太陽(yáng)能供暖畢業(yè)論文

1、<p>　　太陽(yáng)能供暖畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文）</p><p><b>　　姓 名：×××</b></p><p>　　系 部：新能源應(yīng)用工程系</p><p>　　專 業(yè)：光熱技術(shù)及應(yīng)用</p><p>　　指導(dǎo)老師：××× <

2、/p><p><b>　　二零一三年十月</b></p><p><b>　　【摘要】</b></p><p>　　隨著節(jié)能設(shè)計(jì)意識(shí)的不斷提升，太陽(yáng)能建筑在建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)中發(fā)揮重要作用，其逐漸成為建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的重要途徑。鑒于此，本文結(jié)合某高層住宅供熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例，設(shè)計(jì)時(shí)采用太陽(yáng)能與各戶燃?xì)鉄崴鬏o助加熱供水方式，通過節(jié)能

3、效益分析，得出該供熱水系統(tǒng)具有較明顯的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，同時(shí)通過該實(shí)例探討了該供熱水系統(tǒng)在高層住宅中的應(yīng)用，為同類工程提供參考借鑒?！　娟P(guān)鍵詞】建筑節(jié)能；太陽(yáng)能；供熱水系統(tǒng)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　概述............................................................

4、....................3</p><p>　　工程介紹.......................................................................4</p><p>　　設(shè)計(jì)參數(shù)......................................................................4&l

5、t;/p><p>　　計(jì)算集熱面積.............................................................4</p><p>　　畫供熱系統(tǒng)原理圖......................................................5</p><p>　　太陽(yáng)能供熱系統(tǒng)設(shè)計(jì).............

6、....................................7</p><p>　　太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)介紹...........................................9</p><p>　　總結(jié)................................................................................

7、...11</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　概述　　太陽(yáng)能將經(jīng)過3個(gè)階段，最后成為人類的主要能源，目前已基本完成第1個(gè)發(fā)展階段，正在邁向第2個(gè)階段，并為向第3個(gè)階段發(fā)展在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上積蓄力量。</p><p>　　第1階段是以非聚光的平板型集熱器為主，包括非聚光的密排式真空管集熱器。</p>&

8、lt;p>　　第2階段，近年已開始，其主要標(biāo)志是太陽(yáng)能采暖開始被人們重視，太陽(yáng)能發(fā)電開始走向較大規(guī)模的示范。</p><p>　　第3階段，太陽(yáng)能光熱轉(zhuǎn)換光電轉(zhuǎn)換將有更大的發(fā)展，太陽(yáng)能發(fā)電將占全國(guó)總發(fā)電量的很大比重，太陽(yáng)能成為主要能源之一，太陽(yáng)能發(fā)電與常規(guī)能源相比，已具有技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的競(jìng)爭(zhēng)力?！?我國(guó)建筑能耗已占全國(guó)總能耗的三分之一以上，已經(jīng)嚴(yán)重制約了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。建筑節(jié)能意義重大，其中炊事、熱水占

9、有相當(dāng)比例。面對(duì)能源危機(jī)和環(huán)境問題，國(guó)家對(duì)可再生能源的利用高度重視。在可再生能源法中，國(guó)家鼓勵(lì)單位和個(gè)人安裝和使用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。該項(xiàng)目采用太陽(yáng)能與各戶燃?xì)鉄崴鬏o助加熱供水方式，單戶計(jì)量收費(fèi)方式為住戶提供生活熱水。該項(xiàng)目建成后，將達(dá)到顯著的節(jié)約建筑能耗、減少環(huán)境污染、保持建筑原型設(shè)計(jì)的三項(xiàng)完美結(jié)合效果，可對(duì)大面積住宅小區(qū)的太陽(yáng)能熱水工程提供很好的示范作用。</p><p><b>　　一、工程介紹&l

10、t;/b></p><p>　　例：本工程為高檔公寓項(xiàng)目，位于深圳市某小區(qū)，項(xiàng)目共有高層住宅樓3棟，層高為28層，共有住宅279戶。3棟住宅全部配置太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，每棟一套，獨(dú)立運(yùn)行。太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)供應(yīng)范圍15層到28層，保證率不小于60%，建筑總高100m,總建筑面積1200m。供熱水系統(tǒng)方式采取集中集熱、集中儲(chǔ)熱集中熱水供應(yīng)，每戶燃?xì)鉄崴到y(tǒng)輔助。設(shè)備布置方式是，集熱器布置于屋面構(gòu)架上，而保溫水箱布置于

