大型小区利用太阳能设计方案

大型小区利用太阳能设计方案内容摘要：

3。 m176。 C) a、 保温层厚度计算 δ =3. （式 —— 6） δ —— 保温层厚度（ mm）； dw—— 管道的外径（ mm）； λ —— 保温层的导热系数（ KJ/h m 176。 C）； 第 15页 t—— 未保温的管道的外表面的温度（ 176。 C）； q—— 保温后的允许热损失（ KJ/m h）。 根据建设部 2020年颁布的《全国民用建筑工程设计技术措施给水排水》中的规定，当管道中的流体的温度为 60176。 C时，允许的热损如下 内径公称尺寸（ mm） 20 25 32 40 50 70 允许热损（ KJ/m h） DN 50 的管道（钢）的外径分别为 、 48mm、 60mm，未保温的管道的外表面的温度 t：由于钢的导热系数很大，管道壁又薄，所以可以认为管道的外表面的温度和流体的温度相等（误差不超过 176。 C）。 计算的保温层厚度如下： b、结果验证 和实际热损 （ a） 模型的建立 由传热学公式可知，热水通过管道壁和保温层传热给空气的过程总热阻为 保温材料厚（ mm） 公称管径（ mm） 聚氨脂 聚苯乙烯 聚乙烯 岩棉 25 24 29 36 43 40 25 30 36 43 50 25 30 36 43 r 3r 1t 1t 2t 3t 4r 2t 5 如图所示是包裹着保温材料的管道的横截面。 设管道中的热水温度为 t1,管道内壁的温度是 t2,管道和保温材料接触处的温度为 t3,保温材 料外表面的温度为 t4,管道所处空间的温度为 t5；设管道的内径是 r1,外径是 r2,保温材料的外径是 r3。 设管道材料的导热系数为λ 1,保温材料导热系数为λ 2，管内热水和管外空气与管壁间的对流换热系数分别α α 2。 第 16页 R=1/(2α 1π r1)+(lnr2/r1)/2πλ 1+(lnr3/r2)/2πλ 2+1/2α 2π r3 = R1+R2+R3+R4 （式 —— 7） 式中： R1—— 管内对流换热热阻， R1=1/(2α 1π r1)； R2—— 管壁导热热阻， R2=(lnr2/r1)/2πλ 1； R3—— 保温层导热热阻， R3=(lnr3/r2)/2πλ 2； R4—— 保温层外对流换热热阻， R4=1/2α 2π r3。 热水通过管道壁和保温层传递给空气的热量为： q=(t1t5)/(R1+R2+R3+R4) （式 —— 8） 由于所计算的管道材料为铸铁、钢或者铜，其导热系数都很大，而且管道壁的厚度很小，所以其热阻可以忽略，认为其外壁温度和其中热水的温度相等；同时，为了计算的简便可以将 R4忽略，这样得出的结果将比实际的值偏大，但若在偏大的情况下任满足表 ——3的要求 ，则精确的结果肯定也能满足。 所以 q≈ (t1t5)/ R3=(t1t5)/(lnr3/r2)/2πλ 2 （式 —— 9） （ b）结果验证 在采用同一种保温材料并且厚度也相同的条件下，如果环境的温度不相同，管道的热损是不一样的。 为了验证所选用的保温层是否符合使用要求，现根据一月份（全年温度最低的月份）的平均气温的高低来分别进行验证。 公称管径（ mm） 保温材料 导热系数 (KJ/hm176。 C) 保温层厚度 (mm) 不同温度下一月份实际热损（ KJ/hm） ≥ 10 ≥ 0 ≥－ 10 ≥－ 20 ≥－ 30 25 聚氨脂 24 聚苯乙烯 29 聚乙烯 36 岩棉 43 第 17页 40 聚氨脂 25 聚苯乙烯 30 聚乙烯 36 岩棉 43 50 聚氨脂 25 聚苯乙烯 30 聚乙烯 36 岩棉 43 从上表可以看出，在所选用的保温材料质量合格（满足国标或相关的行业标准）的情况下，上面计算出的最小厚度是满足使用要求（热损不超过规定值）的。 （ c）建议选用厚度 在实际工程中选用保温材料的时候，其厚度不得低于上面列出的最小厚度。 为了使管道保温达到好的效果，建议保温层厚度选用厚度值： 保温材料 聚氨脂 聚苯乙烯 聚乙烯 岩棉 保温层厚度 (mm) 30 35 40 50 系统管道的选择 a、系统管道的选择： 太阳能集热循环管道：全部采用 DN32不锈钢管和相应的管件。 热泵集热循环管道：全部采用 DN32不锈钢管和相应的管件。 热水取水管道：根据设计要求采用 DN70和 DN80的不锈钢管 或采用Φ 75和Φ 90 PPR管 b、管道热损失 (冬季温度为 5℃时 ): QS=2π L(T1T3)/[ (LnR2/ R1)/ λ a+(LnR3/ R2/ λ b)] =2**(555)*300/ [ ()/ 44+ ()/]= W =17073kJ/h 管道每小时温降 : Δ T= 17073 KJ/小时 /1200L/ = ℃ 第 18页 c、管道保温： 均 采用 30MM聚乙烯保温管，外包镀锌薄板。 系统用水泵的选择 a、 太阳能集热循环泵 六栋楼 (6 套 )热水系统各采用 2台（一备一用） PH101E德国 WILO； b、 热泵集热循环泵 六栋楼 (6 套 )热水系统各采用 2台（一备一用） PH251E德 国 WILO； C、 冷水补水泵 六栋楼 (6 套 )热水系统各采用 2台（一备一用） PH101E德国 WILO； 电子水处理器的选择： 六栋楼 (6 套 )热水系统各采用 1台高频电子水处理器。 1集热器支架确定 依支撑面角度安装。 1自动控制系统 该自动控制系统具有如 下功能： （ 1）、 6栋太阳能系统的控制中心设在物业管理中心机房，通过电脑实现远距离控制。 （ 2）、水温、水位，电流、电压显示。 （ 3）、水温、时间可任意设定，实现任意恒温供水，保证用户 24小时连续热水供应。 （ 4）、自动温差循环，系统热效率高，并能充分利用阴天的低温热水。 （ 5）、水温、水位双路自控定温上水，系统初次供热水快。 （ 6）、供水管路实行自控恒温循环，保证用户随开 随 用热水。 （ 7）、系统热泵和太阳能制热自动切换，并充分利用太阳能。 （ 8）、系统智能自控防过热保护，储热水箱温度超过 85度自动停止制热。 第 19页 （ 9）、系统智能化运行，实现无人值守。 （ 9）、系统实现自动和手动切换。 1抗风压计算 太阳集热器最大受风面积为集热器集热面外形面积： S＝ A sin30176。 ＝ 176。 ＝ ㎡ 受力分析如下图： 3 0 176。 NGGF 拉F 风F 风yxN3 0 176。 福州地区 50 年一遇最大风压为 ㎡即 700N/㎡， 因无反射器及顶置式水箱，减小了迎风面积，提高了集热器抗风能力。 吹北风时受力最大为： F 风 =700N/㎡ ㎡ = 840N 由以上受力分析列出 F 风 x+Gx=Nx F 风 y+Ny= Gy 其中 G＝ 75kg ＝ 735N F 风 x＝ F风 cos30176。 ＝ 840N ＝ F 风 y＝ F风 sin30176。 ＝ 840N ＝ 420N Gx＝ Gsin30176。 ＝ 735N = N 第 20页 Gy＝ Gcos30176。 ＝ 735N = 则 Nx＝ F 风 x+Gx＝ + N＝ Ny＝ F 风 y— Gy＝ 420N— N＝－ 说明 Ny方向相反即。