高層建筑太陽(yáng)能聯(lián)合空氣源熱泵熱水系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則

1、高層建筑太陽(yáng)能聯(lián)合空氣源熱泵 熱水系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則云南省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳二一五年八月前 言云南省具有太陽(yáng)能建筑利用優(yōu)越的自然條件和良好的傳統(tǒng)習(xí)慣。隨著國(guó)家城鎮(zhèn)化的發(fā)展，高層建筑日益成為大中城市建筑的主流。高層建筑太陽(yáng)能的光熱利用，其屋面面積有限，宜采用集中式太陽(yáng)能系統(tǒng)，并配之以空氣源熱泵，可以獲得較為理想的節(jié)能效果。為促進(jìn)云南省高層建筑的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的利用，進(jìn)一步提高云南省太陽(yáng)能利用的整體技術(shù)水平，在總結(jié)云南省科研院所和廣大企業(yè)的科學(xué)研究、科技開(kāi)發(fā)和工程實(shí)踐的基礎(chǔ)上，編制本導(dǎo)則。主編單位：云南東方紅節(jié)能設(shè)備工程有限公司參編單位：昆明理工大學(xué)太陽(yáng)能工程研究所起草人員：目 錄前 言11. 符號(hào)與單位

2、42. 技術(shù)總則62.1. 太陽(yáng)能與建筑一體化設(shè)計(jì)原則62.2. 太陽(yáng)能利用優(yōu)先原則62.3. 相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)63. 熱水量設(shè)計(jì)83.1. 熱水定額標(biāo)準(zhǔn)83.2. 熱水量計(jì)算94. 熱水系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)114.1. 系統(tǒng)構(gòu)成與選擇114.2. 熱水箱設(shè)計(jì)164.3. 集熱器面積計(jì)算164.4. 熱泵容量設(shè)計(jì)175. 系統(tǒng)防凍設(shè)計(jì)195.1. 系統(tǒng)防凍方式選擇195.2. 工質(zhì)防凍方式設(shè)計(jì)205.3. 循環(huán)防凍方式設(shè)計(jì)215.4. 排空防凍方式設(shè)計(jì)216. 熱水供給與回水系統(tǒng)設(shè)計(jì)246.1. 設(shè)計(jì)總則246.2. 供水系統(tǒng)管徑的設(shè)計(jì)246.3. 供水系統(tǒng)的減壓256.4. 供水系統(tǒng)的回水257. 太陽(yáng)

3、能與建筑一體化設(shè)計(jì)277.1. 建筑屋面的規(guī)劃設(shè)計(jì)原則要求277.2. 熱水系統(tǒng)的建筑一體化設(shè)計(jì)281. 符號(hào)與單位集熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)采光面積，；太陽(yáng)能集熱器實(shí)際安裝面積，水的比熱容，； 管段直徑，m太陽(yáng)能保證率，一般取70%左右比較經(jīng)濟(jì)，若集熱器安裝面積受到限制，應(yīng)不低于50%； 按太陽(yáng)能集熱器的實(shí)際安裝面積核算的太陽(yáng)能保證率集熱器受熱面上年平均日輻照量，kJ/d； 熱水用水小時(shí)變化系數(shù)，見(jiàn)表2-2表2-4輔助能源容量系數(shù)設(shè)計(jì)用熱水計(jì)算單位數(shù)（人或床），對(duì)于住宅，可按35人/戶、入住率6080計(jì)算最大小時(shí)用熱水量，熱水定額，見(jiàn)表21，L/d人（床）系統(tǒng)日耗熱量，設(shè)計(jì)小時(shí)供熱量，系統(tǒng)平均小時(shí)耗熱量，

4、設(shè)計(jì)日用熱水量，設(shè)計(jì)熱水溫度，； 冷水初始溫度，；設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量持續(xù)時(shí)間，。管道設(shè)計(jì)流速，m/s。熱泵加熱專用水箱的容積或熱泵與太陽(yáng)能混合加熱水箱的熱泵上循環(huán)口之上的水箱容積，；計(jì)算管段的設(shè)計(jì)流量，水的密度，可??；有效貯熱容積系數(shù)，可取0.90.95； 集熱器的全日集熱效率，一般為0.400.55，太陽(yáng)輻射強(qiáng)、氣溫高時(shí)較大，反之較小。在此應(yīng)該取全年的平均數(shù)管路及儲(chǔ)水箱熱損失率，與水箱大小、管路長(zhǎng)短、保溫情況和氣溫等有關(guān)，一般為0.20.32. 技術(shù)總則2.1. 太陽(yáng)能與建筑一體化設(shè)計(jì)原則太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)納入建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)，即與建筑同步規(guī)劃設(shè)計(jì)，同步施工，同步驗(yàn)收，同時(shí)投入使用。太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)與

