1、 DB 备案号: J13601-2016 浙江省工程建设标准 DB33/1034-2016 太阳能与空气源热泵热水系统应用技术规程 Technical code for solar energy and air-source heat pump water heater system 2016 11 15 发布 2017 1 1 实施 浙江省住房和城乡建设厅 发布浙江省工程建设标准 太阳能与空气源热泵热水系统应用技术规程 Technical code for solar energy and air-source heat pump water heater system DB33/1034-
2、2016 主 编 单位:浙江大学建筑设计研究院 有限公司 浙江中广电器股份有限公司 批准部门:浙江省住房与城乡建设厅 施行日期: 2017 年 1 月 1 日 前 言 为进一步推进我省建筑节能工作,依据中华人民共和国节约能源法、浙江省可再生能源开发利用促进条例和浙江省实施中华人民共和国节约能源法办法等法律法规规定 , 根据关于印发 2012 年省建筑节能及相关工程建设地方标准制修订计划 的通知(建设发 2012 192 号)和关 于确定 2014 年浙江省工程建设标准修订计划的通知(建设发 2014 276 号)的要求,浙江省住房和城乡建设厅组织浙江大学建筑设计研究院有限公司等单位开展了本 规
3、程 的编制工作。 编制组经过广泛的调查研究,在总结近年来国内外 太阳能热水系统和空气源热泵热水系统的 实践经验和研究成果 , 结合浙江省的地方 特点并广泛征求意见的基础上,通过反复讨论、修改、完善,制定了本 规程 。 本 规程 共分为 7 章和 2 个附录。主要技术内容 包括 :总则 、 术语 、 基本规定 、 系统分类与选择、系统设计、建筑与结构设计和系统安装与验收 等。 居住建筑太阳能热水 系统设计、安装及验收规范( DB33/1034-2007)相应作废。 本 规程 由浙江省住房与城乡建设厅负责管理和对强制性条文的解释,由主编单位负责具体技术内容的解释。 在实施过程中如发现需要修改或补充
4、之处,请将意见和有关资料寄送至:浙江大学建筑设计研究院有限公司(联系地址:浙江省杭州市天目山路 148 号浙江大学建筑设计研究院有限公司,邮政编码: 310028)。 本规程主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人: 主编单位: 浙江大学建筑设计研究院有限公司 浙江中广电器股份有限公司 参编单位: 浙江省建筑设计研究院 中国联合工程公司 浙江省太阳能光热标准化技术委员会 浙江斯帝特新能源有限公司 浙江正理生能科技有限公司 嘉兴市同济阳光新能源有限公司 浙江高得乐新能源有限公司 杭州真心热能电器有限公司 浙江豪瓦特节能科技有限公司 浙江阳帆节能开发有限公司 浙江中新能源发展有限公司 杭州普桑能
5、源科技有限公司 广东美的暖通设备有限公司 主要起草人: 王靖华 王小红 韦 强 王 玲 何 江 盛 勤 汪 波 张 楠 易家松 邵煜然 章毓雷 顾 铭 张敏敏 沈福鑫 张建斌 黄海燕 林兴益 沈建根 朱师清 骆红卫 王凯峰 张建高 袁新毓 饶荣水 主要审查人 : 刘振印 景政治 李志磊 钱樟有 匡宇飞 吴文坚 严志刚 刘 莹 郭 丽目 次 1 总 则 1 2 术 语 2 3 基本规定 7 4 系统分类与选择 8 4.1 系统的分类 . 8 4.2 系统选择 . 9 5 系统设计 11 5.1 一般规定 . 11 5.2 太阳能 集热器 . 11 5.3 热泵主机 . 14 5.4 储热水箱(罐
6、) . 16 5.5 辅助能源 . 18 5.6 集热循环泵 . 19 5.7 管路设计 . 21 5.8 运行控制设计 . 22 5.9 电气设计 . 23 6 建筑与结构设计 24 6.1 建筑设计 . 24 6.2 结构 设计 . 26 7 系统安装与验收 . 27 7.1 一般规定 27 7.2 基础与支架 27 7.3 储热水箱(罐)安装 28 7.4 太阳能集热器安装 28 7.5 空气源热泵机组安装 29 7.6 管道与附件安装 29 7.7 水泵与阀门安装 30 7.8 辅助能源安装 31 7.9 控制运行系统安装 31 7.10 试压、检漏、冲洗 . 32 7.11 系统调试
