公租房太阳能热水系统案例分析
北京市顺义区望泉寺公租房项目(如图1所示)，北纬39°48'，东经117°；总建筑面积为52万m2，住宅楼数22栋，楼为平屋面15层住宅，每栋楼为3-6个单元，每个单元90户，共计7097户。
图1望泉寺公租房
每单元单独设置太阳能热水集中式系统、直接式供水系统，24小时全天供应热水，恒温单水箱单管供水；太阳能集热器+固定聚光镜安装在屋顶预留钢架上；水箱在楼顶设备间；辅助热源为燃气壁挂炉，安装在楼顶设备间。楼顶集热器安装如图2所示。
图2楼顶集热器安装
2系统设计理念
1. 24小时呼叫式恒温恒压的太阳能热水系统；
2. 系统采用固定聚光装置充分利用太阳能资源，小面积产出大量热水；
3. 最大限度的降低常规能源消耗；
4. 优化系统结构，减少系统热耗，提高利用效率；
5. 安全施工、安全运行、安全使用；
6. 结构简单、维护方便简化系统结构，方便运营维护；
7. 可计量、收费系统:廉价兼高质量供应生活热水,计量数据采集模式为智能IC卡水表；
8. 采用集中集热，集中贮热系统运行模式；
3设计施工说明
3.1设计依据
(1)《建筑给排水设计规范》GB50015-2003
(2)《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》
(3)《太阳能热水系统、设计、安装及工程验收技术规范》GB/T18713-2002
(4)GB/6424-2007《平板型太阳能集热器》
(5)专利：《一种加装了固定式聚光镜的太阳能采集装置》，专利号ZL201120394232.1
(6)专利：《一种用于太阳能热水系统的呼叫装置》，专利号ZL201420619377.0
(7)专利：《一种用于太阳能热水系统储热水箱》专利号ZL201420619397.8
3.2设计参数
3.2.1气象参数
年太阳辐照量：水平面5570.481MJ/m2
年日照时数：2755.5h
年平均温度：11.5℃
年平均日太阳能辐照量：水平面15.252MJ/m2
3.2.2热水设计参数
设计用水温度：45℃
设计冷水温度：10℃
3.2.3常规能源费用
天然气价格：2.28元/度(2014年北京价格)
3.2.4太阳能集热器参数
集热器类型：平板集热器+固定聚光镜(固定式聚光镜的太阳能采集装置)
集热器规格：1200mm×2000mm;1200mm×1000mm
聚光镜规格：1000mm×2000mm
4热水系统负荷计算
5太阳能集热系统设计
5.1太阳能集热器的定位
太阳能集热器与反光镜和建筑同方位，平板集热器60°倾角朝南布置，固定聚光镜与平板集热器成90°夹角布置在集热器前面。
5.2集热器采光面积的确定
图3 太阳能热水系统设计原理
结合现场情况和计算，每套太阳能热水系统安装集热面积为2.4m2的平板集热器27块、1.2m2的平板集热器3 块和2.0m2的反光镜40块(经计算、模拟及结合实际工程，每m2反光镜面积相当于0.7m2集热器面积)。太阳能热水系统设计原理如图3所示。
6设备选型
6.1储热水箱
按每平米太阳能集热器采光面积对应100L储热水箱容积确定：
水箱的容积Vr=100AC=12.44m3实取整数12m3(3m×2m×2m)
6.2 集热系统循环泵
每平米集热器的流量按0.03L/(m2·s)计算(考虑设备的衰减及裕量原则等因素)，计算得水泵流量取12m3。扬程考虑到沿程损失、局部损失，计算得：H=10m。
6.3热水循环增压泵
热水循环增压选用同一个水泵，管路循环采用呼叫器呼叫+延时停止的控制方式，用水增压采用压力+延时停止的控制方式。
6.4燃气壁挂炉的选型
本系统经计算及结合实际工程经验，系统配置40kW的燃气壁挂炉。
7系统特点
1. 系统集热采用固定聚光采集装置(平板集热器+固定聚光镜),既节省了安装空间，又降低了系统成本，提高了集热效率；
2. 集热系统采用一次循环，防冻采用完全排空，降低了系统能耗和安全隐患；
3. 水箱采用专利技术设计，实现了恒温变量储水和恒温供水；
4. 辅助能源采用燃气壁挂炉，其独特的控制方式，可最低限度的使用辅助能源；
5. 供水管路采用立管入户方式，供水泵采用呼叫器呼叫启动(手动)+延时停止的控制方式,既能保证用户24 小时恒温用水,又可最大限度的减少供水能耗；
6. 用户热水用量的计量采用IC 卡热水表，先交费后使用，可杜绝用户拒交水费的纠纷；
7. 系统选用“ 一拖五”控制系统，能够自动地全天候地向用户提供设定水温的热水供给，无任何其它操作过程。