5、建筑同步規(guī)劃設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)把太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)反映在建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)的成果文件中，包括設(shè)計(jì)效果圖、屋頂平面圖、施工圖等。2.2. 太陽(yáng)能利用優(yōu)先原則建筑設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)充分考慮太陽(yáng)能的有效利用，太陽(yáng)能與熱泵的結(jié)合應(yīng)當(dāng)充分考慮優(yōu)先利用太陽(yáng)能，熱泵的應(yīng)用應(yīng)當(dāng)盡可能避免影響太陽(yáng)能的有效利用。2.3. 相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于高層建筑太陽(yáng)能與空氣源熱泵結(jié)合的系統(tǒng)，目前的主要技術(shù)規(guī)范如下：（1） GB/T 18713-2002太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝及工程驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范（2） GB/T 20095-2006太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)性能評(píng)定規(guī)范（3） GB/T 26973-2011空氣源熱泵輔助的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)(儲(chǔ)水箱容積大于0.6m3)技術(shù)規(guī)

6、范（4） GB/T 29158-2012帶輔助能源的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)(儲(chǔ)水箱容積大于0.6m3)技術(shù)規(guī)范（5） GB/T 29160-2012帶輔助能源的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)(儲(chǔ)水箱容積大于0.6m3)性能試驗(yàn)方法（6） GB/T 28737-2012太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)(儲(chǔ)水箱容積大于0.6 m3)控制裝置（7） GB 50364-2005民用建筑太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范（8） GB/T 50604-2010民用建筑太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（9） GB/T 21362-2008商業(yè)或工業(yè)用及類似用途的熱泵熱水機(jī)（10） GB/T 6424-2007平板型太陽(yáng)能集熱器（11） GB/T 17581-2007

7、真空管型太陽(yáng)能集熱器（12） GB/T 26974-2011平板型太陽(yáng)能集熱器吸熱體技術(shù)要求（13） GB/T 4271-2007 太陽(yáng)能集熱器熱性能試驗(yàn)方法（14） GB/T 17049-2005全玻璃真空太陽(yáng)集熱管（15） DBJ53182007太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)與建筑一體化設(shè)計(jì)施工技術(shù)規(guī)程（云南省工程建設(shè)地方標(biāo)準(zhǔn)）3. 熱水量設(shè)計(jì)3.1. 熱水定額標(biāo)準(zhǔn)熱水設(shè)計(jì)定額按建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范GB50015-2003（2009版）和民用建筑節(jié)水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB50555-2010規(guī)定。一般應(yīng)按民用建筑節(jié)水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)定額如表3-1。表3-1 熱水平均日節(jié)水用水定額序號(hào)建筑物名稱節(jié)水用水定額單位1住

8、宅有自備熱水供應(yīng)和淋浴設(shè)備有集中熱水供應(yīng)和淋浴設(shè)備20602570L/人·dL/人·d2酒店式公寓6580L/人·d3宿舍類、類類、類40553545L/人·dL/人·d4招待所、培訓(xùn)中心、普通旅館設(shè)公共廁所、盥洗室設(shè)公共廁所、盥洗室和淋浴室設(shè)公共廁所、盥洗室、淋浴室和洗衣室設(shè)單獨(dú)衛(wèi)生間、公用洗衣室2030354545555070L/人·dL/人·dL/人·dL/人·d5賓館客房旅客員工1101403540L/床位·dL/人·d6醫(yī)院住院部設(shè)公共廁所、盥洗室設(shè)公共廁所、盥洗室和淋浴室病