7、、试运行 33 7.12 验收 . 34 附录 A 浙江省主要地市相关气象数据表 36 附录 B 浙江省各地月平均水温表 37 1 本规范用 词说明 38 引用标准名录 39 条文说明 40 1 1 总 则 1.0.1 为规范 民用 建筑太阳能和 空气源 热泵热水系统 一体化 设计、安装及验收, 保证 工程质量 ,制定本 规程 。 1.0.2 本 规程 适用于新建 、改建和扩建 民用建筑 中 的 太阳能和 空气源热泵 热水系统 的设计、 安装 与验收 。 1.0.3 民用建筑 中 太阳能和空气源热泵热水系统 , 除应符合本 规程外,尚应符合国家 及地方 现行的法律、法规和 有关 标准的规定。
8、2 2 术 语 2.0.1 太阳能 solar radiant energy 以太阳辐射形式发射、传播或接收的能量。单位为焦耳( J)。 2.0.2 太阳辐照度 solar irradiance 单位时间内在单位采光面积上所 照射到的太阳辐射能通量 。 单位为 瓦 /平方米( W/m2) 、 千瓦 /平方米( kW/m2) 。 2.0.3 太阳辐照量 solar irradiation 一定时间内在单位采光面积上所照射到的太阳辐射能通量 。 单位为 兆焦耳 /平方米 年( MJ/m2a) 、 千焦耳 /平方米 天( kJ/m2d) 、 千焦耳 /平方米 小时( kJ/m2h) 等。 2.0.4
9、 太阳能热水系统 solar water heating system 将太阳辐射转换为热能以 加热水并输送至各用户所必须的完整系统,通常包括太阳能集热器、储水设施 、 水 泵、 连接管及其他部件、控制系统和辅助热源 设施 。 2.0.5 集热器总面积 gross collector area 集热器采光平面上包括外壳边框在内接收太阳辐射的最大投影面积 。 单位为 平方米( m2) 。 2.0.6 太阳高度角 solar altitude 日面中心的高度角,即从观测点地平线沿太阳所在地平经圈量至日面中心的角距离。 3 2.0.7 集热器倾角 tilt angle of collector 太阳
10、能集热器采光面与水平面之间所夹的锐角。单位为度( )。 2.0.8 太阳能集热器 solar collector 吸收太阳辐射并向流经自身的传热工质传递热量的装置。 2.0.9 太阳能热水器 solar water heater 以水为传热介质的太阳能集热器。 2.0.10 储热 设施 storage facilities 太阳能热水系统中,储存热水的容器及其附件所组成的部件。 包括承压的储热水罐 和 不承压的 储热水箱 。 2.0.11 强制循环系统 forced circulation system 利用水泵等外部动力设备迫使传热工质通过集热器与储热器(或换热器)进行循环的太阳能热水系统。
11、 2.0.12 自然循环系统 natural circulation system 利用传热工质内部温度梯度产生的密度差所形成的自然对流进行循环的太阳能热水系统。 2.0.13 直接加热系统 direct heating system 经太阳能加热的水直接供用户使用的系统。 2.0.14 间接加热系统 indirect heating system 经太阳辐射加热的工质再通过换热器间接加热水供用户使用的系统。集热器中的传热工质可为水或其他流体。 2.0.15 直流式系统 series-connected system 传热工质一次流过集热器加热后,进入储 热设施 或用水点的非4 循环太阳能热水
12、系统 , 其储 热设施 的作用仅为储存集热器所 产生 的热水。 2.0.16 真空管集热器 evacuated tube water heater 由管壁与吸热体之间抽成一定真空度的透明管(常为玻璃管)制成的非聚光型以水为传热介质的集热器 , 其吸热体具有光谱选择性吸收表面。 2.0.17 平板型集热器 flat plate collector 吸热体基本为平板形状的非聚光型集热器。 2.0.18 分离式太阳能热水系统 remote storage system 集热器与储热器相互分开一定距离安装的太阳能热水系统。 若分离式太阳能热水系统的集热器和 储热水箱(罐) 是连续进出水的承压式装置又可