11、梯間屋頂上。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)參數(shù)</b></p><p><b>　　2.1地點(diǎn)</b></p><p>　　上海:冬季供熱熱值標(biāo)為83w/㎡,北京：90—100w/㎡(建筑面積） </p><p><b>　　2.2 地理位置 </b></p>

12、<p>　　上海:東經(jīng)120°51′～122°12′，北緯30°40′～31°53′ （南方）</p><p>　　北京:北緯39度54分，東經(jīng)116度23分 （北方）</p><p>　　2.3 計(jì)算總供熱負(fù)荷？</p><p>　　深圳：取上海冬季供熱熱指標(biāo)為83w/㎡</p><p>

13、　　由題目可得供熱負(fù)荷公式Q=q*A/1000 </p><p>　　即 Q=1200㎡*95w/㎡/1000</p><p><b>　　=114w </b></p><p>　　Q——供暖設(shè)計(jì)總熱負(fù)荷， KW； </p><p>　　A——供暖建筑物的建筑面積， ㎡ ； &

14、lt;/p><p>　　q——供暖建筑面積概算熱指標(biāo)， W/㎡ </p><p><b>　　三、計(jì)算集熱面積</b></p><p>　　Ac=86400QHf/JT?cd(1-?2)</p><p>　　Ac~~~直接系統(tǒng)集熱器總面積，㎡</p><p>　　QH~~~建筑物耗熱量，w<

15、/p><p>　　JT~~~當(dāng)?shù)丶療崞鞑晒饷嫔系钠骄仗?yáng)輻照量，J/(㎡d)</p><p>　　f~~~太陽(yáng)能保值率，％</p><p>　　?cd~~~基于總面積的集熱器平均集熱效率，（去0.55）</p><p>　　?2~~~管路及貯熱裝置熱損失率，（取0.2）</p><p><b>　　太陽(yáng)能保證率

16、選取表</b></p><p>　　由于地理位置 深圳屬于第三類地區(qū) 即f取60％ JT取800w/㎡</p><p>　　Ac=86400QHf/JT?cd(1-?2)</p><p>　　解： =86400*114*60％/800*0.55*0.8</p><p>　　=16789.091㎡</p>

17、<p>　　四、畫供熱系統(tǒng)原理圖</p><p>　　該熱水系統(tǒng)是由太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)和補(bǔ)熱系統(tǒng)兩部分組成，為了更好的利用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，達(dá)到節(jié)能降耗的目的，我們采用太陽(yáng)能與容積式換熱器共同補(bǔ)熱的方式：在天氣情況良好，日照充足的情況下，太陽(yáng)能系統(tǒng)加熱出的熱水水溫達(dá)到使用要求時(shí)（如>40℃），容積式換熱器補(bǔ)熱系統(tǒng)不必啟動(dòng)，熱水流經(jīng)換熱器送至用水點(diǎn)。在天氣情況對(duì)理想時(shí)（如：陰晴變化），太陽(yáng)能加熱出的熱水

18、達(dá)不到使用的標(biāo)準(zhǔn)，則必須通過容積式換熱器進(jìn)行補(bǔ)熱之后送至用水點(diǎn)。依此減少鍋爐的耗能量，達(dá)到節(jié)能目的。在長(zhǎng)期陰雨天的情況下，太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)加熱的水溫達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)。即T4-T5＜10℃（可以根據(jù)使用情況自行設(shè)定）時(shí)，太陽(yáng)能系統(tǒng)不再通過板換對(duì)自來水進(jìn)行補(bǔ)熱，使用熱水直接通過容積式換熱器加熱得到。</p><p>　?。?）全玻璃真空管太陽(yáng)能系統(tǒng)：</p><p>　　全玻璃真空管太陽(yáng)能熱水系

19、統(tǒng)是由：桑普全玻璃真空管太陽(yáng)能集熱器、太陽(yáng)能水箱、循環(huán)泵、管路等組成。全玻璃真空管太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)采用定溫防水的運(yùn)行方式?？刂葡到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)了智能化、全自動(dòng)運(yùn)作。還可以完成對(duì)防凍、補(bǔ)水、輔助加熱過程的自動(dòng)控制，同時(shí)具備手動(dòng)加熱、手動(dòng)上水等控制功能。主要功能說明：</p><p>　?。?）太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的循環(huán)方式：</p><p>　　全玻璃真空管太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)采用定溫放水的運(yùn)行方式。即：在集熱器

