太阳能热水器工程设计方案.docx

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太阳能热水器工程设计方案

万合华庭住宅小区安装太阳能工程

投

标

书

（正本）

第一部分开标总报价．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

第二部分投标标价明细表．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

第三部分太阳能技术方案及说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

第一章设计依据．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

第二章工程方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

第三章斜屋面太阳能安装方案及基座预留尺寸．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

第四章重要项校核计算及说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

第五章产品优势简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

第六章投资效益分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

第四部分保修期．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

第五部分交货期限．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

第六部分售后服务响应．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

第七部分工程安装措施及方案说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

第八部分太阳能热水系统验收．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

第九部分企业售后服务承诺．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

第十部分企业资格证明文件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

第十一部分企业业绩简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

第十二部分部分工程实例照片．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

第一部分开标总报价

招标项目名称：

潍坊万合华庭住宅小区太阳能安装工程

项目名称

单价

数量

投标总价

（人民币元）

质保期

潍坊沃华房地产开发有限公司万合华庭住宅小区太阳能安装工程

1780元

312台

大写：

伍拾伍万伍仟叁佰陆拾元整

小写：

555360

5年

交货期：

自开工后30日安装调试完毕。

售后服务响应时间：

2小时内赶到现场；在12小时之内解决问题。

第二部分投标报价明细单

序号

货物名称

规格型号

单位

数量

单价

总价

1

太阳能热水器

Zk-58-1.8-14

台

312

1150

358800

2

PEX管

ZK-PEX

套

312

30

9360

3

铝塑管

ZK-LS

套

312

30

9360

4

混水阀

ZK-HSF

个

312

35

10920

5

管件

ZK-GJ

套

312

40

12480

6

自动上水温度显示仪

ZK-WDXSY

个

312

160

49920

7

双层保温管

ZK-BWG

套

312

40

12480

8

淋雨喷头

ZK-LYT

个

312

35

10920

9

标准铜件

312

50

15600

10

电加热器

个

312

50

15600

11

固定支架槽钢

批

1

9360

12

安装费

312

100

31200

13

运费

312

30

9360

合计

555360

投标总报价：

伍拾伍万伍仟叁佰陆拾元整￥555360

第三部分太阳能工程技术方案及说明

第一章设计依据

1、客户需求

（1）安装建筑物情况

小区位于潍坊市胜利西街2900号。

小区为砖混结构5、6层住宅楼，混凝土斜屋面共8栋楼，即太阳能312台。

（2）用户要求

（1）能满足住户140升左右日常的热水供应要求，真空管长度1.8米，14支管；

（2）提供的热水器必须技术先进，热效率高，且具有相当水平的科技含量；

（3）操作必须简单易行，安全可靠；

2、当地气象资料

（1）全年太阳辐照情况

根据国家气象中心提供的2001年全国各地日均及年总辐射数据（单位MJ/m2），与（北纬36°度，东经119度，海拔高度724.9米）太阳辐照量情况如下：

月份

辐照量

1月

2月

3月

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月

11月

12月

日均

5.29

7.10

13.77

15.49

20.13

16.58

15.37

15.35

11.58

9.78

8.24

5.86

年总

4407.37

