示出各相对或绝对高度及各场地的具体位置。楼顶有无避雷设施及避雷设施的布置。

2、建筑物承载能力和遮挡情况： a、建筑结构情况（钢结构、砖混、框架、木质等）及屋面结构（混凝土现浇、彩钢瓦屋面、水泥瓦等），建筑的防水材料及是否有保温层（建筑的楼面做法），以确定基础的做法和固定方式； b、屋面的承重情况和承重的具体位置，确定储水箱放置位置，并确定管路长度和循环泵型号； c、前后左右有无遮挡物，以确定集热器基础是否需要加高和集热器的布置；预留管道（或管井）的位置（冷水管、热水管、回水管）及； d、管道、保温及外防护材料的要求；控制柜的具体位置； e、屋面的障碍及其他的障碍（包括其他的建筑）的大小、具体位置。

第四节 水电情况 水电情况主要包括水压、电压、水电供应情况。 第四节 水电情况 水电情况主要包括水压、电压、水电供应情况。 1、供水情况：冷水供水为自来水还是地下水或其它供水方式；为全天供水还是定时供水；若不是自来水，如何保证供水；供水中有无泥沙，是否需要沉淀处理；冷水的温度情况，以确定基础水温；水质的总硬度，以确定是否设计水处理及设计何种水处理设备，以减缓系统结垢；水质的酸碱度（PH值），以确定是否设置酸碱中和设备；供水的水压是否稳定，应有具体数值（如在楼下的水压为0.3Mpa），以确定是否加设增压设备。 2、供电情况：电压是多少（380V还是220V，中央热水系统均要求380V电源），是否稳定；供电是否正常，是否会出现经常停电的情况；现有的电源最大的负荷是多少KW，现有的设备的总负载是多少KW，以确定安装太阳能系统后是否需要扩容及扩容多少才能满足需求；供电电源的位置。

第五节 原有设备的运行情况 若客户原有热水供应系统，应对原有的系统的运行方式进行详细的了解。只有掌握了原有系统的运行情况对对其优缺点进行分析，才能对太阳能热水系统进行优化设计并很好的与原有系统进行结合。 主要调查以下内容： a、原有加热设备的规格型号； b、储水箱的容积及位置； c、供水设备的规格型号及控制方式； d、现有热源的消耗量、供水的温度等； e、甚至需要画出现有设备的运行图纸。

第六节 单户系统的勘察内容 A、单机入户即为住宅单户集中安装的普通家用热水系统； 第六节 单户系统的勘察内容 A、单机入户即为住宅单户集中安装的普通家用热水系统； B、分体（阳台）系统即为集热器安装在坡屋面、阳台，水箱放置于室内的分离式热水系统。 单户系统除通用的环境条件、水电情况、建筑情况等外还需要以下的内容。 一、单机入户的勘察内容： 单机入户工程需勘察以下内容：建筑的面积、结构，屋面有无遮挡，坡屋面的坡度，管道井的位置，建筑的层数，总的户数。热水器的功能：温控仪、自动上水（集成自动阀还是电磁阀）、电辅助加热；热水器的颜色要求；热水器的固定方式。管道预留情况及电源的预留情况。 二、分体（阳台）系统的勘察内容 阳台式系统需勘察阳台的尺寸和固定安装的节点位置（阳台的结构）；分体系统需对屋面结构进行勘察：屋面朝向、结构、坡度等。同时对从集热器到水箱的管道设计进行沟通。同时对系统的功能、颜色进行确定。

第四章 太阳能系统方案设计 一、资料齐全： 1、资料包括工程方案、工程设计申请表、现场照片、甲方图纸。 2、工程方案包括 第四章 太阳能系统方案设计 一、资料齐全： 1、资料包括工程方案、工程设计申请表、现场照片、甲方图纸。 2、工程方案包括 A、初步设计方案：文字方案及施工图（系统原理图、平 面布置图及基础平面图） B、深化设计方案：文字方案及施工图（施工图需完整，详尽）

二、设计方案要求： 1.初步设计方案必须包括：方案的正文。 正文必须包括： 工程概况（工程所在地，建筑概况，用水情况，太阳能系统的设计，辅助能源等）、工程概算、设计指标、气象情况、运行原理及说明、设备选型计算及说明。

2.现场勘察资料详尽，包括以下内容： 环境条件：日照时间、环境温度、冬至日太阳高度角。 用水条件：用水量、用水方式、用水温度、用水位置、用水流量。 场地情况：场地面积、场地形状、建筑物承载能力、遮挡情况。 水电情况：水压、电压、供应情况、冷水水温，水质情况。 若在原有的选项上不能说明清楚的，可添加详细的说明。

