民用建筑太陽能熱水系統(tǒng)工程技術(shù)手冊(第2版)

我國民用建筑的建筑能耗已占全國能源消費總量的25%以上，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，建筑能耗還將大幅度增長。為了大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，建設(shè)節(jié)約型社會，應(yīng)當加快包括太陽能在內(nèi)的可再生能源在建筑中的應(yīng)用和發(fā)展。我國太陽能熱水器產(chǎn)業(yè)在進入20世紀90年代后期以來發(fā)展迅速，為了加快太陽能熱水系統(tǒng)在建筑工程中的實際應(yīng)用，應(yīng)當將太陽能熱水系統(tǒng)的設(shè)計、安裝等作為建筑整體設(shè)計及施工的一部分加以考慮，這已經(jīng)在建筑界和太陽能利用行業(yè)內(nèi)形成共識，并得到國家發(fā)改委、建設(shè)部、省市各級政府和相關(guān)機構(gòu)的大力支持。

本書可供廣大建筑工程設(shè)計人員、建筑施工企業(yè)技術(shù)人員，以及大專院校師生和相關(guān)專業(yè)人員使用或參考。

第1章概論1

1-1總則1

1-2適用范圍1

1-3太陽能利用基本知識2

1-3-1到達地面的太陽輻射2

1-3-2太陽相對地球的位置與太陽角5

1-3-3傾斜表面上的太陽總輻射照度8

1-3-4太陽總輻射的直射與散射分離9

1-4太陽能集熱器的產(chǎn)品分類和特點10

1-4-1平板型太陽能集熱器10

1-4-2真空管型太陽能集熱器13

1-5太陽能集熱器、熱水器/系統(tǒng)的性能參數(shù)17

1-5-1熱性能參數(shù)17

1-5-2光學(xué)性能參數(shù)18

1-5-3力學(xué)性能參數(shù)18

1-5-4電氣安全性能參數(shù)21

1-6適用標準、規(guī)范21

1-7術(shù)語22

1-8基礎(chǔ)資料24

1-8-1我國的太陽能資源分布24

1-8-2設(shè)計用氣象資料26

1-8-3供熱水設(shè)計用資料29

第2章規(guī)劃布局與建筑設(shè)計原則34

2-1總則34

2-2規(guī)劃布局設(shè)計原則35

2-2-1一般原則35

2-2-2集中集熱太陽能熱水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計原則35

2-2-3分散集熱太陽能熱水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計原則37

2-2-4采用不同輔助能源設(shè)置的規(guī)劃設(shè)計原則38

2-2-5不同類別民用建筑對太陽能熱水系統(tǒng)供熱方式的選擇39

2-3建筑設(shè)計原則39

2-3-1一般原則39

2-3-2建筑外觀與太陽能集熱器的設(shè)置40

2-3-3太陽能集熱器在平屋面上設(shè)置的建筑設(shè)計原則40

2-3-4太陽能集熱器在坡屋面上設(shè)置的建筑設(shè)計原則42

2-3-5太陽能集熱器設(shè)置在外墻面的建筑設(shè)計原則45

2-3-6太陽能集熱器設(shè)置在陽臺欄板上的建筑設(shè)計原則47

2-3-7太陽能集熱器設(shè)置在女兒墻、披檐上的建筑設(shè)計原則50

2-3-8太陽能集熱器設(shè)置的其他原則51

2-4應(yīng)用太陽能熱水系統(tǒng)的建筑平面及空間布局設(shè)計原則52

2-4-1一般設(shè)計原則52

2-4-2太陽能集熱器設(shè)置的設(shè)計原則53

2-4-3貯水箱設(shè)置的設(shè)計原則53

2-4-4管道、管線（包括電氣管線）設(shè)置原則53

2-4-5與太陽能熱水系統(tǒng)相關(guān)的建筑設(shè)備綜合設(shè)計原則53

第3章太陽能熱水系統(tǒng)的技術(shù)要求54