（2）3月份太阳辐照量（春分所在月）单位：

KJ/m2：

日期

1号

2号

3号

4号

5号

6号

7号

8号

9号

10号

日均辐照量

13690

9880

12280

14270

11910

11020

15300

15570

16110

14410

日期

11号

12号

13号

14号

15号

16号

17号

18号

19号

20号

日均辐照量

9120

15970

11110

13440

16010

3670

15090

14520

16280

16170

日期

21号

22号

23号

24号

25号

26号

27号

28号

29号

30号

日均辐照量

15740

17620

15320

12030

19290

7120

19000

16500

18470

17890

日期

31号

日均辐照量

19120

（3）潍坊地区其他气象数据

最冷月月平均最低温度：

-7.4℃　　最热月月平均最高温度：

32℃

极端最低温度：

-17.2℃　　　极端最高温度：

36.9℃

降水总量：

331.6㎜　　　　　　雷暴日数：

26

最大积雪厚度：

11cm　　　　　　日照总时数：

24780

相对湿度月平均最大值：

0.77总蒸发量：

1858.8㎜

3、太阳能热水器相关标准

（1）依据太阳能热水系统与建筑一体化设计与应用（L07SJ906）

（2）GB/T18713-2002《太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范》

（3）GBJ15-88《建筑给排水设计规范》（97修订版）

（4）GB/T17581-1998《真空管太阳集热器》

（5）GBJ17-88《钢结构设计规范》

（6）GBJ9-87《建筑载荷规范》

（7）NY/T343-1998《家用太阳热水器技术条件》

（8）GB4272-92《设备及管道保温技术通则》

（9）GB4706.1-1998《家用和类似用途电器的安全通用要求》

（10）GB/T12936-1991《太阳能热利用术语》

（11）GB/T18708-2002《家用太阳热水系统热性能试验方法》

（15）GB50057-94《建筑物防雷设计规范》

19.58构，顶层带跃层山东省东营市东城区，

第二章工程方案设计

我们根据客户要求，结合客户的实际用水情况，经我公司专家组研究评审后，确定采用中心控制阀、温控仪（包括传感器）、自动上水阀、电加热等主要配件，来完成贵方需求的各项功能。

其运行原理如下：

1、系统原理图（根据需要调整）

（1）若选用自动上水阀，则不需要安装溢流管。

其运行说明如下：

A、中心控制阀打开至冷水与热水管联通，通过自动上水阀实现对热水器上水，水满自动上水阀自动关闭。

B、通过中心控制阀调节混水到合适温度，进行取水。

（2）若不选用自动上水阀，则需要通过溢流管进行人工控制水满，其运行说明如下：

A、上水方式，水满时，溢流管中有水流出，需人工关闭中心控制阀，停止上水。

这种方式需要专人看管。

2、系统配置选择

（1）主机的确定

A、水量的确定：

3～4人用水的要求，根据《建筑给水排水设计手册》热水用水定额的规定，淋浴定额为50℃的热水，则按照每人45L设计，3人用水为135L。

B、安装尺寸的确定：

根据楼顶建筑图纸。

结合我公司的产品型号，能够同时满足这两个条件的热水器是中科浴普工程机系列14支1.8米真空管太阳热水器，其技术参数如下：

热水器型号

ZK/φ58－1.8-14

真空管长度

1800㎜

真空管外径

φ58㎜

热水器倾角

45°

集热面积

1.62㎡

容水量

140L

管间距

70㎜

保温层厚度

55±5㎜

水箱外径

φ470㎜

水箱内径

φ320㎜

内胆材料

SUS304-2B食品级不锈钢

保温层

聚氨脂

（2）主机各部件的确定：

（主机图片如图1）

①集热器部分：

集热器是太阳热水器的核心部件，采用中科浴普独有专利技术的“三高管”。

②水箱部分：

主要包括保温层、内胆、外桶皮及端盖等。

A、保温层：

为整体聚氨酯发泡，厚度55±5mm,采用高压、定量、恒温发泡工艺，并进行熟化处理。

B、内胆：

SUS304-2B食品级不锈钢内胆，厚度0.5㎜，高频滚压自动化焊接，防腐性强。

C、外桶皮及端盖：

均为进口锌彩板制作，机械强度高；表面进行喷塑处理，耐腐蚀性和抗氧化能力强；不会对周围环境造成光污染。

③支架：

采用锌彩板，基材是进口角钢热镀锌板，表面再配以先进的静电喷涂防腐工艺制造而成的锌彩板，耐腐蚀能力强，设计寿命达15年。

（3）主要辅件的确定：

①自动上水阀：

采用自动上水阀进行上水，水满就自动停止上水，可以实现无人值守，全自动运行。

②辅助能源：

采用电作为辅助能源，每台太阳热水器内置1套1.5KW高铬高镍英格莱电热管，保证用户在阴雨天照常用热水。

③中心控制阀：

主要是解决非承压太阳热水器调温难的问题。

④控制系统：

每户选用1台水温水位测控仪。

可以实现对太阳热水器的水位、水温以及辅助电加热的显示和控制，独有的全自动上水和温控补水功能，提高了太阳热水器的自动化程度。

⑤管道保温：

每台太阳能均有管道保温配件，以保证冬天太阳能管道正常使用。

⑥每户卫生间均设有淋浴喷头，厨房设热水借口

⑦屋面安装太阳能支架所需槽钢

⑧以上配件均采用标准铜件

图1ZK工程机主机

第三章斜屋面太阳能安装方案及预留基座尺寸

一、斜屋面太阳能安装说明及预留基座尺寸：

（1）三号楼三个单元共三十六户,斜屋脊总长度49.9米.每台太阳能所需1.45米.斜屋脊安装30台太阳能,每单元楼梯口平台安装2台,三个单元楼梯口共安装6台,共计36台太阳能.

