太阳能集热器的设计与计算word文档良心出品.docx
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太阳能集热器的设计与计算word文档良心出品
华扬公司工程计算举例：
客户要求
1）、项目名称：
河南郑州太阳能集中热水工程；
2）、用水类型：
全天
3）、用水量：
3吨/天
4）、用水方式：
落水式
5）、辅助能源：
电加热
设计气象参数依据
1）、河南郑州在我国为二等太阳能辐照度地区。
太阳辐射强度高，但总量大，年辐射总量为16.41MJ/m2.a。
2）、郑州地理纬度为34°43′，东经113°21′左右；
3）、郑州地区全年自来水水温在5-12℃之间。
（设计取值8℃，春分时节）；
确定总用水量
人均用水当量参照给排水设计规范,如下表：
序号
建筑物名称
单位
最高日用水定额（L）
1
住宅
有自备热水供应和沐浴设备
每人
40～80
有集中热水供应和沐浴设备
每日
60～100
2
别墅
每人每日
70～110
3
单身职工宿舍、学生宿舍、招待所、
设公用盥洗室
每人每日
25～40
设公用盥洗室、淋浴室
每人每日
40～60
设公用盥洗室、淋浴室、洗衣室
每人每日
50～80
设单独卫生间、公用洗衣室
每人每日
60～100
4
宾馆客房
旅客
每床位每日
120～160
员工
每人每日
40～50
5
医院住院部
设公用盥洗室
每床位每日
60～100
设公用盥洗室、淋浴室
每床位每日
70～130
设单独卫生间
每床位每日
110～200
医务人员
每人每班
70～130
门诊部、诊疗所
每病人每次
7～13
疗养院、休养所住房部
每床位每日
100～160
6
养老院
每床位每日
50～70
7
幼儿园、托儿所
有住宿
每儿童每日
20～40
无住宿
每儿童每日
10～15
8
公共浴室
淋浴
每顾客每次
40～60
淋浴、浴盆
每顾客每次
60～80
桑拿浴（淋浴、按摩池）
每顾客每次
70～100
9
理发室、美容院
每顾客每次
10～15
10
洗衣房
每千克干衣
15～30
11
餐饮厅
营业餐厅
每顾客每次
15～20
快餐店、职工及学生食堂
每顾客每次
7～10
酒吧、咖啡厅、茶座、卡拉OK房
每顾客每次
3～8
12
办公楼
每人每班
5～10
选择初始水温：
地区
地面水温度（℃）
地下水温度（℃）
黑龙江、吉林、内蒙古的全部，辽宁的大部分，河北、山西、陕西偏北部分，宁夏偏东部分
4
6～10
北京、天津、山东全部，河北、山西、陕西的大部分，河北南部，甘肃、宁夏、辽宁的南部，青海偏东和江苏偏北的一小部分
4
10～15
上海、浙江全部，江西、安徽、江苏的大部分，福建北部，湖南、湖北东部，河南南部
5
15～20
广东、台湾全部，广西大部分，福建、云南的南部
10～15
20
重庆、贵州全部，四川、云南的大部分，湖南、湖北的西部，陕西和甘肃秦岭以南地区，广西偏北的一小部分
7
15～20
参照下表，采用设计冷水水温为8℃。
集热面积计算
将已知条件“用户设计用水量3吨，日平均辐射量16.41MJ/㎡，，设计热水温度为50℃，初始水温8℃。
，太阳能保证率取0.5（系统要求全年使用）”等参数代入国家标准GB50364-2005《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》中
直接循环系统计算公式，集热面积
为：
——直接系统集热器采光面积，㎡；
——日均用水量Kg；3000L
——储水箱内水的终止温度（用水温度）；50℃