13、称为分离承压式太阳能热水系统。 2.0.19 整体式太阳能热水器 integral collector storage solar water heater 集热器和 储热水箱(罐) 合为一体的太阳能热水器。 2.0.20 分散 式太阳能热水系统 individual solar hot water supply system 集热器、 储热水箱(罐) 及循环管路设备均为各户独立的太阳能热水系统。 2.0.21 半集中式太阳能热水系统 semi-solar hot water supply system 采用集热器共享,而储热水箱(罐)均为各户独立的太阳能热水的系统。 5 2.0.22 集中式
14、太阳能热水系统 central solar hot water supply system 采用集热器、 储热水箱(罐) 及循环管路设备共享向多个用户提供热水的系统。 2.0.23 太阳能保证率 solar fraction 由太阳能提供的热量占系统总 供热量的百分率。 2.0.24 控制器 controller 对太阳能热水系统及其部件进行调节控制,使之正常运行所配置的部件及其组合。 2.0.25 空气源热泵热水系统 air-source heat pump water heater system 采用电动机驱动,利用工质汽化冷凝压缩循环,将空气中的热量转移到被加热的水中并输送至各用户所必须
15、的完整系统 。 通常包括空气源热泵热水机组、储水设施、水泵、连接管及其他部件、控制系统和辅助热源设施。 2.0.26 热泵热水机组 heat pump water heater 一种采用电动机驱动,利用工质汽化冷凝压缩循环,将低品位(空气或水)的热量转移到被加热的水中用以制取热水的设备。 2.0.27 直 热式热水机 组 direct-heating heat pump water heater 使用侧进水流过热泵热水机一次就达到设定终止温度的热水机组 。 2.0.28 循环加热式热水机 组 circulate heating heat pump water heater 使用侧进水通过水泵多
16、次流过热泵热水机逐渐达到设定终止温度的热水机 组 。 6 2.0.29 制热量 heating capacity 热水机运行时间内提供热水的热量与运行时间之比 。 单位 为 千瓦( KW) 。 2.0.30 输入 功率 heating input power 机组在单位时间内所消耗的总电功率,包括机组的压缩机、内置循环加热泵和机组本身操作控制电路等所消耗的电功率,对于空气源热泵热水机组,还应包括蒸发器侧风机所消耗的电功率 。 单位为千瓦( KW) 。 2.0.31 能效比 ( COP) coefficient of performance 制热量与 输入 功率之比。 2.0.32 产水量 he
17、ating water flow 在规定试验工况下,热水机 组 提供的热水流量 。 单位 为 立方米 /小时( m3/h) 。 2.0.33 空气源热泵辅助的太阳能热水系统 solar-assisted heat pump water heating system 太阳能和空气源热泵热水相结合的热水系统可称为空气源热泵辅助的太阳能热水系统。 7 3 基本规定 3.0.1 太阳能 和 空气源 热泵 热水系统的设计应进行技术经济比较,充分考虑用户使用、施工安装和维护的要求,符合节地、节能、节水、节材、安全卫生、环境保护等有关规定。 3.0.2 太阳能热水系统应 有可靠的辅助能源 。 3.0.3 按
18、年 平均 环境温度 和水温条件选 用 的 空气源 热泵热水系统宜配置辅助能源加热设备; 按冬季最冷月平均环境温度和水温条件选用且 符合下列要求之一的 空气源 热泵热水 系统 , 可 不 配置辅助能源加热设备 : 1 学生宿舍等建筑,当冬季最冷月 无生活热水需求时 ; 2 工业用地范围内用于办公、生活服务等用途的建筑 ,当生活热水可靠性要求较低时 。 3.0.4 太阳能和 空气源 热泵热水系统 应与建筑 主体 一体化 设计 , 同步施工、同步验收 ,并应符合 下列 要求: 1设置在坡屋面的 太阳能热水系统 , 水箱等无接受太阳辐射要求的设施设备应隐藏设置,集热器应 与坡屋面进行一体化设置 ; 2