3-1總則54

3-1-1系統(tǒng)功能54

3-1-2系統(tǒng)與建筑的結(jié)合56

3-1-3系統(tǒng)形式57

3-1-4系統(tǒng)性能59

3-1-5系統(tǒng)運行控制61

3-1-6系統(tǒng)維護和管理61

3-1-7其他能源水加熱設(shè)備配置（系統(tǒng)輔助熱源）62

3-2太陽能集熱器62

3-2-1選型62

3-2-2性能63

3-3貯水箱64

3-3-1性能64

3-3-2結(jié)構(gòu)和安裝位置65

3-3-3容積65

3-4其他能源水加熱設(shè)備（輔助熱源）65

3-4-1選型66

3-4-2性能66

3-5泵、管道和附件66

3-5-1泵66

3-5-2管道和附件66

3-6控制系統(tǒng)68

3-6-1系統(tǒng)形式68

3-6-2系統(tǒng)和元件性能68

3-7熱水計量69

3-7-1計量方式69

3-7-2熱水表選型和設(shè)置69

第4章太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計70

4-1概述70

4-2太陽能熱水系統(tǒng)的分類、特點及適用性70

4-2-1太陽能熱水系統(tǒng)的分類70

4-2-2太陽能熱水系統(tǒng)的主要運行方式71

4-2-3太陽能熱水系統(tǒng)的特點及適用性72

4-3熱水系統(tǒng)負荷計算82

4-3-1系統(tǒng)日耗熱量、熱水量計算83

4-3-2設(shè)計小時耗熱量、熱水量計算83

4-4太陽能集熱系統(tǒng)設(shè)計85

4-4-1太陽能集熱器的定位85

4-4-2集熱器的連接88

4-4-3太陽能集熱器選型計算88

4-4-4太陽能集熱系統(tǒng)流量的確定95

4-4-5貯水箱的設(shè)計95

4-4-6間接式系統(tǒng)水加熱器選型96

4-5其他能源水加熱設(shè)備（輔助熱源）選型98

4-5-1輔助加熱量的計算98

4-5-2容積式和半容積式水加熱器99

4-5-3常壓燃油、燃氣熱水鍋爐/熱水器100

4-5-4電熱水鍋爐/電加熱器100

4-5-5熱泵101

4-6管網(wǎng)設(shè)計101

4-6-1熱水供應(yīng)系統(tǒng)管路流量計算101

4-6-2管網(wǎng)的水力計算104

4-6-3水泵的選型105

4-6-4管材和附件106

4-7保溫111

4-7-1保溫層厚度計算111

4-7-2保溫材料的選擇112

4-8控制112

4-8-1運行控制112

4-8-2防凍控制114

4-8-3過熱防護117

第5章太陽能熱水系統(tǒng)施工119

5-1總則119

5-1-1一般要求119

5-1-2系統(tǒng)安裝前應(yīng)具備的條件119

5-2太陽能集熱器安裝119

5-2-1施工定位119

5-2-2土建構(gòu)造和預(yù)埋件做法119

5-2-3管道穿屋面做法125

5-2-4太陽能集熱器組裝127

5-3貯水箱安裝128

5-3-1設(shè)備間室內(nèi)安裝128

5-3-2屋面安裝130

5-4其他能源水加熱設(shè)備（輔助熱源設(shè)備）安裝130

5-4-1一般要求130

5-4-2容積式換熱器131

5-4-3燃氣/燃油鍋爐132

5-4-4電鍋爐、電加熱器132

5-5管道、附件安裝與鋪設(shè)133

5-5-1基本要求133

5-5-2水泵安裝135

5-5-3板式換熱器安裝138

5-5-4太陽能熱水系統(tǒng)的管路及附件安裝138

5-6管道保溫與防腐163

5-6-1一般要求163

5-6-2室外管道的保溫與防腐163

5-6-3室內(nèi)管道的保溫與防腐164

5-7管道水壓試驗與消毒165

5-8控制系統(tǒng)安裝165

5-8-1控制系統(tǒng)施工工藝要求165

5-8-2控制系統(tǒng)主要輸入裝置167