——水的定压比热容，4.18KJ/（㎏·℃）；
——自来水的初始温度，8℃；
——集热器受热面上春分时节日辐照量，取16410KJ/m2
——太阳能保证率，无量纲，0.5；
——集热器全日集热效率，无量纲，
—管路及储水箱热损失率（按最寒冷季节取值），无量纲,取0.3；
则：
Ac＝QWCW（tend-ti）f/JTηcd（1-ηL）＝3000㎏×4.18KJ/㎏·℃×
（50℃-8℃）×50%÷｛16410KJ/㎡×0.5×（1-0.3）｝≈45.85㎡
选择用全玻璃管联箱横插直接循环集热器，直径47*1500/每组50支（集热面积5.41，配水量300-500L平均每只管带6—10L）9组，从而提供3T热水，（即取每只带水箱水6.7L水箱水的容积。
）
参数表
真空管类型
1.5米φ47“SANGAO”三靶镀膜真空管
真空管数量
50支/组
联箱内胆
SUS304-2B不锈钢厚0.5㎜
联箱外壳
镀锌板厚0.5㎜
联箱保温
聚氨脂整体发泡，厚35㎜
支架
角钢∠40×40，镀锌、静电粉末喷涂
支架倾角
30度
集热器外形尺寸（mm）
3300×2000×1190
自重
＜152kg/单元
玻璃真空集热管的技术参数（依据GB/T17049-2005）
材料
要求
太阳透射比
玻璃管村采有硼硅玻璃3.3（Pyrex），管材透射比r≥0.89（AM1.5ISO9806-1：
1994）
结石
不大于1mm的结石不得密集，即10×10mm范围内不得多于1个，整支管子上不得多于五个，结石周围不得有裂纹，大于1mm的结石不允许存在。
节瘤
不大于1.5mm的节瘤不得密集，即10×10mm范围内不得多于2个，整支管子上，不大于2.5mm的结瘤不得多于5个，大于2.5mm的结瘤不允许存在。
太阳吸收比
α≥0.94（AM1.5）
半球发射比
εh≤0.07（80℃±5℃）
空晒性能参数
太阳辐照度G≥800w/m2，环境温度8℃≤ta≤30℃，以空气为传热工质，空晒温度ts，空晒性能参数Y=（ts-ta）/G,≥200㎡℃/kw
闷晒太阳曝辐量
太阳辐照度G≥800w/m2，环境温度8℃≤ta≤30℃，以水为传热工质，初温不低于环境温度，闷晒至水温增加35℃所需太阳曝辐量H≤3MJ/m2
平均热损系数
≤0.70w/㎡℃
真空夹层内的气体压强
≤5×10-4Pa
耐热冲击
承受不高于0℃的冰水混合体与不低于90℃热水交替反复冲击三次而不损坏
耐压
0.6MPa
抗机械冲击
承受直径为30mm的钢球，与高度450mm处自由落下，垂直撞击集热管中部而无损坏
外观
尺寸
明显变浅区
50mm
长度
从环状开口端至另一端玻璃管直径φ15mm处的距离，其长度允差应不大于长度标称尺寸L的±0.5%
支承件
端正、不松动
变曲度
≤0.2%
不圆度
开口端10—30mm处，最大、最小径向尺寸之比≤1.02
封离
排气管封离部分长度S≤15mm
集热器联箱
联箱外壳选材：
外壳采用优质彩钢板
彩钢板具有优异的装饰性，成型性，抗腐蚀性，涂层附着力强，可长期保持色泽新颖。
其具有钢板和有机材料两者的优点，既有钢板的机械强度和易成型的性能，又有有机材料良好的装饰性，耐腐蚀性，取得以钢代木，高效施工，节约能源，防止二次加工所带来的污染等良好的经济效益。
联箱内胆选材：
内胆选用优质食品级SUS304-2B
不锈钢具备优良的强度，塑性，耐腐蚀性和焊接性，用薄不锈钢焊接的联箱既轻又强，在承压及非承压太阳能热水器中普遍使用。