3.工程概算包括集热器、储水箱、电磁阀（补水、回水设备）、循环水泵、控制系统、管路配件保温、安装费、运输费、吊装费等费用，有特殊要求的须在备注中说明，并明确工作范围。各设备应标明品牌、规格型号、数量。不同系统的设备明细应区别。 4.设计指标包括内容有辐照量、太阳保证率、产水量及温升情况。 特殊工程的设计指标应根据工程要求调整，如泳池换热的，应为在设计条件下提供多少热量，满足总耗能的百分比是多少。

5.集热面积的计算： ①辐照量及集热面积补偿比：根据国家建筑标准设计图集：《太阳能集中热水系统选用与安装》（图集号：06SS128）进行选取，当地无资料时参考附近纬度接近地的气象辐射资料，附太阳能福照料资料。 ②计算公式： ——AC直接系统集热器采光面积，㎡； ——QW日均用水量，kg； ——tend储水箱内水的终止温度（用水温度），℃； ——CW水的定压比热容，4.18KJ/（㎏·℃）；

—— ti水的初始温度，℃； ——JT当地集热器采光面上的非采暖期平均日太阳辐照量，***KJ/（㎡. d）； ——f太阳能保证率，根据系统使用期内的太阳辐照、楼顶可供安装面积等因素综合考虑后确定； ——ηcd集热器全日集热效率，国标经验值取0.40～0.55; ——ηL管路及储水箱热损失率，无量纲，此处取0.20。

6.集热器的选择：结合工程所在地、楼顶实际情况及客户的要求，选取相应型号的集热器，根据采光面积和集热器的集热面积，计算出集热器的数量。根据当地冬至日太阳高度角，确定集热器的安装间距。严寒区域严禁使用15度倾角东西安装类型的集热器。 7.补水方式：确定上水方式采用电磁阀、电动球阀还是水泵或其他方式，电磁阀是冷水常闭还是热水常闭，口径的选取；电动球阀（控制柜存在停电现象的工程，慎重选用电动阀）的口径及耐温范围；应根据水压、补水速度计算确定补水设备的规格。

8.根据用水方式选取系统的运行方式，是采用单水箱还是双水箱或是其他方式，选取适合容量的保温水箱，工程水箱容量根据系统总水量确定，当系统总水量较少时（5吨以下），其水箱容量建议与总水量一致，当系统总水量较大时（5吨以上），水箱容量可适当小一些，约在总水量的60～80％之间，在保证使用效果的前提下有利于降低成本。水箱的具体大小应根据系统的最大小时用水量和辅助能源进行选择。如水箱有特殊要求，如辅助热源、盘管换热、水嘴位置、大小调整等在方案中必须注明。

9.控制系统选择：普通工程采用CA1及CA3型控制柜。大型系统工程采用PLC控制柜； 严寒地区最冷月平均温度大于零下20℃的地区，严禁设计普通横管集热器，冬季排空不用的除外。

10.太阳能系统管道循环水泵的选择： ①设计流量：对于太阳热水系统，集热循环管路为闭合回路，则管道计算流量为循环流量，按下列公式计算： 式中：q—循环流量，L/h; QS—集热循环流量, 由于太阳辐照量的不确定性，联集管热水系统的集热循环流量无法准确计算，一般采用每平方米集热器的流量为0.01 ～0.02L/s，即36-72L/(h· ㎡) 。 A—太阳能集热器的总集热面积。

根据各地太阳辐照量的不同，集热循环流量通常按下表选取。 集热循环流量取值表 地区 集热循环流量Qs L/(h·㎡) 青海、西藏 70~80 内蒙、新疆 60 其他地区 50

②、水泵扬程： 根据实际工程经验管道沿程损失，一般区域若不超过6台，可计为经过一台集热器循环一周的管道+集热器管线总长度的3%。。 ③在太阳热水系统中，在满足扬程和流量要求的条件下应选择功率较小的泵。集热循环水泵宜选择耐温≥90℃以上的水泵，U型管等采用防冻液为循环介质的系统的水泵的耐温宜大于120℃。水泵的流量、扬程应根据给水系统所需的流量、压力确定，由流量、扬程查询水泵性能表确定型号。

11、补水电磁阀（电动阀）型号选择： 式中：D――管径，m Q ――流量，m³ /s V――流速，1m/s 上式中流速的确定，根据我国《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003，表3.6.9中规定，考虑经济技术条件及噪音影响，取v=1.0m/s 。

生活给水管道的水流速度 公称直径㎜ 15～20 25～40 ≥50 水流速度m/s ≤0.8 ≤1.0 ≤1.2

太阳能与建筑一体化案例

太阳集热器在墙面上的安装