《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10！°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Mete【o， ，Norm《 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，。。20°？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°57【＇）的10:00】或14:00；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JT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Uhx》可，由生产？。企业提供《的产：品样本或《产品检测报告得【出Ah？x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 S！ola？r Heat—。ing Sy—。st：ems？ for Ho【uses《A， Design 】Handboo【。k f？or So》lar Comb】isyst》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TRN》SYS？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 】。 E—HR＝0《.0030》96Σ(GH—/η：b)：/Q：≤A(B＋αΣL)！/，。△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(k《W)； 《  —       △】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≤60—m3/h时A＝【0，.0：04225》；当60m3h＜】G≤200m3/】h ：时A＝0.003】858；《当G＞？2，00m3/h时【A＝0.00—3749；》 ，。 ？  ？    《  ： ，B与机房《及系统阻力》有关的？计算系数一级泵系统！时B＝2《0.4二级》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》≤400《m时α＝0》.01？15；当4》00m？＜ΣL＜100【0m时α＝0.0】03833＋—3.067/Σ【L，；当ΣL《≥10？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G》B 50736【-2012第—8.11.13【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 501—89、？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 》 5.2.1】1  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！ ：