SUS304不锈钢为大多数正规太阳能厂家选用的材料，具有良好的耐蚀性，耐热性，低温强度和机械性能，冲压弯曲等热加工性能好，无热处理硬化现象，无磁性。
联箱保温部分：
采用优质聚氨酯，全方位保温技术
精选材质和工艺——内胆采用食品级SUS304不锈钢，电脑氩弧双面保护焊接工艺，环缝自动对接氩弧焊，无晶间腐蚀，大大提高内胆寿命和保温绝热性能。
无氟保温设计全方位立体保温，保温层采用优质聚氨酯，经全程高压恒温定量整体发泡而成，并通过特殊工艺控制实现精细化发泡，使材料达到黄金保温密度，留住更多热量。
整体优化保温——整机管路系统采用优化保温设计，对易散热的部位进行特殊强化处理，牢牢锁住热量。
集热器支架
集热器支架经过十多道工序处理，抗紫外线粉末高温无尘静电喷涂工艺，表面更有镀锌层、磷化层和喷塑层三层防腐保护，耐酸、耐碱、隔水、隔油、防腐抗老化性能无与伦比，使用寿命达15年以上。
保温水箱
水箱结构与用料按照国家建筑标准要求制作。
水箱内采用SUS-304-2B食品级不锈钢板材，可达到饮用水标准；水箱保温采用5-8CM厚的聚氨酯发泡，可保证储热水箱保温。
水箱外保温为整体聚氨酯发泡，且均匀一致，聚氨酯泡沫的导热系数在0.018～0.022W（m·℃）之间；外壳采用钢制材料，厚度不小于0.426mm,内外保温钢板间应设置骨架，
电加热
集中供热系统选取内置式电加热管作为辅助加热设备。
电加热管是在无缝金属管内（碳钢管、钛管、不锈钢管、铜管）装入电热丝，空隙部分填满有良好导热性和绝缘性的氧化镁粉后缩管而成，再加工成用户所需要的各种型状。
它具有结构简单，热效率高，机械强度好，对恶劣的环境有良好的适应性。
它可用于各种液体和酸碱盐的加热，同时也适应低溶点的金属加热溶化（铅、锌、锡、巴氏合金），用户如需特殊规格可提供图纸专门设计加工。
管路保温材料
河北华美橡塑保温管，黑色阻燃（B1级）高弹橡塑管，保温性能稳定.氧指数≥31。
热水保温管厚度为50mm。
产品特点：
a、低密度、密闭式气泡结构，导热系数很低。
具有优良的绝热效果，可节省能源消耗。
b、密闭式气泡结构及致密的表皮，使水汽不易透过，且吸水率低。
c、富柔软性，施工安装极方便，且可省工省料。
外观清洁雅致。
d、适用温度范围广，自-40℃至105℃，耐候性良好，经久耐用。
e、独特的阻燃配方，使材料具有优良的防火阻燃效果。
阀门
阀门：
用以控制流体（液体、气体、气液或固液混合体）流量、压强和流向的装置。
通常由阀体、阀盖、阀座、启闭件、驱动机构、密封和紧固件等组成。
阀门的控制功能是依靠驱动机构或流体驱使启闭件升降、滑移、旋摆或回转以改变流道面积的大小来实现的。
宁波埃美柯阀门：
公称压力：
1.6MPa
工作介质：
水、饱和蒸汽、轻微腐蚀性液体、直饮水
适用温度：
-20℃≤t≤180℃
圆锥管螺纹符合ISO7标准中的Rc螺纹
电磁阀
电磁阀选用上海巨良直动式电磁阀，常闭型断电时呈关闭状态，当线圈通电时产生电磁力，使动铁芯克服弹簧力同静铁芯吸合直接开启阀，介质呈通路；当线圈断电时电磁力消失，动铁芯在弹簧力的作用下复位，直接关闭阀口，介质不通。
结构简单，动作可靠，在零压差和微真空下正常工作。
二位二通常闭型电磁阀,断电关闭,通电打开；产品为系列化生产,体积小,流量大,适用范围广环境温度:
0℃～65℃ 介质温度:
0℃～120℃
安装:
按阀上所标流向箭头,为增强使用寿命和可靠性,最好线圈向上,水平安装
电压:
AC220V/50HZ ±10%允许波动16～25mm可选配德国NASS线圈
密封件:
可采用NBR、VITON、EPDM等多种,以适用于不同流体的开关控制.