19、设置在平屋面 上 的 太阳能和空气能热泵热水系统 ,应 利用女儿墙等建筑构件围挡 。 3.0.5 在既有建筑上增设或改造已安装的太阳能或空气源热泵热水系统,必须经建筑结构安全复核,并应满足建筑结构 和 其他相应的安全性 及 建筑一体化要求。 8 4 系统分类与选择 4.1 系统的分类 4.1.1 太阳能热水系统按集中 程度 可 分为 下列三种系统 : 1 分散 集热、 分散 储热的 分散 式太阳能热水系统; 2 集中集热、 分散 储热的半集中式太阳能热水系统; 3 集中集热、集中储热的集中式太阳能热水系统。 4.1.2 太阳能热水系统按集热方式 可 分为 下列三种系统 : 1 利用温差异重的热
20、虹吸进行循环集热的自然循环系统; 2 利用水泵及控制系统强制循环集热的强制循环系统; 3 传热工质通过定温控制依靠管网水压力一次经过集热器 加 热后进入 储热水箱(罐) 或用 热 水 处 的非循环直流式太阳能热水系统。 4.1.3 太阳能热水系统按集热器及 储热水箱(罐) 的分合状态 可 分为分离式太阳能热水系统 和 整体式太阳能热水系统 。 4.1.4 太阳能热水系统按被加热水的加热方式 可 分为 下列两种系统 : 1 太阳能集热器直接加热被加热水的直接加热系统; 2 太阳能集热器首先加热传热工质,再由传热工质通过换热 设施加热被加热水的间接加热系统。 4.1.5 空气源热泵热水 系统 按
21、用户对象 可分为家用型 空气源热泵热水 系统和商用型 空气源热泵热水 系统。 4.1.6 家用型 空气源热泵热水 系统 按热泵主机与 储热水箱(罐) 组合方式 可分为整体式和分体式 空气源热泵热水 系统 ; 按 主机与 储热水箱9 (罐) 间的换热工质 可分为工质加热循环和热水加热循环 的 空气源热泵热水 系统。 4.1.7 商用型 空气源热泵热水 系统按 储热水箱(罐) 中热水 承压 方式可 分为承压式和非承压式 空气源热泵热水 系统 ;按 被加热水通过 空气源热泵热水 机组为一次 或 循环加热到设定温度 , 可分为直热式 或 循环加热式 空气源热泵热水 系统。 4.2 系统选择 4.2.1
22、 在 民用 建筑中 宜 根据供水 条件 和 要求 选用太阳能 热水系统 、 空气源 热泵 热水系统 : 1 别墅 及 排屋住宅中,宜采用分离承压式太阳能热水系统、承压式家用空气源热泵热水系统或空气源热泵辅助的太阳能热水系统; 2 多层民用建筑 宜 选择分散式、半集中式、集中式太阳能热水系统或空气源热泵热水系统; 3 屋面资源不足的高层建筑,可采用分段供应热水的方 式 部分满足上部建筑的太阳能热水系统的集热要求,其余部分可采用空气源热泵热水系统 ; 4 住宅建筑中安装的空气源热泵热水系统宜选择家用型空气源热泵热水机组。 4.2.2 太阳能和 空气源 热泵热水 系统 管线的布置应考虑检修的可行性,
23、任何一组(根)管线检修或更换时不 应 影响其他管线的正常使用。 10 4.2.3 集中集热、 分散 储热的半集中式太阳能热水系统, 应 采用下列措施保证系统的正常运行: 1 应采用间接式加热系统; 2 应有可靠的技术措施 防止 储热水罐 内的热量 反 流至管网 ; 3 循环立管和 储热水罐 宜布置在同一设备平台上 ,接入 储热水罐 的换热循环支管总长度不宜超过 6 米。 4.2.4 集中集热、集中储热的集中式太阳能热水系统应适当控制系统规模,避免管线过长,热损失量过大。 4.2.5 空气源 热泵热水系统 在住宅建筑中的 设计选 用宜 遵循 下列 原则 : 1 根据 室外平台的条件和 储热水箱(
24、罐) 宜靠近用水点的原则 选用整体式 或 分体式 空气源 热泵热水系统 ; 2 家用 热泵热水系统 宜 选 用承压式 空气源热泵热水系统 ; 3 以地面水为水源且水质 总 硬度较低的地区可 选 用直接加热的 空气源热泵热水 系统。 4.2.6 公共建筑宜针对不同的建筑类型和 用水性质, 其 生 活热水系统可采用 各种分类系统的合理组合。 4.2.7 当太阳能热水系统 、空气源热泵热水系统 中的用水点设有 冷热水混合器或混合龙头时,冷热水供应系统在配水点处压差不应大于0.02MPa。 11 5 系统设计 5.1 一般规定 5.1.1 太阳能和 空气源 热泵热水系统应纳入建筑给水排水设计,并应符合
