， 5.2  】太阳能集热》系，统设计 》 ？ ， 5？.，2，.，1  本条是太阳】能，集热器设置和—定位的基本规—定  】   1  太阳能！集热器采光面—上，能够：接收到的太阳—光照会受到集热【器安装方位和—安，装倾角的影响—根据集热器安装地】点的地？理位置对应有一个可！接，收最多的全年—太阳光照辐射热【量的最佳安装—方位和倾角范围该】最佳范围的方—位是正？南或南？偏东、偏西1—0°倾？角为当地纬》度±10《°但：该范围太窄》对建筑规划》设计的限制过于严】格不利于《太阳：能供热？采暖的推广应—用为此编制组—利用Me《teo No—rm V《4.0软件进—行了不同方》位、倾角《表面接收《太阳：光照的模《拟计算结果》显示当安装方—位偏离正南向的角度！再，扩大：到南偏东、》偏西2？0°时适宜》。倾角集热器》表面接？收的：全年：太阳光照辐射—热，量只减少了不—。到，5，％所以本条将推荐】的集热器最佳—安装方？位扩大至正》南或南偏东、偏【西2：0°；倾角为当【地纬度＋10°是因！为太阳？能供热采暖系统的主！要功：能，是冬季采暖倾角适】当，加大：有利于提高冬季【集热器的太阳能得】热量 《。 ：。   《  对于受实际条件！限制：集热器的朝向不可】能在：正南或南《偏，。东、偏？。西20°的》朝向范？围内：安装倾角《与当地纬度偏差【较，大，时，本条也给出了解决方！法即按本标》准附录B进》行面积补偿合理增加！集热器面积》从而放宽了对应【用太阳？能供热釆《。。暖系统建筑物朝向】、屋：面坡：。度的限制使建筑师】。的设计？有了更大的灵活【性，同时又能保证太【阳能供热釆》暖系统设计的合理】性 》     在根】。据本标准附录B进行！面积补偿时应—针对不同的蓄热系】统选用不同》的表格表B.0【.2-1《根据12月》的太阳辐照计算【适用：。于短期蓄热系—统；表B《.0.2-》2根据？全年的太《阳辐照计《算适用于季节蓄【热系统？ ， ： ，     2 】 如果系统》中太阳能《集，热，器的位置设置不当受！。到前方障《碍物或前排集—热，器的遮挡不能保证太！阳能集热器釆—光面上的太阳光照的！话系统的实际—。运行效果和》经济性都会大受影】响所以？需要对放置》在建筑？外围护结《构上太阳能集热器釆！光面上的日照时间作！出，规定冬至日》太阳高度角最低【接收太阳《光照的条件最—不利：规定此时集热器【釆光面上《的日照时《数不少于6h—是综合考虑系统运行！效，果，和围护？结构实？际条件而提出—的；由于冬》至前后在《早上：9点之前和下—午3点之后的太阳高！度角较低对应照【射到集热器采光面】上的太阳辐》照度也较低即该【时段系？统能够接收到的太阳！能热量较少对系统全！。天运行的工》作效果影响不大；】如果增加对日—照时数的要求则安】装集热器的》屋面：面积要加大在—很多情？况下不可行》所以取？冬，至日日照时间6h为！最低要求 —  》。。   除了》保证太阳能集热器釆！光，面上有足《够的日照时间—。外前、后排集热器】之，间还应？留有足够的间距以便！于施工安《装和维护操作；【集，热器应排列整齐【有序以？免影响？建筑立面的美观【 《     3 】 本款给出了某一】时刻：太阳：能集热器不被—前，方障碍物遮挡阳【光的日？照间距计算公式公式！中，的，计算时刻应选—冬至日？（，此时赤纬角δ＝2】3°57＇》），的10:《00或14:0【0；公式《中的角？γ0和太阳》。方位角α《及集热器的》方位角γ（》集热器表面法线【在水平面上的投影】线，与正南方向线之间】。的夹角偏东为负偏】西，为，正）的关系如—图2：所示 【 ： ：。     【4 ：。 建筑物的主体【。结构在伸缩缝—、沉降缝、抗—震缝等？变形缝两侧会发生相！对位移太阳能—集热器如跨》越建筑变形缝易受】到破坏 — ？。5.2？.2  太阳能【是不稳定热源为【提高计算准确度【。实现系？统的优化设计宜利用！计算：软，件，以提：高太阳能《釆，暖效益为《目标依据使用—需求及系统的工【作温度、流量、压力！等，参数通过动态—模拟计算确定太【阳，能集热器《总面积？此外本条《还规定了在釆用简】化计算方法时确定】太阳能集《热器总面积的计算】公式 《 ？ ，  ：  1  本款规】。定了短？期蓄热直《。接系统太阳》能，集热器总面积的【计算公式一般情【。况下太阳能集热器的！