江苏华扬控制系统利用太阳能热水工程专用智能控制系统，对热水系统进行自动化控制，实现各种功能，达到自动控制的要求。
●
采用单片机智能控制系统；
●LED显示：
集热器出水、进水水温，水箱水温、水位，定时时间、循环、防冻和上水指示；
●具备控制功能：
1、上下限水位补水功能；：
2、水箱加温循环；
3、定温出水功能；
4、水满转温差循环功能；
5、防冻循环功能；
控制器控制原理示意图
6、循环启动辅助能源功能；
7、定时启动辅助能源、手动加热、手动上水功能；
8、用户管路恒温或定时循环功能（可选）；
9、高、低水位报警；
10、水箱高温报警。
可通过电脑做远程终端控制：
他通过数据收集系统可以在电脑上清晰观察到每个系统巡行状况。
同时对所有系统进行有效监控。
并且及时汇报运行状态和节能数据，同时在电脑上通过按键和调整以上控制功能中的各种温度、水位等参数。
控制原理
控制系统是太阳能热水系统的心脏，对最大限度利用太阳能、节约能源起决定性作用。
智能型控制系统要求具有安全、可靠、耐用的特点。
其工作原理如下：
1、定温上水:
当集热器出口水温T1达到设定值50℃时，定温上水电磁阀F1打开，系统自动将热水顶入集热水箱，当T1降至45℃时，F1关闭,系统再次进入集热状态。
2、温差循环:
当集热器不断产生热水使集热水箱达到最高水位h1后，定温上水电磁阀F1不再开启,系统自动比较集热器出口水温T1与集热水箱出口水温T2，当T1-T2>5℃时，集热循环泵自动开启温差循环，当T1-T2<2℃时，循环泵停止。
3、快速补水:
如果用水量较大集热器产水量不能满足要求，集热水箱水位不断下降至最低警戒水位h3时，快速补水电磁阀F2打开，系统快速补水，避免系统断水，F2流量按秒流量进行校核，当水箱上升至最小水位h2时，补水阀F2关闭，系统再次进入定温上水过程，h2与h3差值为系统设计秒流量5～10min用水量。
4、自动辅助加热:
当集热水箱内T4高于用户用水设定值时，热水由集热水箱供给各用户，辅助热泵不工作；当集热器水箱水温较低使得T4低于45℃时，辅助热泵自动启动进行加热，T4升至50℃时，停止加热，保证用户供水温度相对稳定。
5、保温循环（建议用户加装）:
用户供热管路设置供热循环泵，当热水回水管管路水温T5低于40℃时，供热泵自动启动，进行保温循环，当T4升至45℃时，停止循环，保证用户开水随开随用。
6、防冻循环：
当室外管路水温T3低于4℃时，集热循环泵自动启动进行防冻循环，T3升至6℃时，停止循环，保证室外管路冬季不发生冰冻危险。
华扬太阳能控制器功能简介：
a、水箱水位及各测温点采用液晶显示，设备（泵、电磁阀）运行状态可见，采用PLC可编程控制器，可同时控制多套系统运行；
b、“自动+手动”运行模式，分3-4个时段供水，每个时段供水时间约2-5h；
c、温差循环功能：
储热水箱满后，当集热面出水温度大于储热水箱内温度10℃（可调）时，启动集热循环泵，开始循环，使储热水箱中的水升温；当两者的温差小于4℃三时，关闭集热循环泵；
d、冬季防冻循环：
冬天，当水箱内有水，集热器进水处温度低于3℃时，启动集热循环水泵，循环水防冻；当集热器进水处温度高于5℃时，关闭水泵。
当水箱内无水，集热器进水处温度低于3℃时，启动上水电磁阀，顶水防冻；
e、自动上水功能：
当储热水箱水位低于设定的下限水位时，自动开启上水电磁阀，上水至设定上限水位时关闭电磁阀；
f、定时加热功能：
当实际时间到达设定时间且实际温度小于设定温度、恒温水箱中实际水位不低于30％时，自动启动辅助热泵加热，待温度升到设定温度时停止辅助加热；
g、手动加热功能：
当水箱温度小于设定温度时，用户可以随时通过按手动加热按钮启动辅助热泵，当水箱内水温达到设定温度时自动停止。
h、定时上水功能：
当实际时间到达设定上水时间且实际水位低于设定上限水位的时候，自动启动上水功能，直到水位达到设定上限水位时停止；
i、手动上水功能：