9、房設(shè)單獨(dú)衛(wèi)生間醫(yī)務(wù)人員門診部、診療所療養(yǎng)院、休養(yǎng)所住院部4570659011014065903590110L/床位·dL/床位·dL/床位·dL/人·班L/人·次L/床位·d7公共浴室淋浴淋浴、浴盆桑拿浴（淋浴、按摩池）354055706070L/人·次L/人·次L/人·次8辦公樓510L/人·班注：1. 熱水溫度以60計(jì)；2. 選用居住建筑用水定額時(shí)，應(yīng)考慮相應(yīng)地區(qū)、城市規(guī)模和住宅類型的生活用水定額取值，即三區(qū)中小城市取低值，一區(qū)特大城市取高值。云南省屬于二區(qū)，中小城市取中下值，大城市和特大城

10、市可取中間或中間偏上值。3. 宿舍按條件分為類，類、類分別指單人間和兩人間，具有獨(dú)立的衛(wèi)生間；類、類分別是指34人間和68人間。3.2. 熱水量計(jì)算（1） 確定熱水設(shè)計(jì)溫度無(wú)論太陽(yáng)能加熱還是熱泵加熱，其熱效率均隨著加熱溫度的升高而降低。因此，太陽(yáng)能與熱泵結(jié)合的熱水系統(tǒng)，其熱水設(shè)計(jì)溫度不宜過(guò)高，擬以5055為宜。對(duì)于高層建筑，考慮熱水管道較長(zhǎng)，散熱較大，熱水設(shè)計(jì)溫度取55較為合適。然而，表3-1給出的熱水定額是按60為標(biāo)準(zhǔn)的，如果按55設(shè)計(jì)，應(yīng)進(jìn)行折算。若按冷水溫度15計(jì)算，則折算系數(shù)為1.125。即表3-1給出的60熱水定額，乘以折算系數(shù)1.125，即折算為55的熱水定額。（2） 設(shè)計(jì)日用熱水

11、量， （31）（3） 最大小時(shí)用熱水量，； （32）式中取值見(jiàn)表3-2表3-4。表3-2 住宅熱水用水小時(shí)變化系數(shù)居住人數(shù)1001502002503005001000300060005.124.494.133.883.703.282.862.482.34表3-3 旅館熱水用水小時(shí)變化系數(shù)值床位數(shù)15030045060090012006.845.614.974.584.193.90表3-4 醫(yī)院熱水用水小時(shí)變化系數(shù)值床位數(shù)507510020030050010004.553.783.542.932.602.331.954. 熱水系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)4.1. 系統(tǒng)構(gòu)成與選擇太陽(yáng)能與熱泵結(jié)合的系統(tǒng)，可以分為單

12、水箱系統(tǒng)和雙水箱系統(tǒng)?？傮w上說(shuō)，單水箱系統(tǒng)較簡(jiǎn)捷，但冷熱水混水較嚴(yán)重，熱泵加熱對(duì)太陽(yáng)能利用效率的影響較大，這種系統(tǒng)適合于系統(tǒng)規(guī)模較小的情況，如圖4-1；雙水箱系統(tǒng)復(fù)雜一些，但可減輕冷熱水混水，可以減輕以致消除熱泵加熱對(duì)太陽(yáng)能的影響。雙水箱系統(tǒng)又可分為兩水箱集熱和單水箱集熱兩類。兩水箱集熱的系統(tǒng)，其中低溫水箱和高溫水箱的下部均供太陽(yáng)能集熱儲(chǔ)熱之用，高溫水箱上部供熱泵加熱，如圖4-2、圖4-3；單水箱集熱的系統(tǒng)，一般設(shè)置一大一小兩水箱，分別作為太陽(yáng)能集熱水箱和熱泵加熱水箱，如圖4-4。雙水箱系統(tǒng)循環(huán)及基本配置如表4-1。表4-1 雙水箱太陽(yáng)能-熱泵系統(tǒng)循環(huán)與基本配置原則系統(tǒng) 形式太陽(yáng)能集熱循環(huán)方式