25、 现行相 关标准的要求。 5.1.2 太阳能 和 空气源热泵热水 系统 的垂直管线不应 直接明敷在建筑外墙上 (设备平台和搁板位置除外) ,且不得 敷设在建筑物的风道内。 5.2 太阳能集热器 5.2.1 集热器的最佳安装 朝向 宜 为 正南,若受条件限制时,其偏差允许范围在正南 30以内。 在偏差允许范围以外的集热器安装应通过日照模拟计算确定得热量并经能效评价后实施。 5.2.2 集热器的安装倾角,应根据热水的使用季节和地理纬度确定: 1 偏重考虑春、夏、秋三季使用效果时 , =; 2 偏重考虑夏季使用效果时 , =-( 010) ; 3 偏重考虑冬季使用效果 , =+( 010) 。 式中
26、 : 太阳能集热器的安装倾角( ) ; 集热器安装地的地理纬度( ) , 从 附录 A 查得 。 5.2.3 集热器的布置应避开建筑物 的遮挡 。 集热器与前方遮光物或集热器前后排之间的最小距离可按下式计算 : 12 D=Hcot Xs ( 5.2.3) 式中 : D集热器 与前方 遮光物或 集热器 前后排 之 间的最小 距离( m); H遮光物最高点与集热器采光面最低点之间的垂直高差( m); Xs建筑物所在地太阳高度角 (),从附录 A 查得 ; 对季节性使用的系统,宜取当地春秋分正午 12 时的太阳高度角; 对全年性使用的系统,宜取当地冬至日正午 12 时的太阳高度角 。 5.2.4 集
27、中式太阳能 热水系统 的 集热器可通过 串联 、 并联 或串并联相结合的方式连接成集热器组。集热器组的串联和并联的管路 应同程布置,当采用异程布置时,应采取相应措施保证循环效果 。 5.2.5 集中式的太阳能集热器阵列,可采用强制循环方式、 定温放水的非循环方式 或者强制循环与定温放水组合的方式 。 5.2.6 集热器总面积 应符合下列规定 : 1 直接加热系统太阳能集热器需要安装的总面积可根据用户每日的用水量和热水温度要求以及当地太阳辐照量计算,按下式确定: )1()(LcdTie n dwc J fttCQA ( 5.2.6-1) 式中 : Ac直接加热系统集热器总面积 ( m2) ; Q
28、w日均热水用水量 ( L) , 按民用建筑节水设计标准( GB50555)中的平均日节水用水定额取值 , 并考虑一定的同时使用率; 13 C水的比热, C=4.187( kJ/kg ) ; tend储水箱内水的终止温度 ( ) ; ti水的初始温度 ( , 与 JT 取值相同月份的冷水平均温度); f太阳能保证率,无量纲( 0.40.5); 根据系统使用期内的太阳辐照量、系统的经济性及用户要求等因素综合考虑后确定。 水的密度, 1.0kg/L; JT当地春分、秋分所在月( 全年 使用)或冬至所在月(冬季使用)集热器采光面上月均日辐照量 kJ/( m2d ) , 按附录 A 选取; cd基于 集
29、热器 总面积的 全日集热效率,无量纲 , 具体数值根据集热器产品的实测结果确定 。 根据经验 可取 0.30 0.45。 L管路及储水 设施 热损失率,无量纲; 根据经验取值 ,对于真空管型集热器可取 0.30 0.45;对于平板型集热器可取 0.45 0.55。 2 间接加热系统太 阳能集热器总面积的计算可根据 专业 软件进行计算。 间接系统集热器总面积 也可按下式计算 : )1(hxhxccin AU AUAA ( 5.2.6-2) 式中 : Ain间接加热系统的太阳能集热器总面积 ( m2) ; Ac直接加热系统太阳能集热器总面积 ( m2) ; U 集热器总热损系数 W/( m2 )
30、; 14 对平板型集热器, U 宜取 4 6W/( m2 ); 对真空管集热器, U 宜取 1 2W/( m2 ); 具体数值 应根据集热器产品实际测试结果 确 定; Uhx换热器传热系数 W/( m2 ) ,查产品样本得出; Ahx换热器换热面积 ( m2) ,查产品样本得出。 5.2.7 集热器 总 面积的计算可根据系统设计需求 分别按夏季、全年和冬季的 冷水 水温和辐 照 量 计算。 5.3 热泵主机 5.3.1 当 空气源 热泵热水系统的 储热水箱(罐) 容积能 满足 平均 日用水量调节的要求,热泵供热能力可按 平均日 耗 热量配置。 5.3.2 空气源热泵热水 系统的 设计小时供 热