当实际水位低于设定上限水位时按动手动上水按钮，将打开上水电磁阀自动上水，达到设定上限水位时自动停止。
j、管路循环功能（回水循环）：
如果用户用水的时间相对比较固定，可以在用水之前一段时间启动循环。
通过功能键设定启动时间，当时间时间到达设定时间的时候，自动启动循环，当温度达到设定温度时停止循环。
如果用户24小时供水，可以实现当管路中的水温低于水箱水温一定温度时进行管路循环，到温差达到设定值时停止循环（此项属于供水部分，用户可选用，需要另加一定的费用）；
k、具备漏电保护、故障报警等安全措施。
电脑控制器温度传感器压力/液位传感器
水泵
太阳能系统温差循环泵
1、品牌：
德国威乐
2、型号：
PH-123E，输出功率为125W，全扬程为5米，最大排水量为11.4吨/小时。
太阳能系统供水增压泵
1、品牌：
德国威乐
2、型号：
PH-101E，输出功率为100W，全扬程为5米，最大排水量为7.2吨/小时。
其他：
1〉增设水泵电机防雨帽。
2〉管道支架为角钢支架，除锈后刷红丹漆二道，面漆二道。
三、工程预算
3吨华扬太阳能集热工程配置明细表
序号
名称
规格（mm）
数量
单价（元）
小计（元）
备注
循环系统
1
太阳能集热器
HY-SZ1547/50型
9组
3250
29250
华扬双翼对插式集热器
2
保温水箱
3吨
1只
5500
5500
内不锈钢外镀铝锌
3
智能控制柜
HY-XA型（45KW）
1套
4500
4500
江苏华扬
4
集热循环泵
PH-123E
1只
850
850
德国威乐
5
供水增压泵
PH-251E
1只
1350
1350
德国威乐
6
补水电磁阀
DN32
1只
450
450
西安宇辉
7
回水电磁阀
DN32
1只
450
450
西安宇辉
8
电加热器
9KW
3个
500
1500
南京伯克斯
9
小计
43850
管道辅材部件
10
电缆电源线及信号线
VV系列RVV系列
1批
1300
1300
津成电缆
11
集热器及水箱承重基础
8#国标槽钢
8根
195
1560
国标
12#国标槽钢
2根
260
520
国标
12
管道阀门及配件
DN25-DN32
1批
4500
4500
浙江金州
13
保温及防护材料
DN32-DN40
1批
1500
1500
国标
14
安装辅助材料
国标
1批
1000
1000
/
15
支架
4#国标角钢
75根
70
5250
国标
16
小计
15630
其它
17
吊装费
/
3吨
150
450
/
18
运输费
/
3吨
180
540
/
19
安装调试费
/
3吨
1200
3600
/
20
小计
4590
合计
64070
大写：
陆萬肆仟零柒拾
水电要求：
水压满足供应到热水器；电的要求：
满足30KW的负载；
屋面要求：
屋面载荷需能够承受太阳能热水器的重量，屋面需做主水箱基础，供太阳能安装时安放水箱，具体位置根据建筑情况确定。
四、工程管理施工组织
1集热工程安装及验收
依据的标准及技术内容
GB/T18713-2002《太阳热水工程系计、安装及工程验收技术规范》
GB/T17581-1998《真空管太阳集热》
GB/T4272-1992《设备及管道
GB/T8175-1987《设备及管道保温设计导则》
2施工组织管理
本工程在施工前，施工
人员应熟悉工程设计文件和房屋的结构，并配合用户做好屋面孔洞的预留及水路管线的布置，屋面防水层的处理保护等有关注意事项。
在安装过程中严格按国家和行业有关标准及规范精心施工，精心组织检查验收，以优良的管理确保工程质量达到优良。
在施工组织上，实行项目经理负责制，项目经理负责整个工程的技术、质量、安全及施工管理。
施工的每个环节都有专业责任人负责，使工程施工管理科学化，规范化。
为了使该工程能一次性达到优良等级，特制定以下管理规定：
1、提供一流的太阳能热水器产品，由专业安装人员安装。
