建筑一体化太阳能集中热水系统施工工法.doc
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建筑一体化太阳能集中热水系统施工工法
1.前言:
现代科技社会日新月异的发展,造成地球上可利用的资源和能源相对缺乏、生态环境日益恶化,迫使人们转向开发利用取之不尽、用之不竭、清洁无污染且分布广泛的可再生能源——太阳能、风能、地热能等,太阳能热水器显著的经济、环保和社会效益,立刻受到了人们的青睐,尤其在住宅建筑中得到了广泛的应用。
但是,一则由于它与建筑设计、施工的脱离性,使得滞后安装的太阳能热水器与建筑物不相协调,且对建筑物的结构、使用功能和安全性有一定的影响;二则它主要应用在住宅建筑中,使用的局限性严重影响了产品的发展。
由此,我公司工程技术人员与北京天普太阳能工业有限公司技术人员一起,将太阳能热水系统与建筑结合成一体,并增加相应的循环系统、自动控制系统等进行完善,经过、浙江省疾病控制中心工程等多个项目的研究、探讨、实践后,总结编写出与建筑一体化的太阳能集中热水系统施工工法。
2.工法特点:
太阳能集中热水系统与建筑物有机结合:
2.0.1外观上:
合理布置太阳能集热器,并成为建筑的一部分,实现两者的协调统一。
2.0.2结构上:
确保建筑物的承载、结构安全及系统安装的牢固可靠
2.0.3管路布置上:
合理布置太阳能循环管路及冷热水供应管路,建筑上预留所有管路的接口、通道。
2.0.4系统运行上:
系统性能稳定、安全可靠、易于安装、检修、维护;合理解决太阳能与辅助能源的匹配,实现系统的智能化和自动化控制。
3.适用范围:
适用于与建筑工程统一规划、同步设计、同步施工、同时投入使用的新建、扩建和改建的民用建筑工程,如综合办公楼、医院、体育场(特别是游泳馆)等,即可用于提供生活热水,也可提供室内采暖用热水。
适用于太阳能集热器工作温度低于130℃的集中热水系统。
此工法辅助加热能源采用电加热器,如采用蒸汽热交换器、锅炉加热器等,均可与此工法有机结合。
4.工艺原理:
将太阳能转换成热能以加热水的装置,主要由以下几个系统组成:
集热系统、储热系统、控制系统、辅助加热系统、补水系统、循环系统、
供热水系统。
通常包括太阳能集热器、储热水箱、循环水泵、供水管道、控制系统和必要时配合使用的辅助能源。
按照太阳能集热器集热性能、以单位数量真空集热管(或热管真空管)按照能效最佳的原则,科学地组织集热模块,再由集热模块按实际需求,个性化地组织最优化、大面积集热器模块阵列,与贮热保温水箱、辅助加热系统、智能控制系统、供水系统集成中央热水供应系统,并可根据需要设置热水温度,实现24小时或定时供应热水。
冷水经过自动上水控制箱进入集热器和保温水箱中,集热器中的冷水经过加热后升温,集热器和保温水箱内分别设有温度传感器,传感器将感测到的信号传到智能控制仪。
当集热器与保温水箱内的温差大于设定温差,智能控制将循环泵启动,从而将保温水箱内的冷水打到集热器内,再将集热器内的热水打回保温水箱中,完成一次循环。
这样循环往复将保温水箱里的冷水逐渐升温。
当集热器与保温水箱内的温差小于设定温差,循环水泵自动停机。
当保温水箱内的水温达到60℃时,循环水泵也自动停机。
热水系统回水管道内和电热水器内分别设有温度传感器,传感器将感测到的信号传到智能控仪。
当回水管内回水温度低于设定温度时,智能控制启动循环水泵,将回水管内的冷水打到电热水器内,电加热器自动运行加热,当电热水器内的温度达到设定温度时,电热水器自动停止加热,水泵自动停机。
设置防过热措施。
采用排回防冻措施。
5.施工工艺流程及操作要点:
5.1施工工艺流程:
施工准备→预留预埋→集热器安装→容积式电加热器安装→循环水泵安装→储热水箱安装→补水箱安装→管路安装→电气与自动控制系统安装→单机或部件调试→系统联动调试→系统试运行
5.2操作要点:
5.2.1施工准备:
1.设计文件齐备,且已审查通过;注意图纸会审时,要检查集热器与建筑物是否协调,安装的结构位置是否安全、合理,管道系统和电气控制系统是否正确、完善,等等;
