云南某高层住宅太阳热水系统工程改造设计方案

一、业主要求概述

现有2吨燃油蒸汽锅炉（型号：WNS2-1.25-Y（Q），额定蒸发量：2t/h，额定蒸汽压力：1.25MPa，额定蒸汽温度：194℃），每班油耗 L。为降低燃油消耗，要求设计安装太阳能锅炉预热系统。
在101、103、106、201、202、204工房（车间）设计安装热水洗手装置。
原可利用条工程项目位于昆明市东郊经济技术开发区昆船工业园内。
锅炉房为石棉瓦顶，建议业主改造为镀锌金属瓦屋面，以便在屋面布置太阳集热单元。室内现有1600×1600×2200软水箱一只，需拆除。
车间洗手系统：106工房现有集中供热太阳-电二元热水系统可以利用，不必另建热水装置，只需布置洗手间管道即可；另外5个工房需设计安装热水装置，并布置洗手间管道。

二、设计依据
根据业主要求及有关现行国家标准、规范和规程。 GB/T19141-2003 《太阳能热水系统技术条件》 GB/T18713-2002 《太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范》 GB50015-2003 《建筑给水排水设计规范》 DB53/T104-2003 《太阳热水器（系统）》
三、系统初步设计方案
根据业主要求，经过现场踏勘，由某公司提出以下初步设计方案供参考。

锅炉预热系统：设计安装2000支Ф58×1800真空管太阳集热管，新配置Ф2000×2500保温热水箱二只组成循环储水系统（兼软水箱）。应用专利技术“一种分水室循环贮热水箱”专利号ZL952094827将系统的二个水箱分为高温水室和低温水室使用。在太阳辐射较低时，只加热高温水箱的热水，保证系统提供的热水温度能满足要求；当太阳辐射较高时，系统自动分别将两只水箱的水加热，保证系统提供的水温和水量满足使用要求。
系统采用温差控制强制循环方式。当集热器内的水温高于箱内的水温，其温差达到设定值时，循环水泵启动，将集热器内的热水泵到热水箱中。随着循环的进行，集热器内水温逐渐下降，当集热器与热水箱之间的温差降到设定值时，循环水泵停止运行，等待下一个循环周期。循环温差上、下限可人为自行设定。系统性能指标：系统热效率：≥50% 国标≥45%）平均热损系数：≤3W/m2·℃ （国标≤5W/m2·℃）保温性能：在不用水的情况下，昼夜温差≤8℃ 全日照情况下，每天产≥60℃热水15M3。
车间洗手热水系统：国标《建筑给水排水设计规范》GB50015没有对车间洗手的热水定额，现参照办公楼每人每班5-10L的定额按高限选取。提供热泵和太阳能两个方案：

方案1：每个系统加热单元选用额定功率3KW，制热量11.5KW的空气源热泵热水机组，配置1M3保温热水箱一只。热水箱位置尽量靠近用水点，以减少管道积水的浪费。该系统制热水量200L/h，1M3热水5小时，耗电15度。热泵热水机组是一种先进高效无污染的节能型热水装置。热泵技术基于逆卡诺循环原理，采用电能驱动压缩机进行热交换，将低温热源的能量吸取并传输给高温热源，从而提高了热能的品位便于利用。在标准工况下，该系统消耗一个单位的能量，则可从低温热源吸取3个单位的热量供高温热源使用。即消耗一个单位的能量，可以得到3个单位的能量输出，其能耗比高达3倍以上。因而节能效果非常显著。
方案2：每个系统加热单元选用20M2平板型太阳集热器或100支

Ф58×1800真空管太阳集热管，配置1M3保温热水箱一只。应用分体式太阳能技术将热水箱位置尽量靠近用水点，以减少管道积水的浪费。

材料选用：真空管集热器选用某太阳能厂家生产的Φ58×1800真空管太阳集热器。

真空管性能参数如下表：

指标内容	国家标准	本项目产品	备注
真空管太阳	吸收比 ≥0.86	0.95
真空管半球	发射比 ≤0.09	0.05
真空管空	晒性能参数 ≥175m2℃/kW	24.41m2℃/kW
真空管闷晒太阳曝	辐量 ≤3.8MJ/ m^{2 (责任编辑：中建太阳能)}