13、及基本配置兩水箱集熱兩水箱聯(lián)合集熱循環(huán)，原則上應(yīng)采用強(qiáng)制循環(huán)，可得到較好的綜合性能。如圖4-2兩水箱分別集熱循環(huán)，各自水箱對(duì)應(yīng)的集熱器與加熱容積相匹配，可選用自然循環(huán)方式或強(qiáng)制循環(huán)方式。如圖4-3單水箱集熱分為熱泵加熱專用水箱和太陽(yáng)能集熱專用水箱，熱泵加熱水箱為供熱水箱，集熱水箱為預(yù)熱水箱；兩水箱的配比約為3:71:2；循環(huán)方式可選用自然循環(huán)方式或強(qiáng)制循環(huán)方式。如圖4-4系統(tǒng)說(shuō)明：熱泵下循環(huán)口一般位于水箱下部0.40.5高度位置，上循環(huán)口位于0.60.7高度位置；太陽(yáng)能集熱循環(huán)的上循環(huán)口比熱泵上循環(huán)口略低。系統(tǒng)屬于帶有自然循環(huán)功能的強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)。圖4-1 單水箱系統(tǒng)系統(tǒng)說(shuō)明：熱泵上循環(huán)口上方的

14、水箱容量占水箱總?cè)莘e的20%25%，下循環(huán)口上方的水箱容量占水箱總?cè)莘e的35%40%；太陽(yáng)能集熱循環(huán)的上循環(huán)口比熱泵上循環(huán)口略低。圖4-2 聯(lián)合循環(huán)雙水箱系統(tǒng)系統(tǒng)說(shuō)明：熱泵上循環(huán)口上方的水箱容量占水箱總?cè)莘e的20%25%，下循環(huán)口上方的水箱容量占水箱總?cè)莘e的35%40%；低溫?zé)崴涞募療崞髅娣e與其水箱容積相匹配，高溫?zé)崴涞募療崞髅娣e與熱泵上下循環(huán)管的中點(diǎn)以下的水箱容積相匹配；高溫?zé)崴涞奶?yáng)能集熱循環(huán)的上循環(huán)口比熱泵上循環(huán)口略低。圖4-3 獨(dú)立循環(huán)雙水箱系統(tǒng)系統(tǒng)說(shuō)明：兩水箱分為熱泵加熱水箱和太陽(yáng)能集熱水箱，容積比例約為3:71:2；太陽(yáng)能集熱水箱的容積應(yīng)與集熱器面積相匹配。圖4-4 單水箱集

15、熱雙水箱系統(tǒng)4.2. 熱水箱設(shè)計(jì)4.2.1. 熱水箱的容量，原則上應(yīng)不小于設(shè)計(jì)日用熱水量；熱水箱的容量還應(yīng)與集熱器面積相匹配，對(duì)于與熱泵結(jié)合的系統(tǒng)，其容量應(yīng)比純太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)大15%25%。4.2.2. 集熱循環(huán)的上循環(huán)管口應(yīng)該低于熱泵循環(huán)的上循環(huán)管口，且高于熱泵循環(huán)的下循環(huán)管口。4.2.3. 熱泵上循環(huán)管口以上的熱水儲(chǔ)量應(yīng)該相當(dāng)于日供熱水量的20%25%。4.2.4. 雙水箱之間的連接應(yīng)采用自低溫水箱上部至高溫水箱下部的串聯(lián)連接，如圖4-2圖4-4，連接管徑應(yīng)當(dāng)比集熱強(qiáng)制循環(huán)管管徑、供熱水管管徑大12號(hào)。4.2.5. 供熱水口應(yīng)在保證不吸空的前提下，盡可能高一些，以保證儲(chǔ)備熱水的有效利用。4

16、.3. 集熱器面積計(jì)算集熱器面積計(jì)算按民用建筑太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范GB503642005進(jìn)行。對(duì)于直接式系統(tǒng)：（4-1）對(duì)于間接式系統(tǒng)，按直接式系統(tǒng)計(jì)算后進(jìn)行修正即可。如果集熱器實(shí)際安裝面積與設(shè)計(jì)采光面積相差較大，可反算其太陽(yáng)能保證率： （4-2）4.4. 熱泵容量設(shè)計(jì)系統(tǒng)日耗熱量， （42）系統(tǒng)平均小時(shí)耗熱量， （43）設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量，（44）對(duì)于一般容積式加熱裝置，設(shè)計(jì)小時(shí)供熱量通過(guò)下式確定：，（45）對(duì)于式（45），取，代入式（4-2）（44），并作單位換算，得， （46）引入輔助能源容量系數(shù)：（47）輔助能源容量系數(shù)的物理意義是：當(dāng)系統(tǒng)全部由輔助能源供熱時(shí)，熱水供給時(shí)間（24小時(shí)