31、量应按下式计算 : ( 5.3.2) 式中: Qg热泵设计小时供热量 ( kJ/h) ; qr热水用水定额( L/人 d 或 L/床 d ),按民用建筑节水设计标准( GB50555)中的平均日节水用水定额取值 (温度不同时,按等热量换算水量) ; m用水计算单位数 ( 人数或床位数 ) ; tr热水温度 , tr=55( ) ; tl冷水温度 , 按不同季节选取 , 应 以当地实测数据 资料确 r r rg1 1 lm q C t tQk T 15 定。当无水温资料时 ,可 按 附录 B 采用 ; T1热泵机组设计工作时间( h) , 应根据用水需求、气候条件和系统 经济性等因数综合考虑确定
32、。 分散 独立式系统 建议取 58小时,集中式热水系统的全日制供水时建议取 820 小时 , 不设辅助加热设备的系统,热泵的工作时间宜取下限,以便给最高日用水量发生时 留 出足够补充加热能力。 定时供水时, T1 由设计人确定 ; Kl安全系数 , 取 1.101.20。 5.3.3 空气源热泵 的输入功率 可 根据 热泵 热水系统 的能效比值和平均秒功率 按下 式 计算 : Qr=(Qg/3600)/COP ( 5.3.3) 式中 : Qr热泵的输入功率 (kW); COP热泵 热水 系统 的能效比值,无量纲 。 浙江地区的系统 能效比 值:考虑全年使 用 宜取 2.5,冬季使用宜取 1.5
33、。 5.3.4 空气源热泵热水 系统 主机应 按全年 平均的 环境温度和冷水水温条件计算输入功率,不设辅助热源的系统应根据冬季的环境温度和冷水温度条件,在合理延长热泵工作时间的条件下校核和调整热泵主机的输入功率配置。 5.3.5 空气源热泵热水 系统的室外主机应在通风条件良好的屋顶、阳台、室外平台等处布置。成组布置时进风侧的间距宜大于 1.0 倍 进风口的高度。 靠墙一侧的主机距墙面的净距宜大于 1.5 倍的进风口高度。 5.3.6 成组布置的 空气源热泵热水 机组应采用并联方式换热,机组宜16 采用同程管路的形式保证各台机组工作的均衡性。 5.3.7 当 空气源热泵热水 系统采用直热式机组时
34、,应 设置循环加热 系统 保证水箱内水 温不低于设计值 。 5.4 储热水箱(罐) 5.4.1 集中热水供应系统的 储热水箱(罐) 容积应根据热水用水小时变化曲线 、 太阳能集热器 或热泵 的供热能力, 并 综合考虑辅助加热装置加热时段和能力等多种因素经计算后确定。 5.4.2 分散 式太阳能热水系统 储热水箱(罐) 容积可按下列公式确定: V= (4050) A ( 5.4.2) 式中 : V储热 水箱(罐) 有效容积 ( L) ; A集热器的 总 面积 ( m2, 直接加热系统为 Ac,间接加热系统为 Ain)。 注:部分无法按第 5.4.1条计算的集中式系统可参照本公式计算 。 5.4.
35、3 空气源热泵热水 系统的 储热水箱(罐) 有效容积 计算 应 符合下列要求: 1 储热水箱(罐)有效容积 应 根据日耗热量、热泵持续工作时间及热泵工作时间内耗热量等因素确定, 当其因素不确定时 可 按式5.4.3-1 计算: hgr2 rrlQ Q TVkt t C ( 5.4.3-1) 17 式中: Vr贮热水箱(罐) 有效容积( L); Qh设计小时耗热量( kJ/h); Qg设计小时供热量( kJ/h); T设计小时耗热量持续时间( h); 有效贮热容积系数,贮热水箱、卧式贮热水罐 =0.800.85,立式贮热水罐 =0.85 0.90; k2安全系数,取 1.10 1.20。 2 当
36、无法确定设计小时耗热量持续时间时, 储热水箱(罐) 有效容积也可按式 5.4.3-2 计算: Vr= km qr( 1-T1/24) ( 5.4.3-2) 式中: k安全系数, 取 1.101.20; m 用水计算单位数 ; qr 热水用水定额( L/人 d 或 L/床 d,以 55 热水计 ); T1热泵机组设计工作时间( h) 。 5.4.4 储热水罐 在闭式强制循环系统中 应 承受系统工作压力 ,其承压能力应 按压力容器的要求计算 确定。 5.4.5 储热水箱(罐) 材质、衬里材料和内壁涂料,应确保水质在可能出现的运行温度下符合现行生活饮用水水质标准的要求。 5.4.6 储热水箱(罐)
