太阳能供热采暖工程应用技术手册PDF电子书下载

第1章 概论 1

1.1 总则 1

1.2 适用范围 2

1.3 太阳能供热采暖技术的现状与发展 2

1.3.1 被动式太阳能采暖的发展现状 2

1.3.2 主动式太阳能供热采暖的发展现状 4

1.3.3 我国太阳能供热采暖技术的发展特点 5

1.4 太阳能利用基本知识 6

1.4.1 太阳辐照的特点 6

1.4.2 太阳能量的传输 7

1.4.3 到达地面的太阳辐射 8

1.4.4 倾斜表面上的太阳总辐射照度 11

1.4.5 太阳总辐射的直射与散射分离 13

1.5 太阳能资源分布 14

1.5.1 世界太阳能资源分布 14

1.5.2 我国的太阳能资源分布 14

本章参考文献 16

第2章 被动式太阳能采暖设计 17

2.1 被动式太阳能采暖的类别和工作原理 17

2.1.1 直接受益式 17

2.1.2 集热蓄热墙式 18

2.1.3 集热墙式 19

2.1.4 附加阳光间式 20

2.1.5 屋顶集热蓄热式 21

2.1.6 组合式太阳房 22

2.1.7 被动太阳能供暖方式的确定 22

2.2 被动式太阳能采暖的规划与建筑设计 23

2.2.1 选址和场地总平面规划 23

2.2.2 建筑设计 24

2.2.3 建筑保温与蓄热 28

2.2.4 夏季遮阳与围护结构隔热 35

2.3 被动式太阳能采暖热工设计 37

2.3.1 热工设计的目的和基本原则 37

2.3.2 热工设计的计算模型 38

2.3.3 热工设计方法 41

2.4 被动式太阳能采暖建筑的主要构造做法和运行维护 43

2.4.1 主要构造做法 43

2.4.2 运行与维护管理 46

2.5 被动式太阳能采暖的效益和性能评估 47

2.5.1 热性能评估 47

2.5.2 节能效益评估 49

本章参考文献 50

第3章 太阳能供热采暖负荷分析 51

3.1 太阳能供热采暖系统的负荷特性 51

3.1.1 太阳能供热负荷特性 51

3.1.2 太阳能采暖负荷特性 51

3.2 太阳能供热采暖对建筑物围护结构的热工性能要求 52

3.2.1 严寒和寒冷地区 52

3.2.2 夏热冬冷地区 53

3.2.3 夏热冬暖地区 54

3.3 太阳能供热采暖系统的热负荷 55

3.3.1 太阳能集热系统负担的采暖热负荷 55

3.3.2 建筑物的采暖热负荷 57

3.3.3 被动太阳能得热对供暖负荷的影响 57

3.3.4 太阳能集热系统的热水供应负荷 58

附录 59

附录3-1 严寒（A）区公共建筑围护结构热工性能参数限值 59

附录3-2 严寒（B）区公共建筑围护结构热工性能参数限值 59

附录3-3 寒冷地区公共建筑围护结构热工性能参数限值 60

附录3-4 严寒（A）区居住建筑围护结构热工性能参数限值 60

附录3-5 严寒（B）区居住建筑围护结构热工性能参数限值 61

附录3-6 严寒（C）区居住建筑围护结构热工性能参数限值 61

附录3-7 寒冷（A）区居住建筑围护结构热工性能参数限值 62

附录3-8 寒冷（B）区居住建筑围护结构热工性能参数限值 62

附录3-9 夏热冬冷地区公共建筑围护结构热工性能参数限值 63

附录3-10 夏热冬暖地区公共建筑围护结构热工性能参数限值 63

附录3-11 夏热冬暖地区北区居住建筑外窗的传热系数限值 63

附录3-12 严寒和寒冷地区主要城市的居住建筑物耗热量指标 64

附录3-13 60℃热水水温下的热水用水定额 71

附录3-14 不同热水温度下的热水用水定额 72

附录3-15 冷水计算温度 73

附录3-16 卫生器具的一次和小时热水用水定额及水温 74

本章参考文献 75

第4章 太阳能集热器 76

4.1 太阳能集热器的类型与特点 76

4.1.1 太阳能集热器的分类 76

4.1.2 太阳能集热器的基本构造与特点 76

4.1.3 太阳能集热器的三类面积定义及计算方法 86

4.2 太阳能集热器的技术要求 88

4.2.1 太阳能集热器的热性能 89

4.2.2 太阳能集热器的光学性能 91

4.2.3 太阳能集热器的力学性能 92

本章参考文献 93

第5章 主动式太阳能供热采暖系统的类型与特点 94