17、）與輔助能源工作時(shí)間之比。假設(shè)該值為3，則輔助熱源加熱時(shí)間為24/3=8小時(shí)。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于住宅類系統(tǒng)，輔助能源容量系數(shù)應(yīng)該不小于3，即輔助熱源的日工作時(shí)間不應(yīng)大于8小時(shí)。5. 系統(tǒng)防凍設(shè)計(jì)5.1. 系統(tǒng)防凍方式選擇云南的氣候類型大多數(shù)地區(qū)屬于氣候溫和地區(qū)，目前常用的防凍措施大致有以下幾種：（1）選用真空管集熱器，并對(duì)室外管道進(jìn)行保溫。（2）工質(zhì)防凍方式，即采用間接式系統(tǒng)，用防凍液作集熱器加熱的工質(zhì)，再通過(guò)工質(zhì)換熱的方式加熱水箱中的水。（3）循環(huán)防凍方式，即檢測(cè)集熱器內(nèi)部的溫度，當(dāng)集熱器內(nèi)部溫度低于設(shè)定值時(shí)，啟動(dòng)循環(huán)泵，用儲(chǔ)熱水箱中的水置換集熱器中的低溫水。（4）排空防凍方式，在一定條件下，排

18、空集熱器及其管道中的存水，保護(hù)系統(tǒng)免遭低溫凍壞。以上四種方法，都是云南絕大多數(shù)地區(qū)常用的、可靠的防凍方法，具體工程設(shè)計(jì)中選用何種方法，要綜合考慮工程的其它條件加以選擇。如自然循環(huán)系統(tǒng)，選擇真空管集熱器，利用真空管的防凍功能，加之室外管路的良好保溫，即可獲得滿意的防凍效果；平板式強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)，選用循環(huán)防凍方法比較方便；如果集熱器的位置高于儲(chǔ)熱水箱，選用排空防凍方法比較方便；對(duì)于綜合要求較高的系統(tǒng)，可以選擇工質(zhì)防凍方法。5.2. 工質(zhì)防凍方式設(shè)計(jì)工質(zhì)防凍是最完善的防凍方式，是國(guó)外太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)用最多的方式。此類系統(tǒng)不但防凍，而且具有集熱系統(tǒng)不會(huì)結(jié)垢，系統(tǒng)壽命長(zhǎng)，水質(zhì)清潔衛(wèi)生等優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)的不足之處

19、是造價(jià)較高，系統(tǒng)工質(zhì)的應(yīng)用壽命不長(zhǎng)，需要更換。工質(zhì)防凍即采用間接式系統(tǒng)，是在系統(tǒng)中設(shè)置換熱器構(gòu)成雙回路，采用防凍液-水的二次換熱實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的運(yùn)行。集熱器與換熱器的熱側(cè)構(gòu)成第一個(gè)循環(huán)回路，換熱器的冷側(cè)與熱水箱構(gòu)成第二個(gè)循環(huán)回路，在換熱器中水箱工質(zhì)與水的換熱。如圖5-1所示。圖5-1工質(zhì)防凍系統(tǒng)（外置換熱器）圖5-1所示的系統(tǒng)，其換熱器屬于外置式換熱器，即換熱器是一個(gè)獨(dú)立的裝置。外置換熱器一般采用緊湊型的高效板式換熱器，集熱和儲(chǔ)熱兩側(cè)均采用強(qiáng)制循環(huán)方式，即所謂雙循環(huán)。此類系統(tǒng)技術(shù)成熟，適應(yīng)性強(qiáng)，一般集中式系統(tǒng)均采用此類系統(tǒng)。5.3. 循環(huán)防凍方式設(shè)計(jì)循環(huán)防凍是通過(guò)循環(huán)水泵把貯水箱的水置換系