（2）四号楼四个单元共四十八户,斜屋脊总长度58.9米.每台太阳能所需1.45米.斜屋脊安装40台太阳能,每单元楼梯口平台安装2台,四个单元楼梯口共安装8台,共计48台太阳能.

（3）五号楼四个单元共四十八户,斜屋脊总长度58.9米.每台太阳能所需1.45米.斜屋脊安装40台太阳能,每单元楼梯口平台安装2台,四个单元楼梯口共安装8台,共计48台太阳能.

（4）六号楼三个单元共三十六户,斜屋脊总长度45.6米.每台太阳能所需1.45米.斜屋脊安装30台太阳能,每单元楼梯口平台安装2台,三个单元楼梯口共安装6台,共计36台太阳能.

（5）七号楼两个单元共二十四户,斜屋脊总长度30.4米.每台太阳能所需1.45米.斜屋脊安装20台太阳能,每单元楼梯口平台安装2台,两个单元楼梯口共安装4台,共计24台太阳能.

（6）十号和十一号楼各三个单元每栋楼三十六户,合计七十二户.一单元斜屋脊10.2米.每台太阳能所需1.45米.斜屋脊安装8台太阳能,单元楼梯口平台安装4台,合计12台太阳能;二单元斜屋脊11.6米.每台太阳能所需1.45米.斜屋脊安装8台太阳能,单元楼梯口平台安装4台,合计12台太阳能;三单元斜屋脊15.8米.每台太阳能所需1.45米.斜屋脊安装10台太阳能,单元楼梯口平台安装2台,合计12台太阳能;十号和十一号楼共计七十二户.

（7）十二号楼四个单元合计四十八户.一单元斜屋脊10.2米.每台太阳能所需1.45米.斜屋脊安装8台太阳能,单元楼梯口平台安装4台,合计12台太阳能;二单元斜屋脊12.7米.每台太阳能所需1.45米.斜屋脊安装8台太阳能,单元楼梯口平台安装4台,合计12台太阳能;三单元斜屋脊15.8米.每台太阳能所需1.45米.斜屋脊安装10台太阳能,单元楼梯口平台安装2台,共计36台太阳能.

第四章重要项校核计算及说明

1、热水器倾角与采光面积校核计算

（1）采光面积的确定　

式中：

Ac————直接系统集热器采光面积，㎡；

Qw———日用水量，此处为150kg；

tend———储水箱内水的终止温度，此处为50℃；

Cw———水的比热，4.18KJ/㎏·℃;

ti————水的初始温度，此处为17℃；

JT————当地春分或秋分所在月集热器受热面上日均辐照量（此处按正常晴天计算，此处取3月30号辐照量为17890），KJ/㎡;