20、上設(shè)置溫度傳感器T3。當(dāng)檢測(cè)到T3大于設(shè)定溫度時(shí)，微電腦控制器開啟循環(huán)泵，通過循環(huán)泵產(chǎn)生的水壓將水箱中較冷的水頂入集熱器中。與此同時(shí)，集熱器中被加熱且達(dá)到設(shè)定溫度的水送入水箱。當(dāng)檢測(cè)到T3小于設(shè)定溫度時(shí)，微電腦控制器關(guān)閉循環(huán)泵，使未達(dá)到設(shè)定溫度的水在集熱器中加熱。等待溫度達(dá)到設(shè)定值要求時(shí)，須環(huán)泵再次開啟。依此往復(fù)運(yùn)行將集熱器吸收的太陽(yáng)能置換到水箱里的水中。</p><p>　　（3）太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的補(bǔ)水：<

21、/p><p>　　由于系統(tǒng)太陽(yáng)能加熱循環(huán)系統(tǒng)與用水循環(huán)系統(tǒng)是相對(duì)獨(dú)立的，太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)加熱出的熱水作為自來水的家熱源。我們采用浮球閥控制水箱水位。</p><p>　?。?）太陽(yáng)能循環(huán)回路的防凍：</p><p>　　防凍采用微循環(huán)的防凍方式。在太能循環(huán)管路溫度較低的部位設(shè)置一個(gè)溫度探頭—T2，在室內(nèi)上水管路上設(shè)置另一個(gè)溫度探頭—T1。因?yàn)槭覂?nèi)自來水管不會(huì)結(jié)凍，當(dāng)T1－

22、T2＞4℃時(shí)，循環(huán)泵啟動(dòng)，通過循環(huán)、液體流動(dòng)起到集熱器與管路的防凍作用。當(dāng)T1－T2＜2℃時(shí)防凍循環(huán)泵停止運(yùn)行。依此保證循環(huán)管路及集熱器在較冷的冬季不被凍壞，系統(tǒng)正常運(yùn)行。</p><p><b>　　太陽(yáng)能供熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　5.1設(shè)計(jì)依據(jù)</b></p><p>　　1．《建筑給誰排水設(shè)計(jì)

23、規(guī)范》GB50015-2003</p><p>　　2．《民用建筑太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GB50364-2005</p><p>　　3．《太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝及工程驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》GB/T 18713-2002</p><p><b>　　5.2設(shè)計(jì)參數(shù)</b></p><p><b>　　氣象參數(shù)&

24、lt;/b></p><p>　　年太陽(yáng)能輻照量：水平面5179MJ/㎡，40度傾角表面5845MJ/㎡</p><p>　　年平均日平均輻照量：水平面14.2MJ/㎡·d，40度傾角表面16MJ/㎡·d</p><p>　　年日照時(shí)數(shù)：2756h</p><p>　　年平均每日日照時(shí)數(shù)：7.3h</p>

25、<p>　　年平均環(huán)境溫度：13℃</p><p><b>　　集熱器參數(shù)</b></p><p><b>　　全玻璃真空管集熱器</b></p><p><b>　　集熱器參數(shù)</b></p><p><b>　　熱水用量</b></

26、p><p>　　熱水用水量標(biāo)準(zhǔn)和用水量詳見表1。日用水量為396.84m3/d，最大時(shí)用水量為57.2m3/h。</p><p>　　生活熱水用水量表 表4</p><p><b>　　熱媒</b></p><p>　　熱媒采用鍋爐房提供的蒸汽（壓力為0.40-0.50M Pa）加太陽(yáng)能

27、輔助加熱，以達(dá)到部分解能的目的。</p><p><b>　　供水方式</b></p><p>　　整個(gè)項(xiàng)目的熱水供應(yīng)主要以鍋爐房提供的蒸汽為熱媒，通過水泵房?jī)?nèi)的浮動(dòng)盤管換熱器提供整個(gè)醫(yī)院的熱水需要。熱水系統(tǒng)采用機(jī)械循環(huán)，24小時(shí)供水。</p><p>　　太陽(yáng)能系統(tǒng)作為鍋爐供熱的補(bǔ)充。太陽(yáng)能系統(tǒng)產(chǎn)生的熱水作為自來水的一次補(bǔ)熱熱源。即：太陽(yáng)能加