5-8-3控制系統(tǒng)主要輸出裝置173

5-8-4現(xiàn)場控制柜的安裝177

第6章太陽能熱水系統(tǒng)工程驗收179

6-1總則179

6-1-1目的及適用性179

6-1-2一般規(guī)定179

6-2土建構(gòu)造和預(yù)埋件質(zhì)量驗收181

6-2-1一般規(guī)定181

6-2-2集熱器基礎(chǔ)和安裝質(zhì)量驗收181

6-2-3預(yù)埋件184

6-2-4管道穿屋面質(zhì)量驗收185

6-3太陽能集熱系統(tǒng)安裝驗收186

6-3-1一般規(guī)定186

6-3-2太陽能集熱器安裝驗收186

6-3-3貯熱水箱安裝驗收188

6-4其他能源水加熱設(shè)備（輔助熱源）安裝驗收191

6-4-1電鍋爐、電加熱器安裝驗收191

6-4-2燃氣鍋爐安裝驗收192

6-4-3容積式熱交換器安裝驗收194

6-5管道、附件及輔助設(shè)備的安裝驗收195

6-5-1一般規(guī)定195

6-5-2管道安裝質(zhì)量驗收196

6-5-3附件安裝質(zhì)量驗收200

6-5-4水泵安裝驗收202

6-6控制系統(tǒng)安裝驗收203

6-6-1一般規(guī)定203

6-6-2控制系統(tǒng)主要輸入裝置204

6-6-3控制系統(tǒng)主要輸出裝置206

6-7系統(tǒng)防凍和過熱保護功能檢驗209

6-7-1系統(tǒng)的防凍保護措施209

6-7-2系統(tǒng)的過熱保護210

6-8系統(tǒng)熱性能和水質(zhì)檢驗210

6-8-1系統(tǒng)熱性能檢驗210

6-8-2水質(zhì)檢驗211

6-9系統(tǒng)調(diào)試211

第7章太陽能熱水系統(tǒng)的運行管理與維護212

7-1總則212

7-2初次運行的檢查與準備工作212

7-3太陽能集熱系統(tǒng)的運行管理與維護212

7-3-1集熱系統(tǒng)的運行管理212

7-3-2集熱系統(tǒng)的維護213

7-3-3集熱系統(tǒng)的故障分析與解決方法214

7-4水泵的運行管理與維護216

7-4-1水泵的運行管理216

7-4-2水泵的維護保養(yǎng)216

7-4-3水泵常見故障分析與解決方法217

7-5自動控制系統(tǒng)的運行管理與維護217

7-5-1自動控制系統(tǒng)的運行217

7-5-2控制元器件及控制系統(tǒng)的維護保養(yǎng)218

7-5-3控制系統(tǒng)部件常見故障分析220

7-6輔助加熱系統(tǒng)的運行管理與維護221

7-6-1輔助電加熱器和電鍋爐的運行管理與維護221

7-6-2燃氣鍋爐的運行管理與維護224

7-7管路、水箱和附件的維護231

7-7-1管路的日常維護保養(yǎng)231

7-7-2水箱的維護231

7-7-3附件的維護231

7-7-4供水管路系統(tǒng)常見故障與解決方法232

7-7-5閥門常見故障分析及解決方法232

第8章太陽能熱水系統(tǒng)的節(jié)能效益分析233

8-1總則233

8-2太陽能熱水系統(tǒng)節(jié)能效益的預(yù)評估233

8-2-1太陽能熱水系統(tǒng)的年節(jié)能量預(yù)評估233

8-2-2太陽能熱水系統(tǒng)的節(jié)能費用預(yù)評估234

8-2-3太陽能熱水系統(tǒng)增加投資回收期的預(yù)評估235

8-2-4太陽能熱水系統(tǒng)的費效比評估237

8-2-5太陽能熱水系統(tǒng)環(huán)保效益的評估237

8-2-6例題238

8-3太陽能熱水系統(tǒng)節(jié)能效益的長期監(jiān)測239

8-3-1太陽能熱水系統(tǒng)節(jié)能效益的監(jiān)測240

8-3-2太陽能熱水系統(tǒng)的太陽能保證率及太陽能集熱系統(tǒng)效率240

8-3-3太陽能熱水系統(tǒng)的節(jié)能收益240

