南宁中心项目绿色建筑星级预评估建议书
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南宁中心项目绿色建筑星级预评估建议书
5.3.5太阳能热水系统应用分析论证
5.3.5.1安装条件分析
理论要求：
（1）需有足够的面积摆放集热器、水箱等热水系统主要设备。
（2）项目地区应有足够的阳光照射，集热板周边无高大建筑群遮挡太阳光。
（3）太阳能与建筑结合设计，不影响建筑物的整体效果。
实际条件：
（1）太阳能光热技术成熟，且工程实施时仅仅利用建筑物本身的屋面，不牵涉其他方面的审批及交涉，难度系数较低。
（2）太阳能热水系统投资费用较水地源热泵等方案低，项目投资回收期短，与建筑用能需要一致，保证了实施的技术参数（应用面积比例及太阳能保证率等参数）满足相关的标准及政策要求。
（3）太阳能热水系统安装快捷，工程周期短，太阳能集热器安装在屋面，不得影响该部位的建筑功能，与建筑协调一致，能保持建筑统一和谐的外观。
投资效益分析
太阳能+空气源热泵初期投资和后期运行、维护费用均较低。
太阳能集热系统论证：
综上，本项目较适合采用太阳能热水系统。
5.3.5.2太阳能热水系统主要部件选型
a.热水系统配置
太阳能热水系统主要包括：太阳能集热器、空气源热泵、储热水箱、循环水泵、控制系统及阀门等。
b.集热器的选型及布置
集热器面积计算：太阳能系统集热面积计算严格按照国标GB50364-2005《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》的规定来设计。
式中：—直接系统集热器采光面积，㎡；
—日均用水量L；
—水的定压比热容，4.187KJ/（kg.c）；
—储热水箱内水的设计温度，55℃；
—水的初始温度，15℃；
—当地在集热器受热面上日均太阳能辐照量，12838KJ/㎡；
—太阳能保证率，无量纲；根据系统使用期内的太阳辐照、系统经济性及用户要求等因素综合考虑后确定，一般在0.3～0.8范围内；根据南宁市气象累积资料取0.4；
—集热器年平均集热效率；经验值取0.20～0.50；根据集热器测试结果取0.5；
—管路及保温水箱热损失率，无量纲；经验值取0.20～0.30，取0.2。
AC=50800×4.187×(55-15)×0.4÷[12838×0.5×(1-0.2)]=662m2
每块太阳能集热器面积为2m2，即选用331块集热器。
由以上公式计算得西塔所需的太阳能集热器面积如下表所示：
表5-4本项目太阳能集热器需求及安装数量一览表
表5-5本项目理论安装与实际安装比例
太阳能集热器最大化布置说明：
由建筑方案可知，本项目屋面放置机房、设备，并设置直升飞机停机坪，而直升机的停机坪大约占屋面面积的1/4；
由建筑图纸可知，玻璃幕墙顶标高为358.300m，而太阳能集热器布置在标高为335.000m的屋面，高差为23.300m，该玻璃幕墙必将对屋面造成很大的遮阳（附日照分析图及立面效果图，见下图），遮阳面积约为716.72㎡。则屋面可利用面积：屋面面积约为1870㎡-直升机停机坪面积467.5-阴影面积716.72㎡=685.78㎡。本项目可布置178块集热器共占地面积约为541㎡，故本项目已充分利用遮阳外的面积。
日照分析图
立面效果图
故综合屋面的实际情况，考虑遮阳因素外，西塔屋面已充分利用，共配置太阳能集热器面积约为356㎡(178块)。
表5-6太阳能平板集热器主要参数表
名称
性能参数
外形尺寸
L2000×B1000×H76mm
采光面积
2m2
集热器涂层
整板铝镀黒铬
玻璃盖板
布纹钢化玻璃
集热器边框
铝合金型材
集热器保温
纤维玻璃棉保温
集热器底板
镀锌板
连接件
采用铜连接件，专用单向铜连、双向铜连、铜堵头
集热器进、出水管
Φ22
支架安装要求
采用热镀锌国标角钢40×4
集热板吸收率
≥95%
集热板发射率
≤5%
瞬时热效率
76.8%
透射率
τ≥0.75
工作介质
水或乙二醇溶液
集热器的总热损系数
u≤3.37W/m2·℃
5.3.5
考虑到阴雨天条件下，太阳能集热器产热不足，因此，辅助加热系统必须按满负荷用水量设计。
为了保证配置的设备可靠和安全，以下对配置的设备在标准工况和寒冬工况运行情况进行分析和计算：
a.分析依据：
◆用热负荷分析：每日最大用水热负荷=1kcal/kg×用水量×温升
(根据热力学定律Q=C×m×△T)
Q—热量总和，单位：kcal
M—总用水量，单位：㎏
C—水的比热，单位：kcal/㎏℃
△t温升，单位℃
1KW=860kcal
◆需制热功率=每日最大用水热负荷÷860kcal/kW·h÷热泵工作时间
◆热泵工作时间=每日最大用水热负荷÷860kcal/kW·h÷(热泵额定输入功率