37、的布置形式(立式或卧式)和进 、 出水管布置,不得产生水流短路,并应保证箱 (罐) 内具有平缓的水温梯度, 充分利用水箱 (罐) 的储热容积。 5.4.7 家用太阳能热水系统 储热水 箱( 罐 ) 热损系数应小于18 16W/(m3K ); 储热水罐 热损系数 不应大于 2W/(m2K );对于 储热水箱 ,其保温性能应满足 太阳能热水系统性能评定规范 ( GB/T 20095)中温降要求 。 5.4.8 在开式非承压系统中, 储热水箱 应设置水位计、水温指示器、控制器及放空管等;在闭式承压系统中, 储热水罐 应设置压力表、泄压装置、水温指示器、控制器及自动排气阀等。 5.4.9 太阳能热水系
38、统 应 设置温度控制措施 以防系统过热 , 且应 保证用户端出水温度不 大于 60 。 5.4.10 集中集热、 分散 储热的 半集中式 太阳能热水系统当采用集热系统非承压、换热系统承压的形式时 , 应设非承压的缓冲水箱 , 缓冲水箱的容积 可按集热循环泵 12min 流量并预留膨胀及停泵时回水 容积 计算 确定 。 5.5 辅助能源 5.5.1 太阳能热水系统 的辅助能源 ,可采用 工业余热、废热、空气源热泵、水源热泵、城市热网、燃油、燃气、电或 其他热源作辅助能源。在 分散 式系统中宜采用电或燃气作为辅助能源 。 5.5.2 太阳能热水系统 辅助能源的加热能力应按不计太阳能集热器供热能力的
39、常规热水系统计算,具体 选型应根据现行国家标准建筑给水排水设计规范( GB50015)中有关条款执行。 5.5.3 辅助 能 源可直接加热,也可通过 水加热设施 间接加热。 19 5.5.4 当采用燃油、燃气作为辅助加热手段时,应按相关的专业规范采取防火、防油、防气污染的技术措施。 5.5.5 空气源热泵热水 系统 辅助 能 源的加热能力应按 平均日用水量在冬季最冷月平均 冷水温度 下的 耗 热量确定 , 且应扣除相应气温条件下的 已选热泵在该时段的加热能力。 5.5.6 采用能源塔热泵 等有效手段防止冬季运转失效的 热水系统 可不设辅助 能源 。 5.5.7 原 水硬度较高 或 集热器具有较
40、高防冻要求的场合,宜 采用 水加热设施 间接加热生活热水的系统 。 5.6 集热循环泵 5.6.1 分离式 集热的太阳能热水系统 ,在自然循环不能保证集热效益时 应 设置循环泵。 5.6.2 分散 集热、 分散 储热的 分散 式太阳能热水系统, 其 集热循环泵的流量应根据太阳能集热器的面积大小确定,并按下式计算: qx=(0.010.02) A ( 5.6.2) 式中 : qx集热循环泵流量( L/s); A集热器总面积( m2, 直接 加热系统为 Ac,间接加热系统为 Ain)。 5.6.3 集中集热、集中储热的 集中式太阳能热水系统 ,其 集热循环泵流量应根据集热器及相关管路的容积和集热循
41、环泵一次运行历时确20 定 ,并按下式计算 : qx= Vx / Tx ( 5.6.3) 式中 : Vx集热器及相关管路的容积( L); Tx集热循环泵一次运行历时( s)。 5.6.4 集中集热、 分散 储热的 半集中式 太阳能热水系统的循环水泵流量可 根据小时换热量折算后,按 热量体积公式进行 换算 : )( en diw hh ttC WQ ( 5.6.4) 式中 : Qh传热工质质量流量 ( kg/h) ; Wh小时换热量 , 以夏季平均日的辐照量换算得到的换热量乘以 1.5 的系数 ( kJ/h) ; Cw换热介质的定压比热容 kJ/(kg ); ti换热供路介质温度 ( ) ; t
42、end换热回路介质温度 ( ) 。 5.6.5 太阳能 集热循环泵的扬程 应 根据克服集热系统最大水头损失计算确定。 5.6.6 太阳能热水系统 集热循环泵的启闭,应按太阳能集 热器上部的水温与 储热水箱(罐) 下部水温温差 进行 控制。控制启闭的温差 应 根据系统和组件的特性确定。 5.6.7 直热式 空气源热泵热水 系统的供水量 应 由系统根据水温自动控制,且冷水系统设计应保证热泵系统的水量要求。 空气源热泵热水机组 循环泵流量 应根据热泵的 供 热量和循环温差 ,按下式计算: 21 t rgrx CQkq( 5.6.7) 式中 : qrx空气源热泵热水 机组循环泵流量 ( L/h); k