8-3-4太陽能集熱系統(tǒng)增投資的回收年限241

8-3-5系統(tǒng)實際運行的環(huán)保效益241

第9章典型設(shè)計工程示例242

9-1概述242

9-2北京某小區(qū)坡屋面多層住宅251

9-2-1設(shè)計施工說明251

9-2-2太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計原理圖256

9-2-3與建筑結(jié)合節(jié)點圖256

9-2-4系統(tǒng)節(jié)能效益分析256

9-3天津某小區(qū)平屋面多層住宅259

9-3-1設(shè)計施工說明259

9-3-2太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計原理圖263

9-3-3與建筑結(jié)合節(jié)點圖263

9-3-4系統(tǒng)節(jié)能效益分析265

9-4上海某小區(qū)別墅266

9-4-1設(shè)計施工說明266

9-4-2太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計原理圖270

9-4-3集熱器與建筑結(jié)合節(jié)點圖270

9-4-4系統(tǒng)節(jié)能效益分析270

9-5濟南某小區(qū)聯(lián)排別墅272

9-5-1設(shè)計施工說明272

9-5-2太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計原理圖275

9-5-3與建筑結(jié)合節(jié)點圖275

9-5-4系統(tǒng)節(jié)能效益分析275

9-6德州某小區(qū)高層住宅278

9-6-1設(shè)計施工說明278

9-6-2太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計原理圖281

9-6-3與建筑結(jié)合節(jié)點圖281

9-6-4系統(tǒng)節(jié)能效益分析281

9-7南寧某小區(qū)坡屋面多層住宅283

9-7-1設(shè)計施工說明283

9-7-2太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計原理圖288

9-7-3與建筑結(jié)合節(jié)點圖289

9-7-4系統(tǒng)節(jié)能效益分析289

9-8昆明某賓館290

9-8-1設(shè)計施工說明290

9-8-2太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計原理圖295

9-8-3與建筑結(jié)合節(jié)點圖295

9-8-4系統(tǒng)節(jié)能效益分析296

9-9昆明某賓館西餐廳298

9-9-1設(shè)計施工說明298

9-9-2太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計原理圖302

9-9-3與建筑結(jié)合節(jié)點圖303

9-9-4系統(tǒng)節(jié)能效益分析303

附錄306

附錄1我國主要城市各月的設(shè)計用氣象參數(shù)306

附錄2不同地區(qū)的太陽集成器補償面積比Rs324

附錄3生活飲用水水質(zhì)標準333

附錄4法定計量單位和單位換算335

參考文獻339 2100433B

《太陽能熱水系統(tǒng)手冊》詳細介紹了太陽能熱水系統(tǒng)的基本知識和設(shè)計應(yīng)用，內(nèi)容包括傳熱的基本知識，太陽能熱水系統(tǒng)的基本知識、設(shè)計計算和分析，太陽能熱水系統(tǒng)的智能化控制，各類太陽能與建筑的結(jié)合方案，太陽能熱水系統(tǒng)的招投標操作、組織計劃和驗收規(guī)范，以及太陽能熱水系統(tǒng)中常用的設(shè)備、配件和設(shè)計資料等。書中列舉了大量太陽能熱水系統(tǒng)的實際工程案例。