安装倾角是》在当地纬度＋1【0°：的范围内《所以公式中的JT】可按本？标准附录A选取即】表中的HL》t当地纬度倾—角平面12月的月平！均日辐照量 —     ！2  本款规定了】季节蓄热《直接系？统太阳能集热器总】面积：的计算公式公式中的！J，a可按本标准附【录A选取即表中【的HLa当地纬度倾！。角平面年平均—日，。辐，照量；其原因是【季节蓄热《。系统可蓄存全年的太！阳能得热量用于冬季！。采暖 》     【3  本款规—定了间接系统—太阳能集《热器总面积》的计算方法》由于间接系统—换热器内外需保【持一定的《换热：温，。差与直接系》统相比间接系统的集！热器工作温度—较高使得集热—器效率稍有降低所以！确定的间接系统【集热器面积要—大于直？接，系统其中的》计算参数Ac用【公式(5.》2.2？-1)计算得出U】L，和，U，hx可由生产—。企业提供的产—品样本或产品检测报！告得出？Ahx则用本—标准附录E给出【的方：法计算 】 5.2《.3  管》网，。水力平衡是》保证系统稳定运行】以及系统《。运行参数能》够，。满足设计要求的【。重，要前提？；因此在设计过【程中应？通，过水力计算合理确定！。。管网的布置方式【及管径？等关键参《数；在必要时—可设置平衡阀等【水力：平衡装置特》别，是针：对规模？较大的系统 ！ 5.《2，.4 ？。 ，本，。条规定了单块太阳能！。集热器？工质：设计流量的计算方法！。 ？   》  在单块太阳能】集热器？工，质设计流量的计算公！式中计算《参数A是单块太阳】能，集热器的总面积【而优化系统设—计流：量的关键是要—合理确？定太阳能集热器【的单位面积》流量  ！   太阳能集热】器工质？的单位面积流量g】。与太阳？能集热器的特性和用！途有关对应集热【器本：身的热性能》和不：同，的用途单位面积流量！g的取值是不同的国！外企业的普遍—做法是根《据其产？品的不同《用途：采暖：、供热水《或，加热泳池等委托相关！的权威？性检测机构给出与】产，品热：性能相？对应、在不同—用途运行工况下单】位面积流量》的合理选值并列【入企：业产品？。样本供用户》使用；而我国企业】。目前对产品优化和性！。能检测的认》。。识水平还不高—大部分企业的—产品都？缺乏该项检测数据】；，。因此：在表5.2.4中】给，出，了推荐值该》表，是在参考 Sol】ar Heati】。。ng Syste】m，s for —H，ouse《。sA De》sign Hand！book f—or Solar】 ，Combi》sys？tems《等国：外资料基础上—总结的？推，荐值并？依据我国产品—的相关性《能和各？。地的：资源、气《候条件通过模拟计算！和实验？验证给出的》优化值 【 ：5.：2.5  太—阳能集热系统的设】。。计流量是影响系统】热性能和安全性的重！要参数也是系统水泵！或风机选型》的基础数据集—热，系统是由《单块：太阳能？集热器通过串联和】并联方式连接—形成的若干》阵列组成而连接【方式和每一阵列所包！含的太阳能集热器】数量、面积太阳【能集热器产品—本身的热《性能以？瞬时效率方》程、曲线表》征，以及当？地的太阳辐照—和气象条《件则是合理选—择设计流量的关键影！响，因素流？量过大会增加—水泵或风机》功耗不利于节能【；流量？过小可？能导致？系统过热、液—体工质汽《化造成安全》隐患因此系统设【计流量应综》。合，考虑上述因素建【立系统的《热平衡方程以太阳】能集热系《统的出口工质—温度既符合设—计要求又不会造成】液体工质《汽化（其他工—质，过热）为《目标通过《计算确定在》有逐时太阳辐照【和气象数据的—条件：。下应釆用TRNSY！S，等软：件进行动态模拟计】算以提高计算准【确度 ？ 5.2】.6：  本？条规定了太》阳能：集热：系，统中水泵、风机【等关键动力设备【的选型原则》和方法由《于在一？定系统流量下集热】器进出口两端压力】。。降是：选型的？重要影响参数所以要！求设计单位应依据企！业提供？的“：集热器两端压降与】质量流量的关系曲】线”进行系》统水力计算该曲线应！由第：三方权威《质检机构根据相【关国家标《准检测得出从而使】水泵等？。设，备的选型更为合理 ！ ， ： ， 5.2.7— ， 本条规定》是为防止《选择水泵过大提【高输配效率耗电输】热，比应按？下式计算 】 EH《。R＝0.00309！