广州建筑工程监理有限公司 广东广州 510000
摘要：太阳能是一种取之不尽、用之不竭的绿色环保能源，采用太阳能作为热源供应生活热水是一项有效的节能措施。目前，我国各地纷纷出台建筑节能办法，其中就包括积极推进太阳能热水系统的应用。现结合在某小区太阳能利用工程施工过程中的体验，淡一淡太阳能热水系统的施工技术。
关键词：建筑节能；太阳能；智能控制；热水系统
1、工程概况
广州某小区由6栋32层住宅楼和1栋4层商业综合楼组成，在综合楼屋顶采用集中型太阳能热水系统为小区提供生活热水。热水系统总生活热水最高日用水量为280m3/d，最大小时用水量为30m3/h。设计贮水温度≥55℃，冷水计算温度15℃，用户点热水出水温度≥45℃。热水使用时间为24h，用水小时变化系数为4.0。
2、系统组成及原理
本工程集中型太阳能热水系统由太阳能集热器、太阳能水箱和恒温水箱、供水管路和泵组、控制器及辅热设备组成。
系统工作原理：冷水经太阳能集热器加热升温后，不断储存在太阳能热水箱内。达到设定条件时，热水流至地下室恒温水箱储存。水温达到设定值时，向各用水终端供热水。恒温水箱水温低于设定值时，自动启动辅热设备辅助加热。
3、太阳能集热器安装
太阳能热水系统采用平板型集热器，集热器规格为1000mm×1970mm，总的集热器数量为1096块，总的集热器面积为2159m2。每10块为一组并联安装，每块相隔60mm，每组左右相隔700mm，每组前后排相隔400mm，这样排布避免相邻遮挡，利于采光。集热器的安装角度为正南面安装，安装的倾角为10°。
在主体结构中预先设置支架预埋件，用φ10螺纹钢预插与楼面保护层钢筋网连接，与天面暗装避雷带防雷连接。在楼面完成面预埋150mm×150mm钢板，钢板厚度10mm，钢板内四边30mm处开孔，与预埋螺纹钢焊接。在预埋钢板上架设集热器专用支撑架及专用连接件，预制10mm角钢利用螺栓将集热器1.5mm厚Z形压片与专用连接件固定连接。集热器安装在Z形压片上，形压片应与集热器外壳卡槽扣紧。
4、太阳能热水水箱及恒温水箱安装
在综合楼天面设置太阳能热水水箱，水箱规格为4500mm×2500mm×2500mm，容积为24.75m3。在地下负一层热水机房设置恒温水箱，水箱规格为10500mm×7000mm×2500mm，容积为183.7m3。根据水箱规格分别用混凝土捣制高度为200mm基础，水箱采用符合卫生标准的食品级SUS444不锈钢冲压板，冲压板规格为1000mm×1000mm，现场氩弧焊接而成。水箱底板承受整个水箱储水的重量，并将主要重量传递给了水箱基础，底板厚度为3mm。水箱侧板厚度与水箱高度最为密切，水箱越高，水箱的侧面压强就越大，水箱底板以上水面以下1/3的部位承受的压力最大，往上压力逐步减小。而水箱侧板的张力几乎全部传递给了水箱内部拉筋，所以水箱侧板的厚度要确保满足水张力作用造成的钢板自身型变和拉筋焊接点不被脱裂。因此水箱侧板分三层，由下至上厚度分别为，第一层2.5mm、第二层2.0mm、第三层1.5mm。水箱顶板不作为受力面，起遮盖密闭作用，顶板板厚为1.2mm。水箱内部拉筋采用与箱板相同材料的40x40角钢焊接，水箱内部拉筋层数、厚度与水箱高度成正比，拉筋分二层，厚度分别为2.0mm和1.5mm。水箱焊丝采用ER316L不锈钢焊丝，确保焊丝在高温条件下材质下降不会低于水箱母材，焊接要保证无虚焊、无夹渣。为确保水箱内热水温度，减少热量流失，水箱钢板外部采用厚度为150mm的离心玻璃棉作为保温层，水箱外层采用0.3mm波纹彩钢板作为保护层。水箱安装完成后，检查表面光滑、无裂纹、焊缝无气泡，内部结构排列要匀称，无毛刺。
5、太阳热水管道和泵组安装