2.施工组织设计或施工方案已经批准;施工操作人员已经过技术、安全培训并合格;
3.施工用材料、机具已进场,并通过验收;
4.施工现场已具备正常施工条件。
5.既有建筑经结构复核或法定检测机构同意安装太阳能热水系统的鉴定文件。
5.2.2预留预埋:
1.按设计图纸制作套管(包括管道穿越屋面的防水套管)、固定件;
2.预留空洞、预埋套管及固定件
随土建结构,在钢筋帮扎完毕后,按设计图纸位置,固定套管、预埋件,注意其设置位置、标高要准确,固定要牢固,并在混凝土浇注完毕后进行核查。
在混凝土楼板、梁、墙上预留孔、洞、槽和预埋件时应有专人按设计图纸将管道及设备的位置、标高尺寸测定,标好孔洞的部位,将预制好的模盒、预埋铁件在绑扎钢筋前按标记固定牢,盒内塞入纸团等物,在浇注混凝土过程中应有专人配合校对,看管模盒、埋件,以免移位。
防水套管:
根据建筑物及不同介质的管道,按照设计或施工安装图册中的要求进行预制加工,将预制加工好的套管在浇注混凝土前按设计要求部位固定好,校对坐标、标高,平正合格后一次浇注,
5.2.3集热器安装:
支架制作安装→集热器组装→水压试验与冲洗→防雷接地→保温
1.支架制作安装:
放样→切割下料→拼装焊接→机械打孔→防腐→安装
根据建筑物屋面坡度、坡向和集热器安装坡度、坡向、位置确定支架结构。
采用角钢、方管或槽钢做支架,焊接时要防止咬肉、气孔、夹渣、裂缝等质量通病的产生。
集热器布列支架宜采用在现场拼装成桁架的制作安装方法,避免采用逐步组合桁架的施工方法,以免在施工时累积误差,影响多块集热器的安装精度。
支架安装之前,要核查、调平基础及预埋件,支架固定应牢固。
2.集热器组装
现场组装的太阳能集热器,集热器联箱、尾座在集热器支架上的固定位置应正确,确保联箱、尾座排放整齐、一致、无歪斜,固定牢靠。
现场插管的全玻璃真空管集热器,插管前将真空管孔四周的脏物清除干净,插管时真空管应蘸水润滑,以利插入。
真空管插完后,应保证插入深度一致,硅胶密封圈无扭曲,所有真空管应排放整齐、一致、无歪斜,并使防尘圈与联箱外表面贴紧,确保密封和防尘效果。
现场插管的热管真空管集热器,插管前要在热管冷凝端上涂导热硅胶,联箱热管孔四周应清除干净,插管时,冷凝端插入到传热孔的正确位置,并使其接触紧密,以减少传热损失。
所有热管真空管应排放整齐、一致、无歪斜。
将集热器安装在已设置好的支架上,要保证集热器上下管口对接的同轴度,使第一块集热器的上下管口到最后一块集热器的上下管口同轴度误差<2㎜。
集热器和集热器之间用连接件连接,连接要严密,连接件可拆卸和更换。
3.水压试验与冲洗
1)在集热器最高处安装排气阀,最下端连接手动试压泵。
2)将管道内注满水,并排出管内气体。
3)用手动试压泵缓慢进行加压,当压力升至工作压力的1.5倍时(最低不得低于0.6Mpa),停止加压,观察10分钟,压力降不得超过0.02MPa;然后将试验压力降至工作压力,对管道进行外观检查,以不渗不漏为合格。
4)管道系统加压后发现有渗漏水或压力下降超过规定值时,应检查管道接口,在排除渗漏水原因后,再按以上规定重新试压,直到符合要求。
在温度低于5℃的环境下进行水压试验时,应采取可靠的防冻措施,试验结束后,应将存水放尽。
5)冲洗
用生活水冲洗管道,直到排出水质与进入水质一致。
4.防雷接地
将金属支架与接地干线可靠焊接;将每块集热器与接地干线可靠连接。
采用扁钢接地时,其搭接长度为扁钢长度的2倍,四面焊接;采用圆钢接地时,其搭接长度为元钢直径的6倍,双面焊接。
防雷接地焊接完成后,要做好防腐。
5.保温
集热器安装试压完毕,将外露管道进行保温,保温要严密。
5.2.4辅助电加热水器安装
基座支架安装→热水器安装
5.2.5水泵安装
安装准备→基础验收→设备开箱检查→吊装就位→找平找正→固定→清洗检查
1.水泵就位前,检查基础强度、位置、尺寸和螺栓孔位置是否符合设计及验收规范要求。
2.水泵就位