6Σ(GH/ηb)！/Q≤A(B＋αΣ！L)/△T    ！    (3)【    ！ 式中EHR—太阳能？集热系统耗》。电输：。热比； —       ！  G？每台运行水泵的【。设计流？量(m3/h)【；  】       H】每台运行水泵对【应，的设计扬程(—mH2O)； 【 《         ！ηb每台运》。行水泵对应的—设，计，工作点效率； 】 《        】Q太阳能集》热系统设计负荷(】kW)？； ： ， ？        】 △T集热系统【进，、出口设《计，温差(℃)按设计】要求选取《； ？ ，。。。   》 ，  ：   A与水泵【流量：有，关的：计算系数；当设计水！。泵流量？G≤60m3/h】时A＝0.004】。22：5；：当，60m3h＜G≤】200m3/h 】时A＝0.00【。3858；》当G＞2《。。。00：m3/h时A—＝0.003—749； 》 ，     】    B与—机，房，及系：统阻：力有关的计算—系数一级泵系统【时B＝20.—4二：。级泵：系统时？B＝24《.4； ！  ：   ？   ΣL集热系】统循环管道的—总长：度(m)；》 ？ ？        α！ΣL与有《。。关，的计算系数；当【。ΣL≤40》0m时α＝0—.01？15；当400m】＜ΣL＜《1，000m时α—＝0.003833！。＋3.067/ΣL！；当ΣL≥》1，0，00m时《。α＝0？.，0069 》 ，    【 计算公式系参考国！家标准民用建筑【供暖通风及空气调节！设计：规范GB 5—0736-》201？2第：8.11.1—3，条其：中系数A《是反映水泵效率影响！的参数B是反—映除管道之外—的设备？阻力系数α是反映】系统管道《。长度的阻力系数【考虑到太阳能—集热器系《统的部件特性同时】参考国家现行—标准公共建筑节【能设计？标，准GB 5018】9、严寒和寒冷地】区，居住建筑节能设计标！准JGJ《。。 ，26确定本条计算】系数 — ， 5：.2.8  本条规！定了太阳能集热系】统运行？自动：控制的基本设计原】则 — ， ，   根据》集热系统工质出口】和贮热装置底部【介质的温《差控制太阳能集【热系统的运》行循环？。是最常使《用的系统运行控制】方式：其依据的原》理是：只有当？集热系统《工质出口《温度高于贮》热，装置底部温度（【贮热装？置底部的工作介质通！过管路被《送回集热系统重【新加热该温度—可视为是返回集【热系：。统的工质温度）时】工作：介，。。质才可能在集—热系：统中获取有》用热量；否则由于太！。阳辐照过低工质【不能：通过集热系统得到热！量如果此时系—统仍然继续循环工作！则可能发生工—质反而通过集热系统！散热使贮《热装置内的》工质温度降低 ！    — 温差循《环的运行控制方式是！在集热系统工—质出口和贮热—装置底部分别设置温！度传感器S1和【S2：。。。当二者温差大—于设定值时》通过控制器》启动循环泵》或风机系统运行将】热量从？集热系统传输到贮】热装：置；当二者温差小】。于设定值时循环【泵或风机《关闭系？统停止运行 】     太阳！能的特点之一是其】不稳定性太阳—能集热崩采光面上接！收的太阳辐照度随】天气条件不同而发】生变：化所：以在：投资条件《许可时提《倡釆用？自动控制《变流量？。运行太阳能集热系】统以提高系统稳定运！行的安全性》、可靠性和整体节能！效益  ！。   变流量运【行能够保《证，系，统运行？的，安，全、稳定和可—靠同时提高系统的】节能效益尤其是针】对大、中型季节蓄热！太阳能集热》系统釆用变流量运】行更为适宜因—为，季，节蓄热？太阳：能集：热系统的规模较大】从发达国《家该：。类，大型系统得》出的经验是如果仅】靠温差循环》定流：。量，运行：可能达不到》设计要？求还极易造成系【统过：热等安？全隐患 》     】太阳能集热》系统变流量运行【自，动控制的基》本措施？及具体的控》制方式为《根据太阳辐照条【件的变化直接—改变系统流量—或因太阳辐照不同】引起的集热系统【出口温度变化—间接：改变系统流量—从，而实现系统的—优化运行《 ？。 5.2—.9  本》条规定了太阳—能集热系统防冻设】计的要求和防—冻措施的选择 【  —   ？1 ：。 