沂水分体式平板太阳能工程（案例）
来源：中国太阳能产业联盟网
一、工程概况
工程名称：沂水“滨河绿洲花园小区”分体式平板太阳能热水工程本工程位于山东省临沂市沂水县，北纬35°36′，东经118°13′。总用户数为1064户，为小高层建筑。工程地点：山东省沂水县滨河路安装自然循环太阳能热水系统可行性分析：自然循环太阳能热水系统的原理为利用热虹吸效应，当液体受热时，密度减小，在同一系统内，密度小的热液体向上走，密度大的冷液体向下降。利用这种原理，太阳能热水系统中的导热介质受热进入到水箱的换热器中，从而把水箱中的水加热。根据循环原理我们得出的循环条件是：
（1）水箱安装的位置要高于集热器35mm，以有利于循环。
（2）循环管道要一直保持向上的趋势，中间不能有回坡。
（3）水箱和集热器的距离不能超过3.5米。从本工程给出的安装条件看，都能满足循环要求，所以本工程安装自然循环太阳能热水器是可行的。
二、设计施工说明
1、设计依据
（1）GB/T18713-2002《太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范》
（2）GB50015-2003《建筑给水排水设计规范》
（3）GB50364-2005《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》
（4）GB/T6424-2007《平板太阳能集热器》
（5）GB/T19141-2003《家用太阳能热水器技术条件》
（6）GB4272-92《设备及管道保温技术通则》
（7）GB50009-200《建筑结构载荷规范》
2、设计参数
我们根据选择供水温度60℃，供水量为每人每日50L80L。取平均值，每人每天的最高供水额为60L，每人每天的平均热水供水额为30L。
A、太阳能热水系统配置设计
（1）水箱
以每户平均3人计算，设计水箱容量为100L规格：外形尺寸：ф480mm×1083mm空箱重:46㎏水箱具有以下技术优势：
●水箱为承压式水箱，出水压力由自来水提供，出水压力稳定，无需手动上水；
●外壳采用SGCC彩涂板，壁厚δ0.5，颜色均匀，涂层抗老化能力强；
●聚氨酯高压发泡，白料主要成份为141B，模发密度≥48kg/m。保温层
厚度为45mm；
●优质钢板基材，宝钢产SPCC专用搪瓷钢板，壁厚δ2.0；
●高档搪瓷材料，进口美国福禄公司生产的搪瓷材料；
●全自动焊接，解决了焊接不均匀的问题；
●承受高温骤变能力强，承受温度范围在-60℃450℃；
●耐酸、耐碱、耐高温，各种离子均不能渗透其表层，有效保证水质清洁。
（2）集热器
集热面积的计算，本系统为间接循环系统，采用下面公式进行计算：
首先应先计算直接系统的集热面积：
集热器特点：平板型集热器的工作过程是阳光透过玻璃盖板照射在表面有涂层的吸热板上，吸热板吸收太阳能辐射能量后温度升高。
A、要求：有一定的承压能力，与水的相容性良好，热工性能良好，即吸热板吸收太阳辐射量后转变成的热量能很快传递给水。一般使用的平板型太阳能尺寸为1×2米（也可定向设计），每平方米采光面积可产生45-65°的热水约120公斤左右。
B、盖板：阳光与吸热板之间的辐射传热板上表面需有透明盖板，使之进去的能量大于散失的能量而提高温升。采用高强耐热透明平板玻璃。盖板与吸热板之间的距离为2.5厘米左右。
C、吸热板（简称板芯）：平板型太阳能集热器采用超声波焊接的全铜材质，这种集热板是由镀黑格的铜翼片与铜管焊接接而成的，这种吸热翼片的通道内壁为铜质，因而有耐腐蚀、寿命长等优点。
D、涂层：在吸热面板上涂有选择性黑铬涂层，这种涂层既可使吸热面板吸收更多的太阳能辐射，又可减少吸热板向环境的辐射散热损失。