28、熱出的熱水存儲(chǔ)在儲(chǔ)熱水箱中，當(dāng)達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)（如30），儲(chǔ)熱水箱中的熱水通過板式換熱器對(duì)自來水承壓水箱中的自來水進(jìn)行一次補(bǔ)熱。提高浮動(dòng)盤管換熱器補(bǔ)水的初始溫度，達(dá)到節(jié)能目的。當(dāng)溫度不夠時(shí)，直接由自來水承壓水箱補(bǔ)水，太陽(yáng)能補(bǔ)水和市政補(bǔ)水根據(jù)太陽(yáng)能集熱器水箱中水的溫度進(jìn)行自動(dòng)控制進(jìn)行切換。</p><p>　　太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)介紹</p><p>　　1、集熱器：太陽(yáng)能的熱利用中，關(guān)鍵是將太

29、陽(yáng)的輻射能轉(zhuǎn)換為熱能。由于太陽(yáng)能比較分散，必須設(shè)法把它集中起來，所以，集熱器是各種利用太陽(yáng)能裝置的關(guān)鍵部分。由于用途不同，集熱器及其匹配的系統(tǒng)類型分為許多種，名稱也不同，如用于炊事的太陽(yáng)灶、用于產(chǎn)生熱水的太陽(yáng)能熱水器、用于干燥物品的太陽(yáng)能干燥器、用于熔煉金屬的太陽(yáng)能熔爐，以及太陽(yáng)房、太陽(yáng)能熱電站、太陽(yáng)能海水淡化器等等。</p><p>　　2、貯水箱：儲(chǔ)水箱是太陽(yáng)能熱水器的主體，有承壓式水箱和非承壓式水箱之分。安

30、裝完畢的儲(chǔ)水箱如果與外界空氣不聯(lián)通則稱為承壓式水箱；如果與外界聯(lián)通則稱為非承壓式水箱。</p><p>　　太陽(yáng)能熱水器儲(chǔ)水箱包括進(jìn)水口和出水口儲(chǔ)水容器，儲(chǔ)水容器上設(shè)有接太陽(yáng)能集熱器上端口的循環(huán)進(jìn)水口和接太陽(yáng)能集熱器下端口的循環(huán)出水口，循環(huán)進(jìn)水口在儲(chǔ)水容器中的管口位置高于循環(huán)出水口在儲(chǔ)水容器中的管口位置。集熱器加熱的水自動(dòng)上升，由管口位置較高的循環(huán)水進(jìn)水口進(jìn)入儲(chǔ)水器，儲(chǔ)水器中溫度較低的水自動(dòng)從管口位置較低的循環(huán)水

31、出水口流入集熱器，形成水的自然對(duì)流循環(huán)，通過儲(chǔ)水器與集熱器中的水充分循環(huán)熱交換而有效利用太陽(yáng)能。</p><p>　　3、輔助熱源：陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的常用輔助熱源有：市政熱力管網(wǎng)、電加熱、常規(guī)燃油（燃?xì)猓╁仩t、電鍋爐、冷凝燃?xì)忮仩t、空氣源熱泵、水（地）源熱泵等。</p><p>　　按控制模式分類有：手動(dòng)控制、全日自動(dòng)控制、定時(shí)控制，目前系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)用最廣的是全日自動(dòng)控制。</p>

32、<p>　　為了保證生活熱水的供應(yīng)質(zhì)量，輔助熱源應(yīng)該按照熱水供應(yīng)系統(tǒng)的負(fù)荷選取</p><p>　　4、管路：太陽(yáng)能與用戶連接的通道，如果出現(xiàn)問題，就會(huì)水漫金山或水灌滿營(yíng)，后果不堪設(shè)想。太陽(yáng)能用的水管為膠聯(lián)管，一般用一看二握三上火的方法來驗(yàn)證。一看：管壁厚度均勻顏色純正；二握：用水管30公分180度對(duì)握幾次，次的水管對(duì)握處發(fā)白，好的水管對(duì)握處發(fā)亮；三上火：用水管50公分在燃?xì)庠钌限D(zhuǎn)圈燒中間，當(dāng)把水管

