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Met！eo Nor—。。m V4.0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20°】；倾：角为当地纬度＋1】0°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＝23】°5：7＇）的10:0】0或1？4:00；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＋10°的范围】内所以公式》中的J？T可按本标准附录】A选：取即表中的HLt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Ja可按本标准附！录A：选取即表中的HL】a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》UL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 Hea—ting Syst！em：s f？or House】sA Design！ Han《dbook f【or Sola【。r Combisy！st：ems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T【RNSYS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 — EHR＝0.0】03096Σ(G】。H/ηb)/—Q≤A(B＋α【ΣL)？/△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(m《H2：O)； ！        】η，b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≤6》0m：3/h？时A＝0.0042！25；当60m3】h，＜G≤200m【3/h 时》A＝0？.00385—8；当G＞》200m3/h时A！＝0.0《037？49； ！   ？     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【； 《 ，        ！ Σ：L集热系统》循环管道《的总长度(m—)； 《 ，   》     》。 αΣL与有—关的计算系数；【当，ΣL≤4《00m时α＝0【.01？15：；当400m＜Σ】L＜1000m【时α＝0.0038！33＋？3.067》/Σ：L；当ΣL》≥1000m时α＝！。0.00《69 》     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《。-2012第8.1！。。1.13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》。 50189—、严寒和寒冷地【区居住建筑节—能设计标准JG【J， ，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.】12  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80℃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 》