5.1 系统分类 94

5.1.1 按所使用的太阳能集热器类型分类 94

5.1.2 按系统的运行方式分类 94

5.1.3 按所使用的末端采暖系统分类 95

5.1.4 按蓄热能力分类 95

5.2 系统的构成与特点 96

5.2.1 液态工质集热器短期蓄热太阳能供热采暖系统 96

5.2.2 空气集热器短期蓄热太阳能供热采暖系统 96

5.2.3 液态工质集热器跨季节蓄热太阳能供热采暖系统 97

5.3 典型太阳能供热采暖系统的工作原理（图） 97

5.3.1 软水质地区独户太阳能供热采暖系统 97

5.3.2 硬水质地区独户太阳能供热采暖系统 99

5.3.3 集中集热—分散用热太阳能供热采暖系统 101

5.3.4 集中大型太阳能供热采暖系统 102

5.3.5 太阳能与土壤源热泵综合应用系统 102

本章参考文献 105

第6章 主动式太阳能供热采暖系统的技术要求 106

6.1 总则 106

6.1.1 系统功能 106

6.1.2 系统与建筑的结合 110

6.1.3 系统运行性能 111

6.1.4 系统维护管理 114

6.2 系统部件 115

6.2.1 热交换器 115

6.2.2 蓄热装置 115

6.2.3 泵与风机 117

6.2.4 管道 118

6.2.5 阀门与附件 118

6.2.6 控制系统与元件 119

6.2.7 其他能源辅助加热／换热设备 120

6.3 系统热计量 121

6.3.1 太阳能集热系统热计量 121

6.3.2 采暖热计量 121

6.3.3 热水计量 122

6.3.4 计量设备选型与设置 122

附录 124

附录6-1 生活饮用水水质标准 124

附录6-2 聚乙烯（PE）管外径及公称壁厚 126

附录6-3 聚丁烯（PB）管外径及公称壁厚 126

本章参考文献 127

第7章 主动式太阳能供热采暖系统设计 128

7.1 总则 128

7.1.1 系统选型 129

7.1.2 室内外计算参数 130

7.2 太阳能集热系统设计 131

7.2.1 总则 131

7.2.2 太阳能集热器的设置与定位 132

7.2.3 太阳能集热器面积确定 135

7.2.4 太阳能集热器的连接 136

7.3 蓄热系统设计 137

7.3.1 总则 137

7.3.2 贮水箱的设计 138

7.3.3 蓄热水池设计 139

7.3.4 土壤埋管蓄热 142

7.3.5 卵石堆床蓄热 142

7.3.6 相变材料蓄热 142

7.4 计算机辅助设计 143

7.5 控制系统设计 144

7.5.1 总则 144

7.5.2 系统的工作运行控制 144

7.5.3 系统防冻控制 144

7.5.4 系统防过热控制 146

7.5.5 太阳能和常规能源的运行工况切换控制 146

7.6 常规能源辅助加热／换热设备 147

7.6.1 总则 147

7.6.2 辅助热源供热量的计算 147

7.6.3 太阳能供暖系统辅助热源设备选型 147

7.7 集热系统管网设计 153

7.7.1 太阳能集热系统的设计流量 153

7.7.2 集热管网的水力计算 154

7.7.3 管材和附件 156

7.8 系统保温 158

7.8.1 保温层厚度计算 158

7.8.2 保温材料的选择 159

附录 160

附录7-1 主要代表城市设计用室外气象参数 160

附录7-2 主要代表城市太阳能气象参数 162

附录7-3 中国建筑气候区划图 164

附录7-4 供热管材选用表 165

附录7-5 使用条件等级 167

附录7-6 不同地区太阳能集热器的补偿面积比 167

附录7-7 太阳能集热器平均集热效率计算方法 185

附录7-8 太阳能集热系统管路、水箱热损失率计算方法 186

附录7-9 间接系统热交换器换热面积计算方法 187

本章参考文献 187

第8章 主动式太阳能供热采暖系统施工 189

8.1 总则 189

8.1.1 一般要求 189

8.1.2 系统安装前应具备的条件 189

8.2 太阳能集热系统施工安装 189

8.2.1 太阳能集热器定位 189

8.2.2 土建构造和预埋件做法 190