按有关的标准规范完成工程施工，确保工程质量及进度符合合同的要求，按期向用户移交工程。
2、工程施工前，先让安装人员熟读施工图纸，以保证工程严格地按设计图纸进行施工。
3、负责施工现场的看守和保卫工作，确保工程、人身和财产不受伤害。
4、保证施工现场清洁状况符合有关规定，做到文明施工。
5、按用户要求做好施工现场及邻近建筑、设备及管线的保护工作。
（焊接时应在焊接点做好保护，以防破坏屋面。
）
6、在工程施工的过程中，虚心和耐心地接受用户的监督、检查和反馈意见。
融洽与用户的关系，树立华扬品牌形象。
7、做好与土建单位的协调配合工作，共同做好工程，让用户满意。
8、做好安全防护措施，高空作业系好安全带，戴好安全帽。
并负责施工现场其它的安全工作。
9、已竣工工程正式交付用户之前，负责已完工程的成品保护工作。
10、工程竣工并经用户验收后，按规定要求，向用户提供产品合格证书、使用说明书等竣工资料，并为用户培训1～2名系统操作工。
3工程质量保证体系及质量标准
为了确保工程质量，应从工程方案设计，到产品制造、安装全过程都纳入ISO9001质量保证体系，并设立由专业技术人员承担的工程项目负责人技术责任制，现场施工设立质量监督员。
在施工过程中，严格按照合同内容、工期和安装质量要求进行施工安装，工程质量符合标准要求。
1、工程设计：
工程合同签定后，工程部即派工程技术人员到现场实地勘察，根据用户要求和现场考察的实际情况进行工程设计并制定施工方案。
2、产品制造：
符合国家、行业与企业标准
GB/T17049-97全玻璃真空太阳集热管
GB/T17581-98真空管太阳集热器
3、工程验收：
严格按照国家标准GB/T18713-2002《太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范》及华扬公司企业标准GCB-J001《太阳能热水工程施工安装及验收技术要求》（参照国家标准征求意见稿制定）、GCB-J002《太阳能热水工程电气部分施工条例》的要求进验收。
华扬公司工程质保体系网络图
五、售后服务及承诺
“把阳光献给社会，把温暖留给用户。
”
本公司本着此宗旨为用户服务，积极做好售后服务工作。
本公司（集团）创办十九周年以来，已拥有一套完善的质量保证体系，并通过了ISO9001国际质量体系认证，其卓越的品质让你无后顾之忧。
为方便用户，本公司实行三级售后服务体系，在全国各地均设立办事处。
当系统运行出现故障时，本公司在接到用户通知后，将及时派人去现场排除故障。
服务口号：
一个电话，无牵无挂！
服务承诺：
身边的华扬，永远的服务！
服务宗旨：
优质、快捷、诚信，保证用户满意！
服务方式：
零距离接近，零距离服务。
服务守则：
123456服务守则，即
一保证：
保证用户满意
二杜绝：
杜绝用户二次投诉；杜绝弄虚作假
三不分：
不分用户在何处购买；不分是谁的责任；不分“三包”期内还是“三包”期外，必须先行服务，再作商谈
四接受：
接受所有用户咨询、投诉，不推委；接受用户监督；接受华扬驻外机构的管理；接受华扬公司的考核
五不准：
不准吸用户一支烟；不准收用户一份礼；不准损坏和弄脏用户一件物品；不准乱收服务费；不准与用户发生争执和纠纷
六必须：
必须统一着装；必须按预约时间上门；必须使用标准文明用语；必须携统一的垫布、盖布；必须向用户讲解使用方法和注意事项；必须认真清理安装现场
服务流程：
◆免费设计：
设计人员接受用户要求后，及时反馈咨询，为用户设计出最佳方案以供参考。
◆及时排忧：
在接到报修后，当地售后人员24小时到位，因当地售后人员无法解决的故障，总公司派工程师48小时内到位。
◆诚信服务：
在工程洽谈过程中我方愿意向用户提供真实、准确的各类相关技术资料以供参考。
工程合同签定后严格遵守合同内容，保
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