43、安全系数,取 1.10 1.20; Qg热泵机组设计小时平均秒供热量( kJ/h) ; r水的密度, 1kg/L ; t热泵机组的进出口温差( ),一般取 5 。 5.6.8 循环泵宜靠近 储热水箱(罐) 设置,不应 毗邻居住用房或在其上层或下层 。水泵应采用低噪音机组并 采取 防噪音措施。 5.6.9 集热循环泵的吸水管上应设阀门,出水管上应设阀门、止回阀及压力表。 5.6.10 太阳能和 空气源热泵热水 系统的循环泵 应 设备用泵。太阳能和热泵组合的热水系统,两者的循环回路和循环泵应分 开设置。 5.7 管路设计 5.7.1 太阳能和 空气源热泵 热水系统中的热水供回水管道应按建筑给水排水
44、设计规范( GB50015)中的有关条款设计。 集热系统使用的管路、配件应为金属材质,耐温不应小于 150 ;直接供应生活热水的集热管路应采用不锈钢管、铜管等保证水质的金属管材;其他过水设备材质,应与建筑给水管路材质相容。 5.7.2 太阳能 和 空气源热泵热水 系统的管道设计时应有可靠的防冻、22 防超温、超压措施。 5.7.3 在 工 质循环的 闭式系统中,应设置压力式膨胀罐 。 5.7.4 太阳能 和 空气源热泵热水 系 统的冷水进水管上应有可靠的防止 回 流措施。 5.8 运行控制设计 5.8.1 太阳能和 空气源热泵热水 系统集热和加热系统、辅助加热系统和热水供回水系统应采用全自动控
45、制操作方式 。 5.8.2 辅助加热设备应根据 储热水箱(罐) 的温度及热水供水温度之间设定的温差,按用户需要实行分时、定温或变温自动控制。 5.8.3 太阳能和 空气源热泵热水 系统的控制器 宜 具备如下智能化管理功能: 1 显示太阳能集热或热泵加热系统中热泵和循环泵的工作状况,控制 热泵和 集热循环泵的启闭; 2 显示 储热水箱(罐) 的热水温度; 3 在非 承压式系统中显示 储热水箱 的水位; 4 对辅助加热设备按设定程序进行启、停控制; 5 在集中热水供应系统中 记录瞬间热水用水量、温度压力及其变化曲线(用水量、温度及供水压力变化曲线图) ; 6 水箱防冻、管路防冻等启闭 ; 7 主管
46、路循环启闭 ; 23 8 在功能 要求比较高的热水系统可采用 电脑 PLC 控制 ; 9 当设有能耗监测系统平台时,以上信息应反馈至能耗监测平台。 5.8.4 太阳能和 空气源热泵热水 系统宜采用远程管理系统。太阳能集热系统出现可能引起严重后果的故障时,应智能诊断并控制系统运行,同时反馈信息。 5.9 电 气设计 5.9.1 电气设计应满足太阳能 和 空气源热泵热水 系统用电的负荷容量,安全可靠、维护方便。 5.9.2 热水系统供电应采用专用回路;供电及控制线路应穿管或沿槽盒敷设。 5.9.3 热水系统供电回路应设短路、过载、剩余电流动作等保护,内置电加热回路的剩余电流保护动作值不应大于 30
47、mA。热水系统 的 所有不带电金属物应设辅助等电位联结。 5.9.4 热水系统的设备应处于防雷接闪器的保护范围内,并按建筑物防雷设计规范( GB 50057)的要求采取各种防雷措施。 5.9.5 除 分散 式系统外,热水系统 供电回路应设有计量装置,并应满足能耗分析的要求。 24 6 建筑与结构设计 6.1 建筑设计 6.1.1 太阳能和空气源热泵热水系统应与建筑一体化设计,并应贯穿从方案到施工图设计的全过程。 6.1.2 建筑设计应考虑周边环境对太阳能集热器的影响,避免造成遮挡, 并应满足集热器连续日照时数在冬至日不少于 4 小时的要求。 6.1.3 建筑设计应合理确定太阳能和空气源热泵热水
48、系统在建筑中的位置。布置在建筑屋面、墙面、阳台、搁板或其他位置的热水系统的各组成部分,应与建筑整体有机结合,满足建筑造型、建筑使用功能和建筑 外围 护功能等要求。 6.1.4 布置在建筑外部的太阳能集热器和空气源热泵主机及其他系统部件应与周围环境相协调,不应对周围环境产生视觉污染 或 降低相邻建筑日照的规范标准。 6.1.5 设置在建筑任何部位的太阳能和空气源热泵热水系统的部件应与建筑有可靠的连接,保证各类部件的安全, 且应 满足建筑的防水、排水及防雷等功能。 6.1.6 建筑设计应满足太阳能和空气源热泵热水系统安装和维修的操作要求。住宅建筑应为每户配置搁放太阳能或热泵热水系统的 储热水箱(罐) 和热泵主机的搁板或者设备平台,并宜设置日常维护、检修的通道 ,避免公共管道和非本户管道维修入户。 6.1.7 在安装太阳能集热器和空气源热泵的建筑部位,应设置防止太