f——太阳能保证率（从潍坊三月份日太阳辐照数据分析，此系统设计太阳保证率为1，即正常晴天情况下，太阳能足以产生150升热水，不需要电加热）

ηcd——集热器全日集热效率，国标经验值取0.40～0.55；根据我公司的试验数据取值为0.56。

———管路及储水箱热损失率，无量纲；国标经验值取0.2～0.25，我公司的保温水箱保温性能优越，此处取0.1。

经计算需要集热面积为：

AC=2.06㎡

因所选用的热水器集热面积为2.11㎡>AC，故符合要求。

（2）太阳高度角及方位角的计算，确定热水器的倾角：

（1）

式中：

=太阳天顶角

=纬度

=太阳赤纬角

=时角（度）

（2）

式中：

真太阳时（小时），用24小时的时钟

（3）

式中：

当地标准时间（时和分）

时差（分）

n=1～106

　n=107～166

n=167～246

n=247～365

当地时区的标准子午线经度（度）

当地经度

太阳高度角α=90°－θ

经过计算得知：

（1）冬至日（12月21日）的太阳高度角为28.25°；

（2）春分日（3月21日）的太阳高度角为51.3°。

为了最大限度的利用太阳热水器，按照冬季进行设计（即冬天好用则全年好用）。

根据冬至日的太阳高度角，热水器的倾角应为61.7°，结合客户需要，故选用最贴近的倾角为45°的产品。

2、螺栓强度荷载计算

热水器的固定是通过四个M10的地脚螺栓固定，对其所能承受的荷载需进行校核计算。

热水器所能承受的荷载是无水时，最危险。

所以按照无水时进行设计。

（1）热水器各部件自重

①水箱重量：

16kg×9.8N/kg=196N；

②14支真空管的重量：

1.35kg×14×9.8N/kg=185.22N；

③支架重量：

78×9.8=764.4N

④热水器各支架总重G=196+185.22+764.4=1145.62N

（2）强度校核

①潍坊地区基本风压选取：

根据GB50009-2001《建结构荷载规范》，潍坊地区的基本风压进行计算，其根据建筑荷载常规选择方法，按50年一遇标准设计，查表得基本风压为0.6KN/㎡.

②太阳热水器最大受风面积：

1.596×0.52+1.418×1.55=3.028㎡

③热水器所受风力为：

600N/㎡×3.028㎡×sin50°=1284.67N

④由于热水器背面受到的风力比正面大，故以背面受力为主计算。

⑤螺栓的截面面积为：

A=π×（10/2）2=78.5㎜2

忽略热水器所受摩擦力，则四个螺栓受剪切力等于风力，则剪切强度τ：

τ=F风/4A

=1284.67/〔4×（10/2）2×π〕

＝4.09MPa

查《五金手册》知螺栓的许用剪切应力：

〔τ〕＝180MPa/2＝90MPa

τ＜〔τ〕

安全系数为：

S＝〔τ〕/τ＝90MPa/4.09MPa＝22

通过校核计算得知，选用的螺栓抗剪切能力满足50年一遇的风荷载标准。

3、保温层厚度计算：

（1）水箱保温层效果计算

水箱内胆采用SUS304不锈钢板焊接，外壳采用锌彩板，保温层采用聚氨酯整体发泡而成，厚度为55±5mm，经过实际抽样检测，发泡后的实际聚氨酯泡沫的导热系数为0.019W/（m·°C）。

为简化计算，进行以下的假设：

a、水箱内的水静止不动，内胆的厚度不计，聚氨酯保温层内表面的温度和保温水箱内水温相同为t1，外壳的厚度不计，保温层外壁的温度和环境温度相同为t2；

b、水箱为标准的圆柱状；

c、水箱水温恒定；

保温水箱的热损主要包括两个部分，桶壁和上下端盖，设桶壁的热流密度为q1，上下端盖的热流密度为q2，聚氨酯保温材料的导热系数为λ，保温材料厚度为δ，桶壁高度l，桶壁保温层的内半径为r1，外半径为r2，端盖的面积分别为A，则

根据相关的传热学公式，有

q1＝λ·（t1－t2）/δq2＝2πλ（t1－t2）/ln（r2/r1）

则水箱的热损为：

Q＝2q1·A＋q2·l

当t1－t2＝40°C时，140L的容水量，中科浴普公司生产的水箱的热损Q及24小时内温降为：

水箱外径（mm）

水箱长度（mm）

λ/δ

2πλ/（lnr2/r1）

Q（W）

24小时温降（°C）

470

1446

0.41

0.575

37.58

3.51

由上述数据可知，当水箱内热水和环境温差为40°C时，盛满水的水箱24小时损失的热量仅可导致140L热水降温3°C（若水箱水温和环境温差小于40°C，则24小时内的温降就会小于3℃）。

（2）管道保温层厚度的校核计算

①保温层厚度的计算公式

δ=3.41dW1.2λ1.35t1.75/q1.5（式——1）

δ——保温层厚度（mm）；

dw——管道的外径（mm）；

λ——保温层的导热系数（KJ/（h·m·°C））；

t——未保温的管道的外表面的温度（°C）；

q——保温后的允许热损失（KJ/（m·h））。

②允许热损

根据建设部2003年颁布的《全国民用建筑工程设计技术措施·给水排水》中的规定，当管道中的流体的温度为60°C时，允许的热损如表—3：

内径公称尺寸（mm）

20

25

32

40

50

70

允许热损（KJ/m·h）

63.8

83.7

100.5

104.7

121.4

150.7

③参数确定及计算结果

（1）管道的外径dw:

选择常用的20㎜计算，根据上表允许热损为=63.8KJ/m·h

（2）保温层的导热系数λ：

保温层的材料选择聚乙烯塑料泡沫。

其导热系数一般在0.035～0.056W/（m·℃）,根据GB50176-93《民用建筑热工设计规范》中的规定，聚乙烯塑料泡沫料的导热系数<0.047W/（m·℃）。