太阳能热水循环管道及生活热水管道均采用304不锈钢管，热水管道壁厚≤2.5mm时，采用氩弧焊接，壁厚＞2.5mm时，采用氩电联焊。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆应注意管道坡度不小于0.002，坡向热水总立管方向，排气方向与管内介质流向一致。为方便管道气体排出，在水平干管的各高点设置自动排气阀，各低点设置泄水阀。考虑到地下室各专业管线较为复杂，在综合管线排布时，热水管道安装在电气管下方，在地下空间高度较低的区域，需要与电气管道并排安装时，热水管道按介质流向设置在电气管道左侧。完成管道焊接安装后，按要求进行冲洗及试压。为防止钢管受侵蚀，管道外表面必需做防腐处理，清除管道表面锈斑及污垢后，按底漆一道、防锈漆两道、调和漆两道进行防腐施工。热水管道保温应在完成防腐处理后进行，保温材料采用厚度为150mm的离心玻璃棉。管道保护外壳采用铝板，厚度为0.45mm，保护层不得有脱壳或凹凸不平现象。
在综合楼天面设置太阳能供水泵2台，规格为Q=70m3/h，H=15m，N=7.5kw。在地下负一层热水机房设置热水加热循环泵2台，规格为Q=314m3/h，H=12m，N=15kw。高中低区热水供水泵各2台，规格分别为Q=10L/s，H=129.5m，N=35kw、Q=11.4L/s，H=98.5m，N=45kw、Q=11.3L/s，H=65m，N=22kw。水泵安装前，应按照水泵尺寸分别用混凝土捣制高度为200mm基础，按水泵规格预留地脚螺栓孔的位置。水泵就位前，在基础面上弹出纵向中心线，水泵就位时，水泵纵向中心轴线应与基础中心线重合对齐。水泵找水平时应采用加工过的平垫铁及斜垫铁配合垫在地脚螺栓的两侧，在水泵定位前必须铺设橡胶减震缓冲垫，最后应将地脚螺栓穿好，就位后可以作横向调整定位。
6、太阳能热水系统智能控制器
太阳能热水系统控制器通过各种数据采集和设备输出控制，实现水温、水位显示，运行设备的动态显示，自控温差循环加热，自控定温补水和限位补水，自控辅热设备加热，自动变频恒压供水，供水系统自动恒温等功能。
6.1温差循环加热
控制器不断采集太阳能集热器出水口温度与太阳能水箱温度数据，当二者的温差大于等于8℃时，且水箱水位高于供水泵保护水位时，太阳能供水泵启动，集热器与水箱中不同温度的水形成循环，使水箱水温升高。当二者的温差小于2℃，以及水箱达到最高液位时，太阳能供水泵关闭。当太阳能水箱温度达到55℃时，且机房恒温水箱低于最高液位，太阳能放水阀开启。当恒温水箱达到最高液位，或者太阳能水箱液位降至最低时，太阳能放水阀关闭。
6.2水箱定温补水和限位补水
当水箱温度达到55℃时，控制器自动打开水箱补水电动阀，将自来水补入水箱，当水箱温度低于50℃时，电动阀自动关闭。为了保证系统在初次无水或其它意外缺水情况下能正常投入运行，控制器自动检测水箱液位。当太阳能水箱和恒温水箱液位低于设定的最低液位时，补水电动阀开启，进行自来水补水，直至水箱液位达到水泵运行最低保护水位时关闭。
6.3辅热设备加热
控制器不断检测恒温水箱温度，当恒温水箱温度低于50℃时，对应的辅热设备电动阀开启，循环加热供水泵开启，辅热设备开始运行，直至恒温水箱内的水温达到55℃，辅热设备停止运行。太阳能和辅热设备联合运行时，采用优先利用太阳能的原则，当太阳能不能满足供热要求时，开启辅热设备给恒温水箱补热。
6.4变频恒压供水和供水系统自动恒温
在设定的供水时间内，高中低区变频供水泵处于启动状态，保证住户供水压力。控制器自动检测供水管网及回水管的温度，当回水温度低于45℃时，自动启动安装在回水管道上的电动阀，使热水管网形成循环，直至回水温度达到55℃。
7、结语
合理应用太阳能热水系统是实现我国节能减排的重要举措，也是节能住宅建筑的必经之路。因此，应根据建筑布局特点，选择合适的太阳能热水系统。
参考文献：
[1]吕复坤；刘庆云.住宅太阳能热水器设计要点[J].太阳能，2008年03期
[2]蒋再林.集中集热、分户储水太阳能热水系统在住宅小区工程中的应用[J].广东建材，2010年07期
论文作者:陆灿威
论文发表刊物:《基层建设》2017年5期
论文发表时间:2017/6/21
标签：水箱论文; 太阳能论文; 热水论文; 水泵论文; 恒温论文; 管道论文; 温度论文; 《基层建设》2017年5期论文;