33、燒有透明狀時(shí)，雙手反方向轉(zhuǎn)數(shù)圈，松手能復(fù)原，雙手用力外拔中間，開口越圓越齊、斷開聲越大質(zhì)量越好。</p><p>　　5、供熱末端：太陽(yáng)能系統(tǒng)效率與集熱器種類和工質(zhì)的工作溫度密切相關(guān)，太陽(yáng)能供熱采暖系統(tǒng)的散熱部件按以下原則選用：</p><p>　　1. 太陽(yáng)能供熱采暖系統(tǒng)應(yīng)優(yōu)先選用低溫輻射供暖系統(tǒng)。</p><p>　　2. 水-空氣處理設(shè)備和散熱器系統(tǒng)宜使用在6

34、0-80℃工作溫度下效率較高的太陽(yáng)能集熱器，如高效平板太陽(yáng)能集熱器或熱管真空管太陽(yáng)能集熱器。該系統(tǒng)適合夏熱冬冷或溫和地區(qū)。</p><p>　　3. 熱風(fēng)采暖系統(tǒng)適宜低層建筑或局部場(chǎng)所需要供暖的場(chǎng)合。</p><p>　　運(yùn)行控制：1.設(shè)置鍵：用來設(shè)置電加熱的溫度上限和加水的水位上限； </p><p>　　2.加水水位鍵：加水或終止加水；進(jìn)入設(shè)置后用來設(shè)置

35、水位上限的值；設(shè)置定時(shí)加水或取消定時(shí)加水； </p><p>　　3.加溫水溫鍵：加熱或終止加熱；進(jìn)入設(shè)置后用來設(shè)置溫度上限的值；設(shè)定定時(shí)加熱或取消定時(shí)加熱； </p><p>　　4.管道保溫鍵：?jiǎn)?dòng)關(guān)閉管道保溫；或“管道循環(huán)鍵”：?jiǎn)?dòng)關(guān)閉管道循環(huán)； </p><p>　　5.溫控開關(guān)鍵：手動(dòng)關(guān)閉或開啟溫控上水功能。 </p>&l

36、t;p>　　7、防凍措施：1、常用防凍：在冬季晴天正常使用時(shí)，當(dāng)氣溫低于0℃時(shí)，每天最好少量、多次使用熱水器里的水。尤其在睡覺前和起床后，放少量水以使管道內(nèi)的水流動(dòng)，依靠水溫來增加管道溫度。氣溫越低越要多放水，以防水管凍堵。 2、滴水防凍：平時(shí)留心天氣預(yù)報(bào)，當(dāng)氣溫降到-7℃以下時(shí)，晚上用完熱水后，將水箱上滿水。此后在噴頭或水龍頭下接一水盆，把熱水閥松開一點(diǎn)，使其慢慢滴水，以保持管道內(nèi)水的流動(dòng)，一般一晚上

37、一盆水的流量可避免管道凍堵。 3、放空防凍：如果管道在安裝時(shí)沒有反坡的話，用完水后，可將熱水器放空，并保持放水閥常開，這樣就不會(huì)使管道凍堵了。 4、凍堵咋辦：氣溫回升后一般即可自動(dòng)疏通，但多次凍堵容易使管道凍裂</p><p>　　總結(jié)：本文結(jié)合某高層住宅供熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例，設(shè)計(jì)時(shí)采用太陽(yáng)能與各戶燃?xì)鉄崴鬏o助加熱供水方式，通過節(jié)能效益分析，得出該供熱水系統(tǒng)

38、具有較明顯的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，同時(shí)通過該實(shí)例探討了該供熱水系統(tǒng)在高層住宅中的應(yīng)用，為同類工程提供參考借鑒。太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，熱流密度較低，即工質(zhì)的溫度也較低，安全可靠，具有承壓能力強(qiáng)、吸熱面積大等特點(diǎn)，是太陽(yáng)能與建筑一體化最佳選擇供暖選擇之一。</p><p>　　其應(yīng)用范圍為：企業(yè)、事業(yè)單位、工廠、院校、賓館酒店、醫(yī)院、社區(qū)、游泳池（包括機(jī)關(guān)等集體單位和家庭）等陽(yáng)光資源良好且需供暖的區(qū)域。</p

39、><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　【1】張春陽(yáng) * 太陽(yáng)能熱利用技術(shù) * 浙江科學(xué)技術(shù)出版社</p><p>　　【2】吳振一、竇建清 * 全玻璃真空太陽(yáng)集熱管熱水器及熱水系統(tǒng) * 清華大學(xué)出版社</p><p>　　【3】賈英洲 * 太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)與安裝 * 人民郵政出版社 <