1)采用墨斗等弹线工具在水泵基础面上划出水泵中心线;
2)采用三脚架、电动葫芦吊装水泵或采用人力抬、扛的方法直接就位。
3)水泵就位时应根据设计及不同的水泵类型设置减震垫(器)。
当采用成品弹簧减震器时,弹簧减震器设于基础上,水泵基座直接就位于弹簧减震器上。
立式水泵不得采用弹簧减震器,只能采用橡胶减震垫。
3.水泵找平、找正。
1)中心线找正:
利用基础面上弹出的纵横中心线,在水泵的进水口中心和轴的中心分别用线锤吊垂线,移动水泵,使线锤附尖与纵横中心线相交。
2)水平找正:
采用水平尺测量,把水平尺放在水泵轴上测轴向水平,调整水泵横向位置使水平尺气泡居中,误差不超过0.1mm/m,然后用水平尺靠水泵进出口法兰的垂直面以测量径向水平;水泵水平找正如发现不平,可在底座下采用垫铁找平,垫铁一般旋转于底座的四个角下,每组不多于3块。
4.水泵找平找正后,向基础螺栓孔内灌C20细石混凝土,基础与水泵底座之间的空隙内灌注水泥沙浆,待混凝土强度达到规定强度的75%后再拧紧螺母,并对水泵的位置和水平进行复查,以免水泵在二次灌浆和拧紧螺母的过程中发生位移。
注意:
水泵配管应在二次灌浆混凝土强度达到75%以后进行;管道与泵体不得强行组合连接,管道重量不能附加在泵体上。
5.泵的清洗和检查:
试车前,检查泵体内有无杂物;盘动转子应灵活无阻滞现象,无异常响声。
5.2.6储热水箱(补水箱)安装
1.成品水箱的吊装、就位、找平找正与水泵安装相类似;
2.水压试验:
密闭水箱在安装后进行水压试验,试验压力如设计无要求,一般为管路系统工作压力的1.5倍。
水箱在试验压力下保持10min,压力不下降,不渗不漏则为合格。
满水试验:
敞口水箱安装前应做满水试验,即水箱满水后静置观察24小时,以不渗不漏为合格。
水箱安装完毕后,根据设计要求进行水箱进出水管、溢流管、排污管、水位讯号管的安装。
5.2.7管路安装
放线定位→支架制作安装→预制加工→干管(套管)安装→立管(套管)安装→支管安装→水压试验→管道防腐和保温→管道冲洗(消毒)→通水试验。
注意管路安装时预留温度传感器接口
1.确定管道的标高、位置、坡度、走向等,正确地按图纸设计位置弹出管道走线,并划出支架设置位置。
2.管道支架制作安装
1)管道支架、支座的制作应按照图样要求进行施工,支吊架的受力部件,如横梁、吊杆及螺栓等的规格应符合设计及有关技术标准的规定;管道支吊架、支座及零件的焊接应遵守结构件焊接工艺。
焊缝高度不应小于焊件最小厚度,并不得有漏焊、结渣或焊缝裂纹等缺陷。
支架采用机械开孔,制作合格的支吊架,应进行防腐处理,支架除锈后刷红丹漆一遍,面漆两遍。
2)型钢支架安装:
直管段管道支架安装,按设计图纸和规范要求,首先确定首尾支架的位置和标高,然后根据不同管材、系统的支架间距测定好其余支架位置和标高,找好坡度,将预制好的型钢支架拉线安装。
支架固定一般采取膨胀螺栓或与预埋铁板焊接固定。
3)立管支架安装:
在立管位置中心的墙上画好支架安装印记,楼层高度大于5米时,每层设置两个支架,间距匀称;楼层高度小于或等于5米时,每层设置一个支架,安装高度距地面1.5-1.8米;
3.预制加工:
按设计图纸画出管道分路、管径、变径、预留管口,阀门位置等施工草图,在实际安装的结构位置做上标记,按标记分段量出实际安装的准确尺寸,记录在施工草图上,然后按草图测得的尺寸预制加工(断管、加工、管件连接、调直、校对,按管段分组编号)。
4.干管安装:
干管安装时一般从总进入口开始操作,总进口端头加好临时接口以备试压用,设计要求防腐时,应在预制后、安装前做好防腐。
把预制完的管道运到安装部位按编号依次排开。
安装前清扫管膛,依次连接,安装完后找直找正,复核甩口的位置、方向及变径是否正确。
所有管口要加好临时封堵。
管道试压合格后隐蔽验收。
5.立管安装:
1)立管穿越楼板孔洞时应及时设置套管,套管应考虑有保温要
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