8.2.3 集热系统管道穿围护结构做法 198

8.2.4 太阳能集热器组装 201

8.3 太阳能蓄热系统施工安装 202

8.3.1 贮水箱安装 202

8.3.2 蓄热水池施工 204

8.3.3 土壤埋管蓄热施工 206

8.3.4 卵石堆施工 206

8.3.5 相变蓄热施工 207

8.4 其他能源辅助加热／换热设备安装 207

8.4.1 一般要求 207

8.4.2 容积式换热器 208

8.4.3 板式换热器 209

8.4.4 燃气／燃油锅炉 210

8.4.5 电锅炉／电加热器 210

8.5 末端供暖系统施工 210

8.5.1 一般要求 210

8.5.2 采暖散热器系统 211

8.5.3 地板辐射采暖系统 213

8.5.4 水—空气处理设备采暖系统 213

8.5.5 热风采暖系统 214

8.6 水泵、管道及其他附件安装 215

8.6.1 一般要求 215

8.6.2 水泵安装 217

8.6.3 管道及其附件安装 220

8.6.4 管道的保温与防腐 232

8.7 控制系统安装 235

8.7.1 控制系统施工工艺要求 235

8.7.2 控制系统主要输入装置 236

8.7.3 控制系统主要输出装置 238

第9章 太阳能供热采暖系统节能环保效益分析 240

9.1 总则 240

9.1.1 系统效益评估体系 240

9.1.2 系统效益评估程序 241

9.2 系统运行性能的评估 241

9.2.1 系统运行性能模拟计算软件介绍 241

9.2.2 全年太阳能有用得热量计算分析 242

9.2.3 太阳能保证率计算 243

9.3 系统节能效益评估 243

9.3.1 系统的年节能量 243

9.3.2 系统的节能费用 244

9.3.3 系统的费效比 245

9.3.4 系统的增投资回收期 245

9.4 系统环境效益预评估 246

9.4.1 二氧化碳排放量 246

9.4.2 烟尘减排量 247

9.4.3 二氧化硫减排量 247

9.4.4 氮氧化物减排量 247

第10章 太阳能供热采暖系统测试与监测 248

10.1 总则 248

10.2 太阳能供热采暖系统测试 248

10.2.1 测试内容 248

10.2.2 检测条件 248

10.2.3 检测仪器及其要求 248

10.2.4 测试方法 250

10.2.5 系统性能评价 252

10.3 系统性能长期监测 253

10.3.1 数据监测系统组成 253

10.3.2 监测设备性能要求 254

10.3.3 监测系统设计 255

10.3.4 监测设备安装 256

10.3.5 监测系统的调试 257

10.3.6 监测数据采集 257

10.3.7 数据传输 258

10.3.8 数据评价 259

第11章 典型工程示例 260

11.1 内蒙古巴彦淖尔家和、新龙城小区太阳能季节蓄热供热采暖项目 260

11.1.1 设计施工说明 260

11.1.2 太阳能季节蓄热供热采暖系统原理图 265

11.1.3 与建筑结合节点图 265

11.1.4 系统节能效益分析 265

11.2 西宁南山庭苑小区多层住宅太阳能短期蓄热供热采暖项目 270

11.2.1 设计施工说明 270

11.2.2 太阳能供热采暖系统原理图 275

11.2.3 与建筑结合节点图 275

11.2.4 系统节能效益分析 275

11.3 北京市平谷区挂甲峪村太阳能供热采暖项目 279

11.3.1 设计施工说明 279

11.3.2 太阳能供热采暖系统原理图 283

11.3.3 与建筑结合节点图 283

11.3.4 系统节能效益分析 283

11.4 北京某被动式太阳能采暖卫生院 287

11.4.1 设计施工说明 287

11.5 沈阳某项目太阳能季节蓄热与地源热泵综合应用系统工程 291

11.5.1 设计施工说明 291

11.5.2 太阳能季节蓄热与地源热泵综合应用系统原理图 295

11.5.3 与建筑结合节点图 297

11.5.4 系统节能效益分析 297

附录 《太阳能供热采暖工程技术规范》GB 50495-2009（条文部分） 300