20、統(tǒng)管道和集熱器中的水，保證系統(tǒng)管道和集熱器內(nèi)水溫不結(jié)冰。此類方法通過(guò)檢測(cè)集熱器的溫度，當(dāng)其低于設(shè)定值時(shí)（一般為25），溫度控制器啟動(dòng)循環(huán)水泵運(yùn)行，當(dāng)溫度高于某一溫度值時(shí)（一般為68），循環(huán)水泵停止。對(duì)于強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)，循環(huán)防凍是比較方便的方法，只要在控制器上增加低溫循環(huán)控制即可。不過(guò)在低溫循環(huán)時(shí)容易使得水箱上部的水溫降低，如果通過(guò)電動(dòng)閥切換控制，在低溫循環(huán)時(shí)，循環(huán)水回流到水箱下部，就比較理想了。5.4. 排空防凍方式設(shè)計(jì)排空防凍是通過(guò)排空太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)管路和集熱器中的水，達(dá)到防止系統(tǒng)凍結(jié)破壞的目的。 排空防凍的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，儲(chǔ)熱水箱一般應(yīng)低于集熱器，以便集熱器陣列中的存水能夠回流到水箱中。一般

21、的排空防凍系統(tǒng)如圖5-2所示，在集熱器的最高處安置通氣閥，安置一個(gè)電磁閥與單向閥并聯(lián)。當(dāng)集熱器中溫度低于設(shè)定值時(shí)，開(kāi)啟電磁閥，使得集熱器陣列中的存水回流到水箱中。這種主動(dòng)打開(kāi)電磁閥的排空防凍系統(tǒng)我們稱之為“主動(dòng)式排空防凍系統(tǒng)”。主動(dòng)式排空防凍系統(tǒng)需要啟動(dòng)電磁閥排空，一旦電磁閥損壞或電路故障，會(huì)影響到循環(huán)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，甚至使得排空防凍系統(tǒng)失靈。如此可以采用“被動(dòng)式排空防凍系統(tǒng)”，如圖5-3所示。其方法是把系統(tǒng)中的單向閥改造成為逆向微導(dǎo)通的“特型伐”，即當(dāng)循環(huán)水泵停止運(yùn)行后，特型伐的逆向緩慢地讓流體回流到水箱，如果時(shí)間足夠長(zhǎng)（如數(shù)小時(shí)），便可以讓集熱系統(tǒng)中的水全部流回到水箱中，使系統(tǒng)避免凍結(jié)損壞

22、。由于“特型伐”只是逆向“微導(dǎo)通”，所以對(duì)于系統(tǒng)的正常集熱運(yùn)行并不會(huì)構(gòu)成影響。當(dāng)水箱高于集熱器時(shí)，增加一個(gè)控制水箱，也可以設(shè)計(jì)成排空防凍系統(tǒng)，如圖5-4所示。控制水箱其實(shí)也是一個(gè)浮球控制水箱，只是浮球所控制的水位之上還要預(yù)留足夠的空間以容納集熱系統(tǒng)排空的水量。選用排空防凍時(shí)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝時(shí)需考慮系統(tǒng)管路有一定的坡度，以利于水回流排空通暢。圖5-2 主動(dòng)式排空防凍系統(tǒng)圖5-3 被動(dòng)式排空防凍系統(tǒng)圖5-4 水箱高位時(shí)的排空防凍系統(tǒng)6. 熱水供給與回水系統(tǒng)設(shè)計(jì)6.1. 設(shè)計(jì)總則6.1.1. 熱水供給應(yīng)按建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范GB5015-2003進(jìn)行設(shè)計(jì)，熱水用水點(diǎn)壓力應(yīng)在0.050.45MPa范圍內(nèi)

23、；水溫不高于75，不低于40。6.1.2. 熱水供水分區(qū)應(yīng)與冷水供水分區(qū)一致，應(yīng)該盡可能使每個(gè)用水點(diǎn)的熱水壓力與冷水壓力大體相等，冷水與熱水的壓力差不宜大于0.02MPa。6.1.3. 高層建筑的太陽(yáng)能熱水供給，一般采用重力供水方式，對(duì)于較低層的住戶，供水靜壓力可能超過(guò)限定值（0.45MPa），應(yīng)采取減壓措施。6.1.4. 高層集中式熱水供給，應(yīng)當(dāng)設(shè)置回水系統(tǒng)，提高熱水用水的方便性與舒適性。6.1.5. 高層熱水供給的主管道，宜采用變管徑設(shè)計(jì)，盡可能減小管道內(nèi)存水。6.2. 供水系統(tǒng)管徑的設(shè)計(jì)一般情況下，管道的管徑按下式確定： (6-1)也可按表6-2進(jìn)行選擇或校核。表 6-2 熱水供/回水管

