四季沐歌技术响应文件.docx
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四季沐歌技术响应文件
G技术响应文件
一、设计依据
1、工程所在地:
重庆市云阳县
2、工程名称:
云阳县教育委员会36所中小学太阳能与空气源热泵热水系统工程
3、工程现场情况:
本工程为云阳县教育委员会36所中小学太阳能与空气源热泵热水系统工程,详细情况见图纸。
4、太阳能系统设计:
采用四季沐歌平板集热器,集中集热太阳能热水系统;
5、用水情况:
见36所学校实际配置统计表。
6、辅助能源:
空气源热泵。
二、设计指标
1、设计用水量:
原则上按照36所学校实际配置统计表设计,应考虑现场实际情况进行调整。
2、日均用水水温:
冷水水温取20℃,热水水温为60℃。
3、太阳保证率:
根据《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》GB50364-2005中第4.4.2规定,太阳保证率宜取0.3-0.8之间,本工程中取值为50%。
4、太阳辐照量:
以重庆地区全年日均太阳辐照量为设计依据;
5、集热器型号选取:
综合考虑经济性,采用性价比较高的FPC1200a平板太阳能集热器。
三、设计参照标准
Ø《平板型太阳能集热器》GB/T6424
Ø《太阳能热水器选用与安装》图集06J908-6
Ø《太阳能集中热水系统选用与安装》图集06SS128
Ø《太阳能集热系统设计与安装》图集06K503
Ø《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》GB50364-2005
Ø《太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范》GB/T18713-2002
Ø《家用太阳热水系统热性能试验方法》GB/T18708-2002
Ø《太阳能热利用术语》GB/T12936-1991
Ø《家用太阳热水系统技术条件》GB/T19141-2003
Ø《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003
Ø《设备及管道保温技术通则》GB4272-92
Ø《钢结构设计规范》GBJ17-88
Ø《家用太阳热水器电辅助热源》NT/Y513-2002
Ø《太阳能集中热水系统施工规范》QB/102—2002
Ø《平板式型太阳能集热技术条件》GB/T6424-2000
Ø《太阳能热水系统性能评定规范》GB/T20095-2006
Ø《屋面工程质量验收规范》GB50207-2002
Ø《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
Ø《建筑电气安装工程施工质量验收规范》GB50303-2002
Ø《太阳能热水系统性能评定规范》GB/T20095-2006
Ø《太阳能集热器性能试验方法》GB/T4271-2007
Ø《家用太阳能热水系统热性能试验方法》GB/T18708-2007
Ø相关地方标准
四、当地气象资料
1、地理位置:
重庆市,北纬29°31ˊ,东经106°29´
2、基础水温:
20℃;冷水计算温度:
计算热水系统的耗热量时,必须决定冷水的计算温度,冷水的计算温度以当地最冷月平均水温资料确定,水温资料时参照下表:
分区
地区
地面水温度
地下水温度
第一分区
黑龙江、吉林、内蒙古的全部,辽宁的大部分,河北、山西、陕西偏北部分,宁夏偏东部分
4
6~10
第二分区
北京、兰州、山东全部,河北、山西、陕西的大部分,河南北部,甘肃、宁夏、辽宁的南部,青海偏东和江苏偏北的一小部分
4
10~15
第三分区
上海、浙江全部,江西、安徽、江苏的大部分,福建北部,湖南、湖北东部,河南南部
5
15~20
第四分区
广东、台湾全部,广西大部分,福建、云南的南部
10~15
20
第五分区
贵州全部,四川、云南的大部分,湖南、湖北的西部,陕西和甘肃秦岭以南的地区,广西偏北的一小部分
7
15~20
3、太阳辐照量:
依据国家建筑标准设计图集06SS128《太阳能集中热水系统选用与安装》中附录一:
《主要城市各月设计用气象参数》中选用,云阳地区(北纬29°31ˊ)年辐照量资料参照重庆(北纬29°31ˊ),全年日均辐照量为8.43MJ/(㎡.d)。
