太阳能热水系统中涉及的热水管网设计.doc

太阳能热水系统中的热水管网设计
作者:范伟锋
(嘉普通太阳能有限公司技术部,深圳)
内容摘要:能源是经济和社会发展的重要物质基础,世界煤炭、石油、天然气等常规能源短缺,开发利用再生能源成为解决全球能源问题的重要措施之一,其中太阳能是少有理想的绿色可再生能源,太阳能热水器在20世纪80年代在我国新起,到现在已有一定的发展,太阳能应用的范围也越来越广,如采暖,发电等,都是新兴诱人的课题。在我国,太阳能在供热方面应用很广泛,在此前提下,一个太阳能工程必然会涉及热水管网的设计,一个好的热水系统的设计对太阳能行业也是一个极大的推进,对热水系统的分析研究在我国节能道路上会起到它应有的贡献。本文参考相关参考书及在实践中获得的一些经验针对热水管网的设计方法及步骤做一些讨论。
关键词:太阳能热水管网设计
正文:太阳能供热在我国已有一定的发展,不论用来供热水还是房间采暖都一定会涉及热水管网的设计,一个太阳热水工程要成功的投入运行必须经历以下几个过程,工程信息的整合、初步设计阶段、深化设计阶段、施工阶段、验收阶段、投入运行试用阶段。在设计阶段,热水管网设计必定是一个非常重要的环节,其成败好坏直接影响太阳能节能工程的好坏及公司的效益,以下对一般工程热水管网设计的一般方法、步骤和需要注意的问题作一些阐述。
1、热水设计参数:
最高日热水用水定额:取100L/(人·d)
平均热水用水定额:取最高日热水用水定额的50%,即50 L(人·d)
设计热水温度:根据用户一般需要取60℃
设计冷水温度:根据深圳实际情况取20℃
2、热水系统负荷的计算

总户数,每户人数,总用水人数
、热水量计算

(Qd=Cm△T)
Qd——日耗热量,W;
qr——热水用水定额,L/(人·d)或L/(b·d);
c——水的比热容,J/(Kg/℃);
ρ——热水密度,Kg/L
tr——热水温度,℃
tL——冷水温度,℃
m——用水计算单位数,人数或床位数。

qrd=qrm
qrd——设计日用水量,L/d
qr——热水用水定额,L/(人·d)或L/(b·d)
m——用水计算单位数,人数或床位数。

Qw=qarm
Qw——设计日用水量,L/d
qar——热水用水定额,L/(人·d)
m——用水计算单位数,人数或床位数。

①全日供应热水的住宅、别墅、招待所等按下式计算:
Qd——设计小时耗热量,W;
qr——热水用水定额,L/(人·d)或L/(b·d);
c——水的比热容,J/(Kg/℃);
ρ——热水密度,Kg/L
tr——热水温度,℃
tL——冷水温度,℃
m——用水计算单位数,人数或床位数
Kh——小时变化系数。
②定时供应热水的住宅、旅馆等按下式计算:
式中Qh——设计小时耗热量,W
qh——卫生洁具小时热水定额,L/h,在表中选取;(集体宿舍210~300L/h)
tr——热水温度,℃
tL——冷水温度,℃
c——水的比热容,常为4187J/(Kg·℃);
ρr——热水密度,kg/L
no——同类型卫生洁具数;
b——卫生洁具同时使用百分数,按下面表格选用。
建筑性质
卫生器具
b
定时连续供水时间
住宅、旅馆、医院、疗养院病房的卫生间
淋浴器与浴盆
70%~100%
2h
工企业生活间、学校、剧院及体育馆浴室
淋浴器与洗脸盆
100%
-

建筑内集中热水供应系统中的设计小时热水量,按下式计算:
式中qrh——设计小时热水量,L/h
Qh——设计小时耗热量,W
tr——热水温度,℃
tL——冷水温度,℃
ρr——热水密度,kg/L
、设计秒流量计算
全日供应热水系统的热水循环流量
式中,qx——全日供应热水的循环流量,L/h
Qs——配水管道的热损失,W;
ρ——热水密度,Kg/L;
△T——配水管道的热水温度差,℃
定时热水供应系统的热水的循环流量可按循环管中的水每小时2~4次计算,按系统大小取值,系统大去下限值,系统小取上限值。
qx=(2~4)V
式中qx——全日供应热水的设计秒流量,L/h
V——热水循环管道系统的水容积,L。

①住宅建筑生活给水管道的设计秒流量按下列步骤与方法计算。
热水供水管的设计秒流量q(L/s)
计算最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率
Uo——热水供应管道的最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率,%
qo——最高用水日用水定额,L
m——每户用水人数
Kh——小