高层建筑规模化应用太阳能热水系统设计与研究

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高层建筑规模化应用太阳 能热水系统设计与研究

太阳能热水器的发展历程

闷晒式

平板式

全玻璃真空管

热管真空管

论文内容第一章 绪论 太阳能热水系统的分类、 第二章 太阳能热水系统的分类、特点及适用性 第三章 高层建筑应用太阳能热水系统工程设计实例 第四章 设计方案的可行性分析 第五章 结论与展望

绪论太阳能与建筑一体化概念的提出1 充分利用建筑的向阳部位(如阳台、屋顶等) 充分利用建筑的向阳部位(如阳台、屋顶等)安置太 阳能设备； 阳能设备； 与小区规划、建筑设计、设备安装及验收同步， 与小区规划、建筑设计、设备安装及验收同步，节省 太阳设备成本； 太阳设备成本； 太阳能系统和建筑有机结合，外观上和谐统一； 太阳能系统和建筑有机结合，外观上和谐统一；

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4 设计时，太阳能构件可作为建筑构件并可承担部分建 设计时， 筑功能。 筑功能。

国外太阳能热水器的发展情况1 开发新型太阳能集热 器，作为建筑元素， 具有“建筑职能”, 专注于整合质量 2 形成以集热器替代建 筑墙(屋)面材料的发展 趋势

太阳能与建筑一体化

太阳能热水系统与高层建筑一体化存在问题1 遮挡问题 低层用户日照时间不足 2 热损失问题 管路长，低层用户热效率下降 管路长， 3 集热面积有限 高层建筑用户多， 高层建筑用户多，可以安装集热器的面积相对有限 4 集热器安装问题 家庭购买，自行安装， 家庭购买，自行安装，严重影响建筑的功能和美观

本课题设计的主要内容(1)分析天津具体的气象特点，探讨太阳能热水 集热器在建筑规模化应用中的安装方式，用 AUTOCAD2007直观的设计一本太阳能集热器安 装方案图册。 (2)对太阳能热水器的管网进行设计，绘制供热 管路图。 (3)提出一套太阳能集热器性能检测实验台的方 案，包括配备的数据采集系统，能对各种类型集 热器的运行性能进行实验研究。 (4)对所设计的典型的太阳能热水系统进行节能 特性、环保特性分析。

太阳能热水系统的分类、 第二章 太阳能热水系统的分类、特点及适用性1 自然循环单水箱系统 水箱底部需高于用水点 至少5米只适用于对热 至少 米只适用于对热 水质量和建筑物外观要 求不太高的场合 2 强制循环直接式单水箱系统 适用于热水供应规模较大， 适用于热水供应规模较大，建 筑外观要求严格， 筑外观要求严格，水质和防冻 要求不高的场合。 要求不高的场合。

放气阀 太阳能集热器 辅助热源 热 水 供 给太阳能集热器

放气阀 辅助热源 热 水 供 给

热水箱

热水箱

自 来 水 补 给

自 来 水 补 给

3 工质不结冰，可以在寒 工质不结冰， 冷地区使用。 冷地区使用。 工质不结冰， 工质不结冰，可以在寒 冷地区使用。 冷地区使用。适用于热 水供应面积较大， 水供应面积较大，对热 水质量要求不高， 水质量要求不高，建筑 外观要求严格， 外观要求严格，有防冻 要求的场合。 要求的场合。

放气阀 太阳能集热器 辅助热源 热 水 供 给

热水箱

自 来 水 补 给

目前高层住宅太阳能热水系统供热方案 系统方案

集中供热水方案 优点： 优点：运行稳定 造价低 不足： 不足：屋顶面积 有限， 有限，热 损失较大

分散供热水方案 优点： 优点：系统独立 不存在收 费问题 不足： 不足：遮挡问题

高层建筑应用太阳能热水系统工程设计实例本工程系天津双港新家 地块D户型 园5-1地块 户型 层住 地块 户型18层住 宅，层高2.9米，每幢共 层高 米 69户 户

集热器面积计算直接系统集热器总面积

Ac = QwCw (tend ti ) f / J Tηcd (1 η L )间接系统集热器总面积

AI N

FRU L AC = AC 1 + U hx Ahx

设计理念Phase 1 Phase 2 Phase 3

充分利用屋顶面 积，在屋顶尽可 能多的布置平板 型集热器。 型集热器。

当屋顶集热器已 经布满， 经布满，仍不能 满足所有用户需 求时， 求时，计算不能 满足的用户数目， 满足的用户数目， 在高层用户的南 向阳台布置阳台 壁挂式集热器， 壁挂式集热器， 采用分散供热水 系统。 系统。

供热系统采用强 制循环间接式单 水箱系统， 水箱系统，工质 采用防冻液( 采用防冻液(主 要为乙二醇溶 液)。

建筑外观图设计方案为坡屋顶布 置50块PJ-2.0A型集热 块 型集热 器； 9—17层18块南立面布 层 块南立面布 置PGT-3.0型集热器 型集热器

集中供热系统图集热器

坡屋顶布置50块 坡屋顶布置 块PJ2.0A型集热器，采用集 型集热器， 型集热器 中分户供热水系统对 1—8层全体用户、9— 层全体用户、 层全体用户 17层北向用户还有 层 层北向用户还有18层 层北向用户还有 全体用户供热

防冻液供水管

防 冻 液 回 水 管