24、管徑管徑（mm）152025405080125 最大流速（m/s）0.81.01.2流量L/s0.140.250.491.262.366.0314.72M3/h0.500.901.764.548.5021.7153.00熱水供水管管徑不應(yīng)有過(guò)多的富裕量，且宜根據(jù)各樓層分區(qū)采用不同的管徑，以便盡可能減小管道內(nèi)存水和熱量的散失。6.3. 供水系統(tǒng)的減壓6.3.1. 供水的減壓可采用減壓閥，減壓閥可安裝在主管上，也可安裝在支管上。6.3.2. 應(yīng)注意選擇合適的減壓閥類別，有的減壓閥只能水平安裝，有的則可水平安裝，也可立向安裝。6.3.3. 減壓閥的兩端應(yīng)設(shè)置閥門、壓力表，以便維修、調(diào)節(jié)。6.4. 供

25、水系統(tǒng)的回水6.4.1. 回水一般應(yīng)回到熱水箱的下部，如果有多個(gè)熱水箱，應(yīng)該回到較低溫度熱水箱的下部。6.4.2. 在支管上設(shè)置減壓供水的系統(tǒng)，主管回水泵可安裝在屋面，回水泵的揚(yáng)程僅需要克服流動(dòng)阻力即可。6.4.3. 在主管上設(shè)置減壓供水的系統(tǒng)，主管回水泵應(yīng)安裝在與減壓閥相同的樓層；多級(jí)減壓的系統(tǒng)，回水泵應(yīng)安裝在最低層減壓閥的樓層；回水泵的揚(yáng)程應(yīng)不小于回水泵與水箱之間的高差。6.4.4. 對(duì)于住宅類建筑，回水宜分時(shí)段進(jìn)行；對(duì)于集中用水時(shí)段，回水系統(tǒng)宜處于待機(jī)（工作）狀態(tài)；在夜間，回水系統(tǒng)宜處于關(guān)機(jī)狀態(tài)。6.4.5. 對(duì)于多干管、立管的供水回水系統(tǒng)，回水管道宜采用同程布置；必要時(shí)可在適當(dāng)位置設(shè)置

26、限流調(diào)節(jié)閥、溫控閥等確?；厮疁囟鹊木庑?。6.4.6. 回水管上應(yīng)該設(shè)置單向閥門。7. 太陽(yáng)能與建筑一體化設(shè)計(jì)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)與建筑一體化，簡(jiǎn)稱“太陽(yáng)能與建筑一體化”，是指太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)與建筑充分結(jié)合并實(shí)現(xiàn)整體外觀的和諧統(tǒng)一，使用功能有機(jī)結(jié)合，并使其成為建筑工程的組成部分，做到統(tǒng)一規(guī)劃、同步設(shè)計(jì)、同步施工和驗(yàn)收、與建筑工程同時(shí)投入使用。7.1. 建筑屋面的規(guī)劃設(shè)計(jì)原則要求7.1.1. 在進(jìn)行建筑規(guī)劃及設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)把太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)作為一個(gè)重要的建筑元素，綜合考慮場(chǎng)地條件、建筑高度、容量、周圍環(huán)境和太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安裝的技術(shù)要求，合理確定建筑朝向、間距、群體組合、建筑造型和空間環(huán)境，為太陽(yáng)能的充分利用創(chuàng)造有利條件。7.1.2. 在進(jìn)行太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)優(yōu)先把太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)安置在屋頂上，屋頂應(yīng)該優(yōu)先設(shè)計(jì)為平屋面或南向（或南偏西向）單坡面，以利太陽(yáng)能的利用。7.1.3. 在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的供水要求，留有足夠的集熱器安裝位置，盡量減少建筑構(gòu)件對(duì)集熱器日照的影響。平屋面屋頂或斜屋面的集熱器安裝面應(yīng)該寬敞完整，盡可能避免構(gòu)筑物、建筑附屬設(shè)施等對(duì)屋面形成條塊分割。7.1.4. 屋頂上應(yīng)避免設(shè)置影響太陽(yáng)能利用的裝飾構(gòu)架，屋頂立面的構(gòu)筑物應(yīng)不明顯影響太陽(yáng)能的利用；女兒墻不宜過(guò)高，或把女兒墻設(shè)計(jì)為圍欄形式。7.1.5. 樓梯/電梯間、建