计算中取λ=0.047W/（m·℃）＝0.1692KJ/（h·m·℃）

（3）为了取得更好的保温效果，按照潍坊地区最冷季节计算。

未保温的管道外表面的温度t取48℃，

把数值代入计算得所需的保温层厚度为19.3㎜。

我们选用的保温层厚度为55㎜远大于计算值19.3㎜，符合要求。

第五章产品优势简介

1、中科浴普工程系列太阳热水器集热器

工程系列太阳热水器的集热器为三高太阳芯全玻璃真空集热管，普通热水器的集热器均为普通管（虽然个别厂家也宣称其真空管三强或三元超吸收，但是他们的生产工艺和吸收原理与普通管一模一样，即与普通管无本质区别）。

与普通管相比，三高太阳芯全玻璃真空集热管具备以下优点：

长度

管径

采光面积

吸收比与发射比

得热量

真空度

膜层结构

其他

三高真空管

1.8m

58mm

0.149m2

三高管高吸收，低发射，吸收比是普通管的1.07倍，是国标的1.16倍；发射比是国标的2/3

是普通管的1.51倍

5×10－4Pa

干涉膜，膜层从内到外分为金属反射层、干涉吸收型选择性吸收层、减反层三层

耐高温、抗高寒、不老化，使用寿命长

普通管

1.8m

58mm

0.096m2

假定为1

5×10－2Pa

渐变膜层的反射曲线不陡峭，发射比随温度升高而显著增大从而降低集热效率

由于长期空晒而造成的膜层老化、变色、性能衰减

2、中科系列太阳热水器整机热性能技术支持点

紧跟行业发展，以为用户服务为宗旨，引入新国标概念“日有用得热量”和“平均热损因数”。

2002年新版国标《家用太阳热水器/系统技术条件》中规定：

日有用得热量≥7.5MJ/㎡，平均热损因数≤19W/（m3·K）。

（1）日有用得热量：

一定日太阳辐照量下，贮热水箱内的水温不低于规定值时，单位轮廓采光面积贮热水箱内水的日得热量。

（2）平均热损因数：

在无太阳辐照条件下的一段时间内，单位时间内、单位水体积太阳热水器/系统贮水温度与环境温度之间单位温差的平均热量损失。

（3）中科浴普系列热水器日有用得热量高，平均热损因数低，绝对满足新国家标准的要求：

全国能源标准化检测咨询中心实验报告（2002送检字第007号）显示如下：

系统得热量方程Qs=0.935×H+0.032×（tad-tb）-0.022以新国标试验条件：

日平均环温tad=25℃，水箱初始温度tb=20℃，8小时辐照量最小值H＝17MJ/㎡为例，得出系统得热量为16.033MJ，实验样机的采光面积为1.931㎡，容量为100升，可得出该热水器日有用得热量为8.3MJ/㎡，相当于该热水器以上天气条件下，每天可以为用户节约4.5度电能。

该热水器平均热损因数为15W/（m3·K），满足新国家标准的要求。

（4）目前其它太阳能热水器生产厂家仍然在宣传原标准GB/T12915-91所给出的热性能概念热水器的平均日效率和平均热损系数，该性能参数不能体现为用户服务的理念和适应更高层次的市场需求。

3、UFOC镜面聚光栅

与普通的聚光栅对比分析如下：

外形

安装

其他

聚光栅

流线弧凹面设计，聚光更加集中

支支独立、小巧轻便，安装、拆卸、清洗方便

1、聚光栅反射光线至真空管，减少光漏失

2、表面UFOC处理，反射率高，镜面耐大气腐蚀。

普通反光板

整体的平面铝板，靠粗糙平面的漫反射反光，不聚光

整体安装铆接在支架上，更换拆卸麻烦，造成很大浪费

无

4、太阳能热水器水箱内胆的选材、一次滚压成型、焊接

（1）选材

水箱材料应具备足够的强度及使用耐久性，诸如抗氧化能力以及常年在温水环境下运行的抗腐蚀能力。

此外，金属材料要具备优良的焊接性，使水箱易于制造。

不锈钢是近代各国太阳能热水器水箱普遍采用的材料。

我公司非承压式水箱内胆采用SUS304不锈钢制作，其他厂家选用430不锈钢，比较如