4、集热面积补偿比:
依据国家建筑标准设计图集06SS128《太阳能集中热水系统选用与安装》中附录一:
《主要城市太阳能集热面积补偿比》中选用,重庆地区(北纬29°31ˊ)辐照量补偿比资料参照程度(北纬30°40ˊ)地区补偿比资料。
四、系统原理图
本图为太阳能热水系统原理示意图,不表示实际连接方式。
五、集热系统集热面积计算
以总计需求量计算:
(式—1)
式中:
——直接系统集热器采光面积,㎡;
——日均用水量,按总用水量计算,553000kg;
——储水箱内水的终止温度(用水温度),60℃;
——水的定压比热容,4.18KJ/(㎏·℃);
——水的初始温度,20℃;
——当地集热器采光面上的全年日均太阳辐照量,8430KJ/(㎡.d);
——太阳能保证率,根据系统使用期内的太阳辐照、楼顶可供安装面积等因素综合考虑后确定,50%;
——集热器全日集热效率,国标经验值取0.40~0.55,根据我们公司实验数据取0.55;
——管路及储水箱热损失率,无量纲,此处取0.15。
经计算可得:
=11747㎡。
太阳能热水系统总集热面积为5064m2。
在集热器倾斜面上辅照量大于8430KJ/(㎡.d),太阳能保证率为50%的条件下,每天能将20吨水从基础水温20℃升高到60℃,阴雨天气以及冬季辅照不好的情况使用辅助能源提供。
六、循环泵的型号
1、设计流量
对于太阳热水系统,集热循环管路为闭合回路,则管道计算流量为循环流量,按下列公式计算:
式中:
q—循环流量,L/h;
QS—集热循环流量,由于太阳辐照量的不确定性,一般采用每平方米集热器的流量为0.01~0.02L/s,即36-72L/(h·㎡)。
A—太阳能集热器的总集热面积。
根据各地太阳辐照量的不同以及四季沐歌多年的工程设计经验,集热循环流量通常按下表选取。
集热循环流量取值表表1.1.1
地区
集热循环流量QsL/(h·㎡)
青海、西藏
70~80
内蒙、新疆
60
其他地区
50
2、集热循环所需水压
集热循环泵的扬程计算公式为:
H=H1+H2+H3
式中,H——建筑内给水系统所需水压,kPa;
H1——水泵吸水管起点至最不利配水点(集热循环系统中如若某一配水点的水压被满足则系统中其他任何用水点的压力也均能被满足,则该点称为系统中的最不利配水点。
)位置高度所要求的静水压,kPa;
H2——水泵吸水管起点至最不利配水点的给水管路既计算管路的沿程与局部水头
损失之和,kPa;
H3——最不利配水点所需要的流出水头kPa.。
其中H3根据经验可取2-3m。
3、管径计算
循环管及给水管网管径确定依据去
式中:
——设计流量,
——管道计算内径,
——流速,
上式中流速的确定,根据我国《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003,第99页中表5.5.8中规定,通过技术经济分析,并考虑室内环境产生噪声允许范围来选用,见表1.3.1。
热水管道的速度表1.3.1
公称直径㎜
15~20
25~40
≥50
水流速度m/s
≤0.8
≤1.0
≤1.2
(GB50015-2003,第99页)
4、给水管道的水头损失
管路的水头损失包括沿程水头损失和局部水头损失,即管路压降。
热水管网的水头损失应遵守下列规定:
A、管段沿程水头损失:
根据水力学的基本原理,循环热水管网的沿程水头损失可按水力坡降进行计算,公式如下:
式中:
—管段的沿程水头损失,kPa或mmH2O;
—水力坡降,即单位长度的沿程水头损失,kPa/m;
—管段长度,m;
管道单位长度沿程水头损失应按下式计算:
式中,i—单位长度沿程水头损失系数;
海澄﹒威廉系数
管材
Ch值
管材
Ch值
塑料管、内衬(涂)塑料管
140
衬水泥、树脂的铸铁管
130
钢管、不锈钢管
130
普通钢管、铸铁管
100
B、局部水头损失
式中:
——局部水头损失,
——局部阻力系数,
——管道中流速,
——重力加速度,
由于管网中局部配件较多,如三通、弯头、阀门等,局部阻力系数各不相同,水头损失计算过程繁琐,可按管道的连接方式,采用管件当量长度法计算。
管件当量长度的含义是指:
管(配)件所产生的局部损失大小与同管径某一长度管道所产生的沿成水头损失相等。
亦即该长度为该管(配)件的当量长度。