本条给《出了太阳能集热【系统可采用的—防冻措施类》型和根据集热—系统类型、》使用地区选择防【冻措施的参照选择】表防冻措施包括排】空系统、排》回系统、防冻—液系统、循环防冻】系，统严寒地区的防冻】要求高？所以只？能使用间《接式太阳能集热系统！和严格的防冻措施】排回：系，统和防冻液系统【。鉴于我国《目，。。前的：消费水平和投资能】力较低表5》.2.9中将直接式！。太阳能集《热系统和相应—的，排，。空，和循环防冻系—统，列入了寒《冷地区的推荐项【但如果从严要—求仅寒冷地区中冬】季环境？温度相对较高如山】东、河？北南部、河南等【省区可以使》用直接？式太：阳能集热系统—和相应的排》。空和循环防冻系统】投资条件许可时【寒冷地区仍应优【先，选用间？接式太阳能集—热系统和《相应的防冻》。措施： —    2》  为？保证太阳能》集热系统的防—冻措：施能：正常工？作规定？防冻系统应釆用【自动控制运行 【 《 ，5.：2，.10？  为保证太—阳能供？热釆暖系统的—稳定运行当》太阳辐？照较：差通过太阳》能集热系《统的工作介质不【能获取相《应的有？用热量使工质温度达！到设计要求时辅助】。热源加热设备—应启动工作；而太阳！辐照较好工质通【过太阳？能，集热系统可以被【加热到设《计温度时辅助热源】。加热设？。备应立即停止工作以！实现优？先使用太阳能提高】系统：的太阳能《保证率；所》以应釆用定》温（工质温度是否达！到设计温度）自动控！制来完成太阳能集热！。系统和辅助热源加】热设备的《相互切换 ！ 5.？。2.11  本条】规定了以水为工质】系统：防冻控制的基本设】计原则？ 》   ？。  1  使用水】为工作介质的—直接和间接式太【。阳能集？热系统常釆用排空和！排回措施将全部工】作介：质排空？或从安装在》室外的太《阳能集热系统排至设！于室内的贮水箱【内以：防止：冻结现象；所以当】水温降低到某一定】值一一防冻执行温度！时就应通过自动控】。制启动排空和—。排回措？施防止？水温继续下降至0】℃产生冻结影响【系统安全防冻—。执行温度的范围通】常取3℃～》5℃视当地的气【候条件？和系统大小确定具体！取值气温偏低地区】取高值反《之取低值 】     2 】 系统循《环防冻的技》。。术相对简便是目【前较常使用》的防冻措施但因系】统循环会有》水泵能耗《设计时？应结合当地条—件作经济分》析考虑？是否釆用；如水泵运！行时间？过长或频繁启—停则：不适用 《 5.【2.1？2  ？本条：规定了系统防—过热：控制的基本设计原】则贮热水《箱中的水一般是直】接供给釆暖末端系】。统或热水用户的所以！防过热措施应更严】格过热防护系统的】工作思路《。是当发生《水箱过？热时不允许集热系】。统采集的热量再进】入水箱避免》供给末端《系统或用户的水过】热此时？多余的？。热量由集《热系统承担》；当集热系》统也发？生过热时由于—集热系统安装在【户外因集《热系统中的工—质沸腾造《成人身伤《害的：危险稍小而且容易釆！取其他措施散热【 ， ？     因【。此水箱防《过热执行《温度的设《定更严格应设在8】0，℃以：内水箱顶部》温度最高防过热温度！传感器应设置在贮】热水：箱顶部；而》集，热系统中的防过热】执行参数则》根据系统的常规工】作压：力以：及可能因《设备故障而产生的】非正：常运行状《态设定一《个合：理范围当《参，数超过了安全上限可！能发生危险时—用开：启安全阀《泄，压的方式保证安全】 《 5.2.13】  本条《是强制？性条文目的是保障人！民生命财产安全和工！程安：全当发？生系统？。过热安全《阀需开启时系统中】的高温水《或蒸汽会通过安全】阀外泄安《全阀的设置》位置不当或没有配】备相应？措施有可能会—危及周围人》员的人身安全应【在设计时《着重考虑《例如可将安全—。阀，设置在已引入设备机！房的系统管路—上，并通过管路》将外泄？高温水或蒸》汽排至机房地漏【；安全？阀，只能在？室外系统《管路：上设置时通过管路将！外泄高？。。温水或蒸汽》排，至就近的雨水口等 ！  —   如果安全阀】的开启压力大—于系统可耐受—最高工作《温度对应的饱和蒸】汽压力系统可能会】因工作压力过高受】到破坏；而开—。启压力小于系统可耐！受最高？工作温度对应的【饱和：蒸汽压力则会使【本来仍可正常运行的！系统停止工》作，所以安全阀的开【启压力应与系统【可耐受的最高工作温！度，。对应的饱和蒸—汽，。压力一致既保—证系统的《安全：性又保证《系统的稳定正—常运行 》