建筑熱水供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)范文

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《江西建材雜志》2014年第十九期

1太陽(yáng)能供水系統(tǒng)的參數(shù)確定

建筑使用人數(shù):根據(jù)建筑設(shè)計(jì)的使用人群與住戶進(jìn)行實(shí)際確定。太陽(yáng)能保障率:在基于太陽(yáng)能的熱水供水體系中會(huì)存在一定的能量損耗，這種能量損耗與利用效率應(yīng)該最終轉(zhuǎn)化成太陽(yáng)能保障率，進(jìn)而得知在如何陽(yáng)光條件下才能夠滿足建筑的熱水供應(yīng)。其中主要的保障率影響因素有管道及水箱保暖、太陽(yáng)能裝置的能量轉(zhuǎn)化率等。根據(jù)現(xiàn)有的研究結(jié)果熱管真空管的保障率要求最低，以進(jìn)水溫度20℃，出水溫度70℃為例，該裝置的太陽(yáng)能保障率需求為1249kw*h/㎡*a;陽(yáng)關(guān)等級(jí)為C級(jí)即可滿足要求，以西安為例，全年滿足條件的陽(yáng)光天數(shù)為321d(2013年統(tǒng)計(jì)值)，占到全年天數(shù)總數(shù)的87．95%。水箱容積:在水箱容積的設(shè)計(jì)過(guò)程中不僅應(yīng)該考慮建筑的最大熱水使用面積，同樣應(yīng)該對(duì)用水高峰的出現(xiàn)以及建設(shè)成本來(lái)進(jìn)行考量。在具體的設(shè)定過(guò)程中住宅建筑用水高峰出現(xiàn)較為集中，因此可以采用最大用水量來(lái)作為水箱容積的參考，考慮到實(shí)際的水溫與使用水溫之間的差異，現(xiàn)有研究認(rèn)為最大用水量的40%作為水箱容積是一種較為經(jīng)濟(jì)與實(shí)用的設(shè)計(jì)方案。

2太陽(yáng)能供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

上文對(duì)基于太陽(yáng)能的建筑熱水供水系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了具體的設(shè)定，根據(jù)相關(guān)的參數(shù)本文展開了基于熱管真空管的具體設(shè)計(jì)，具體的設(shè)計(jì)內(nèi)容如下:

2．1主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在熱水供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，其總體設(shè)計(jì)主要分為進(jìn)水部分、加熱部分以及供水部分。其中進(jìn)水部分采用單項(xiàng)進(jìn)水閥門為依托與建筑整體高壓自來(lái)水供水管線相連接;在加熱部分則采用水箱儲(chǔ)水、太陽(yáng)能真空管加熱的方式來(lái)進(jìn)行構(gòu)建，具體的集熱器排列方式將在下文中具體探討;在供水部分則采用水箱勢(shì)能自動(dòng)供水的方式來(lái)進(jìn)行，不架設(shè)水泵系統(tǒng)，入戶熱水管與自來(lái)水管共同規(guī)劃，采用獨(dú)立、封閉的通道進(jìn)行入戶。

2．2進(jìn)水與定溫循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中進(jìn)水系統(tǒng)采用差額補(bǔ)水的方式來(lái)進(jìn)行。同時(shí)上水管與水箱進(jìn)行連接，上水與連接的方式能夠使得差額補(bǔ)水的過(guò)程中水溫補(bǔ)進(jìn)后能夠快速的與水箱內(nèi)的熱水進(jìn)行溫度中和，不擠占原有熱水空間，同時(shí)也能夠使得加熱效率更高。而在定溫循環(huán)系統(tǒng)中則主要是采用循環(huán)加熱的方式來(lái)進(jìn)行，即水源采用循環(huán)流動(dòng)的方式通過(guò)集熱器與加熱管，使得水溫能夠整體的提升，這種加熱的方式即使是在陽(yáng)光等級(jí)不合規(guī)的情況下也能夠保障較低溫度的熱水供應(yīng)，而從總量方面并沒有削減;另一方面循環(huán)加熱的方式也有助于新進(jìn)水溫的加溫以及水箱水溫的保持。

2．3集熱器排列設(shè)計(jì)集熱器在排列設(shè)計(jì)過(guò)程中主要可以分為串聯(lián)與并聯(lián)兩種方式。不同的方式特點(diǎn)不一，前者是能夠通過(guò)循環(huán)加熱的方式將水溫加到更高水平;而后者則能夠在單位時(shí)間內(nèi)提供更多的地溫?zé)崴Ｓ捎谙到y(tǒng)采用強(qiáng)制循環(huán)的方式來(lái)進(jìn)行加熱，因此上述兩種方式對(duì)于本系統(tǒng)的熱水提供量貢獻(xiàn)相同，在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中可以忽略兩種排列方式所帶來(lái)的加熱特征，而僅需要根據(jù)建筑頂部以及外立面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)行排列選擇。一般情況下由于建筑頂部空間充足可以采用串聯(lián)+并聯(lián)的混聯(lián)方式來(lái)進(jìn)行排列設(shè)計(jì)，而如需求在建筑立面構(gòu)建集熱器則可以采用串聯(lián)的方式來(lái)進(jìn)行。

2．4水箱的設(shè)計(jì)在水箱的設(shè)計(jì)方面主要分為三個(gè)方面的重要因素需要進(jìn)行考量。第一，水箱的大小，根據(jù)上文的實(shí)際熱水需求量的40%容積進(jìn)行計(jì)算;第二，水箱的保溫，現(xiàn)有的保溫方式有普通保溫，即利用保溫材料對(duì)水箱外體進(jìn)行包裹;真空保溫，即在水箱外層構(gòu)建真空層，進(jìn)而隔絕水箱的溫度傳播。第三，水箱的熱補(bǔ)償:建筑尤其是住宅型建筑的用水高峰往往出現(xiàn)在晚上，此時(shí)的太陽(yáng)能對(duì)于熱水供給的貢獻(xiàn)較小，而用戶的熱水使用往往是利用水箱存量;在這樣的情況下需要利用電能對(duì)水溫以及水量不足部分進(jìn)行補(bǔ)償。

3總結(jié)

本文針對(duì)太陽(yáng)能建筑熱水供水系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)研究的過(guò)程中分別對(duì)其設(shè)計(jì)的重要參數(shù)進(jìn)行了確定，并針對(duì)系統(tǒng)的不同部分進(jìn)行了具體的設(shè)計(jì);目前，國(guó)內(nèi)基于光伏的太陽(yáng)能發(fā)電以及太陽(yáng)能熱水技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，具有大規(guī)模應(yīng)用的條件。因此，基于太陽(yáng)能的建筑熱水供水系統(tǒng)的整合與設(shè)計(jì)符合當(dāng)下的建筑給排水設(shè)計(jì)主流，也是后續(xù)的設(shè)計(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。筆者希望通過(guò)本文的研究能夠?yàn)榻窈蟮脑O(shè)計(jì)實(shí)踐提供必要的理論基礎(chǔ)。

作者：鄒晶單位：上海同建強(qiáng)華建筑設(shè)計(jì)有限公司南昌分公司