E、壳体：采用加厚铝合金组成一个整体并保持有一定的刚度和强度。
(3)辅助电加热
水箱中配有电辅助加热，当遇到阴雨天气时可采用电辅助加热，光电两用。根据电加热管的安装位置和水的分层原理，加热100L水所需要的热量Q=CM(Tend-tL)=4.2×100/2×50=10500KJ设计100分钟可以加热到所需温度则电辅助加热功率P=W/T=1500W所以设计电辅助加热的功率为1500W。
（4）智能控制仪表
智能控制仪表主要有以下功能：
●智能控制仪表的显示板通过水温探头实时显示水箱内水温；
●可以定温定时加热，当加热的预定温度时，自动关闭电辅助加热；
●可以设定恒温加热，当低于设定温度时自动开启电加热，当达到设定温度时自动关闭电加热；
●漏电保护功能，当辅助电加热漏电时，自动断电；
●防干烧功能，当水箱内缺水时，自动关闭已经开启的电加热；
●具有遥控器，可以遥控操作。
（5）安全泄压装置
在水箱的进水口安装了安全泄压阀，使水箱内的压力恒定，确保使用安全。如水箱内压力过大，泄压阀会自动泄压，泄压时会有水从泄压口流出，起到保护水箱的作用。
（6）镁棒
镁棒具有防锈功能，保护水箱。
（7）管道管件及保温
系统的循环管道采用紫铜管连接，传递热量更迅速，管道耐热110℃,耐压1MP。系统的供水管道采用DN20PPR管道。管道连接件全部采用黄铜件。循环管道保温采用聚乙烯材料保温，外面用包扎带包扎。
（8）导热介质
系统的导热介质具有防冻，防腐和防锈的功能。能承受低温-25℃不结冰。
B、太阳能热水系统循环原理
系统采用自然循环的方式进行集热换热。这种集热方式水箱一定要高于集热器。阳光照射平板集热器，集热器吸热片吸收热量，加热集热器中铜管的导热介质，集热器内的导热介质温度升高，密度下降，与水箱换热器中密度较大的冷介质因重力作用形成对流，周而复始，给水箱内的水加热。
6、施工组织
我们的太阳能热水器是分体式太阳能热水器，施工主要包括五个施工步骤：
A、集热器的安装。集热器安装在阳台上，成30度安装。
（1）检查集热器是否合格，装配是否完整；
（2）将集热器与安装支架连接，连接后检查是否牢固；
（3）将组装好的集热器安装在预埋的固定件上；
（4）用螺母将集热器固定在预埋固定件上。
B、水箱的安装。水箱安装阳台内，挂在墙上。
（1）检测水箱是否为合格水箱；
（2）按照水箱挂架的距离在墙面的适当位置打孔；
（3）将水箱挂架安装在需要位置；
（4）将水箱挂在水箱挂架上。
C、循环管道的安装。
（1）在确定好的循环管预埋孔的位置；
（2）介质循环管连接时热进冷出，水箱的循环进口连接集热器的循环出口，水箱循环出口连接集热器循环进口。
（3）水箱冷水口与安全阀连接，然后与自来水相连，要安装一个球阀控制。热水口与热水管道相连。
（4）介质的注入，拧下介质注入口和排气口的内六角螺母，从介质注入口处注入介质，当排气口处有介质流出时，然后拧紧螺母。
（5）检测管道有无泄漏，如无泄露，做循环管道保温。
D、冷热水管道的连接。
（1）将安全阀安装在冷水水嘴上，安装时用密封带缠好；
（2）将预留好的自来水管道与安全阀连接，并装置一个球阀；
（3）将预留好的热水管道与热水水嘴连接，热水管道为连接用水点的管道；
（4）注水，向水箱内注水时将热水口阀门打开，冷水口阀门打开，待热水口出水后关闭热水口阀门，让冷水口阀门保持常开状态。
E、仪表调试。
按照说明书进行控制仪表的调试。
三、节能效益分析
1、每台水箱年节约标煤量年节约能量由公式Osave=AinJT(1-hC)hcdOsave—太阳能热水系统的节能量；Ac—太阳能集热面积取值1.85㎡