当管道的管(配)件长度资料不足时,可按管网沿程损失的百分数估算局部水头损失,生活给水系统中采用25%—30%。
根据太阳热水系统的性质,按经验取沿程水头损失的30%。
以上设备选型详见工程报价清单。
七、补水电动阀的确定
电动阀口径:
d=
式中:
d――管径,m
――流量,
/s
――流速,1m/s
上式中流速的确定,根据我国《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003,表3.6.9中规定,考虑经济技术条件及噪音影响,取v=1.0m/s。
生活给水管道的水流速度表3.6.9
公称直径㎜
15~20
25~40
50~70
≥80
水流速度m/s
≤1.0
≤1.2
≤1.5
≤1.8
八、金属管道保温层厚度确定
1、金属管道保温层厚度
计算公式:
式中,
—保温绝热层厚度,m;
—保温层外径,m;
—管道外径,m;
2、保温层外径
的计算公式:
式中,
—绝热材料导热系数,
;
—管道内介质温度(对于金属管道和设备的表面温度和介质温度相同),
;
—环境温度(用于防冻计算时取极端最低温度),
;
—绝热层外表面向周围环境的放热系数,
,取11.63
;
—绝热层的热损,
;最大允许热损失量见下表。
设备、管道外表面温度
50
60
100
150
最大允许热损失值
58
65
93
116
九、太阳能集热器安装说明
1、固定说明
太阳能集热器安装固定需制作基础,太阳能集热器基础制作需根据现场情况定,安装太阳能集热器后,需能抗10级风载荷。
本工程制作钢结构安装平台,集热器预通过螺栓与之相连。
2、避雷说明:
太阳能系统安装,必须有防雷措施,根据建筑的避雷情况及设备安装布置确定。
《中华人民共和国气象法》和中国气象局第3号令《防雷减灾管理办法》明确要求:
防雷产品及防雷设计方案必须具有相应资质和资格的防雷机构设计、监管。
热水器防雷应注意以下几点:
2.1、首先确定安装热水器的建筑物本身防雷系统是否合格,如不合格或没有做防雷装置,则太阳能系统不能安装避雷系统,否则太阳能防雷系统将会成为引雷装置。
2.2、避雷针高度及安装位置应按照其要保护的范围来确定(由专业设计人员计算)。
2.3、太阳能集热器支架、水箱等金属部件必须有可靠的金属连接,并且每排集热器至少有两处与建筑物顶部的避雷带进行可靠焊接,同时避雷针与避雷带进行可靠焊接。
2.4、防腐处理:
在所有焊接点处涂防锈漆两遍,然后再涂银粉漆一遍,提高避雷针的防腐效果。
2.5、检测:
避雷装置施工完成后,要申请当地防雷中心对防雷系统进行检测、验收,并将检测结果备案。
2.6、避雷设计:
四季沐歌公司根据太阳能的结构特点以及特殊的安装位置,设计出一套综合的太阳能防雷方案措施,并开发出专门的防雷装置(在甲方建筑物防雷措施完善的前提下),可以有效的防护太阳能免遭雷击,从而保护用户的财产、人身安全不受损害。
滚球法确定单支避雷针的保护范围按下列方法确定:
避雷针在hx高度的xx′平面上的保护半径:
rx=
-
r0=
式中:
rx—避雷针在hx高度的xx1平面上的保护半径(m)
hr—滚球半径(m)
hx—被保护物的高度(m)
r0—避雷针在地面上的保护半径(m)
避雷针高度及安装位置应按照其要保护的范围来确定(由专业人员计算)
3、防雨防漏电措施
防雨防漏电措施主要针对电器设备如控制器、水泵、空气源热泵进行设计。
3.1、控制器防雨防漏电措施
控制器防雨防漏电措施:
控制器安装于室内(楼梯间或电梯机房内)来避免雨水的影响;控制柜接地与主电源接地连接与一体,来防止漏电;控制器主断开关采用漏电保护器防止用电设备漏电。
3.2、水泵防雨防漏电措施
水泵防雨防漏电措施:
水泵安装于热水箱附近,在水泵安装后用彩钢板做好雨棚,防止水泵被雨淋湿造成水泵进水不能正常工作,雨棚采用螺栓与基础连接便于拆卸和水泵维护。
水泵接地与控制箱内接地连接防止水泵漏电。
3.3、空气源热泵防雨防漏电措施
空气源热泵防雨防漏电措施,为保证空气源热泵的得到足够的热量,将空气热泵安装于通风较好的地方,采用可安装于室外的空气源热泵,即使在雨季也可以正常使用;空气源热泵主要控制元器件安装与热泵机组内的控制箱内,机组内的控制箱采用防雨型控制箱;空气源热泵接地线与主电源接地线连接,防止热泵漏电。
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