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1、第7章 太阳能及热泵系统的安装,上海海洋大学制冷空调系,第7章 太阳能及热泵系统的安装,7.1太阳能热水系统安装 7.2空气源热泵系统的安装 7.3地源热泵系统安装,7.1太阳能热水系统安装,太阳能热水系统主要由太阳能集热系统和热水供应系统构成，包括太阳能集热器、贮水箱、循环管道、支架、控制系统、热交换器和水泵等设备和附件。 太阳能集热系统是太阳能热水系统特有的组成部分，是太阳能是否得到合理利用的关键。热水供应系统负责将集热系统的热水供给用户使用。,7.1太阳能热水系统安装,7.1.1太阳能热水系统的分类 7.1.2太阳能热水系统的安装 7.1.3太阳热水系统的调试和运行,7.1.1太阳能热水
2、系统的分类,(1)按太阳能集热系统与太阳能热水供应系统的关系 (2)按有无辅助热源 (3)按辅助能源的启动方式 (4)按水箱与集热器的关系 (5)按供热水范围 (6)按太阳能集热系统运行方式,(1)按太阳能集热系统与太阳能热水供应系统的关系,划分为直接式系统（也称一次循环系统）和间接式系统（也称二次循环系统）。 直接式系统是指在太阳能集热器中直接加热水供给用户的系统。直接式系统又称单回路系统，或单循环系统。 间接式系统是指太阳能集热器中加热某种传热介质，再利用该传热介质通过热交换器加热水供给用户的系统。由于热交换器的阻力较大，间接式系统一般采用强制循环系统。考虑到用水卫生、缓解集热器结垢以及防
3、冻因素，在投资允许的条件下，一般优先采用间接式系统；直接系统最好根据当地水质要求探讨是否需要对自来水上水进行软化处理。间接式系统又称为双回路系统，或双循环系统。,(2)按有无辅助热源,划分为有辅助热源系统和无辅助热源系统。 有辅助热源系统是指太阳能和其他水加热设备联合使用来提供热水，在没有太阳能时，仅依靠系统配备的其他能源的水加热设备也能提供建筑物所需热水的系统。这里必须强调的是，在需要保证生活热水供应质量的场合，辅助热源是必不可少的。无辅助热源系统是指仅靠太阳能来提供热水的系统。该系统中没有自他水加热设备，在太阳辐射量不足的情况下，系统无法产生足够的热水，热水供应的可靠性较差。,(3)按辅助
4、能源的启动方式,分为按需手动启动系统、全自动启动系统和定时自动启动系统。 按需手动启动系统是指根据用户需要，随时手动启动辅助能源水加热设备。 全日自动启动系统是指始终自动启动辅助能源水加热设备，确保可以全天24h供应热水。 定时自动启动系统是指定时自动启动辅助能源水加热设备，从而可以定时供应热水。 随着控制技术的迅猛发展，全自动启动系统已逐渐占据市场的主流位置。,(4)按水箱与集热器的关系,划分为紧凑式、分离式和闷晒式系统。 紧凑式系统是指集热器和贮水箱相互独立，但贮水箱直接安装在太阳能集热器上或相邻位置上的系统；分离式系统是指贮水箱和太阳能集热器之间分开一定距离安装的系统；闷晒式系统是指集热
5、器和贮水箱结合为一体的系统。在与建筑工程结合同步设计的太阳能热水系统中，使用的系统主要为分离式系统。,(5)按供热水范围,划分为集中供热水系统和分散供热水系统。 集中供热水系统是指为几幢建筑、单幢建筑或多个用户供水的系统；分散式供热水系统是指为建筑内某一局部单元或单个用户供热水的系统，也就是通常所说的家用太阳能热水器。,(6)按太阳能集热系统运行方式,划分为自然循环系统、直流式系统和强制循环系统。 自然循环系统是指太阳能集热器系统仅利用传热工质内部的温度梯度产生的密度差进行循环的太阳能热水系统，也称热虹吸系统。在自然循环中，为了保证必要的热虹吸压头，贮水箱的下循环管应高于集热器的上循环管，这种
6、系统结构简单，不需要附加动力。 直流式系统是指传热工质一次流过集热器系统加热后，进入贮水箱或用热水处的非循环式太阳能热水系统。该系统一般可采用非电控温控阀控制方式。直流式系统通常也称为定温放水系统。 强制循环系统是指利用机械设备等外部动力迫使传热工质通过集热器（或换热器）进行循环的太阳能热水系统。该系统通常采用温差控制、光电控制及定时器控制等方式。,7.1.2太阳能热水系统的安装与施工,在安装太阳能热水系统时，不应破坏建筑物的结构，削弱建筑物在寿命期内承受任何荷载的能力，不应破坏屋面防水层和建筑物的附属设施。 系统安装前应具备下列条件： (1)设计文件齐备，且已审查通过； (2)施工组织设计及
7、施工方案已经批准； (3)施工现场符合施工组织设计要求； (4)现场水、电、场地、道路等条件能满足正常施工需要； (5)预留基础、孔洞、设施符合设计图纸，并已验收合格。,1.集热器基座,(1)一般规定 (2)集热器基础施工与安装 (3)太阳能集热器镶嵌屋面安装 (4)太阳能集热器架空屋面安装,(1)一般规定,1)太阳能热水系统基座应与建筑主体结构连接牢固； 2)预埋件与基座之间的空隙，应采用细石混凝土填捣密实； 3)在屋面结构层上现场施工的基座完工后应做防水处理，并符合现行国家标准屋面工程质量验收规范GB-50207-2012的要求； 4)采用预制的集热器基座应摆放平稳、整齐，并应与建筑连接牢
8、固，且不得破坏屋面防水层； 5)钢基座及混凝土基座顶面的预埋件，在太阳能热水系统安装前应涂防腐涂料，并妥善保护。,(2)集热器基础施工与安装,对于安装在平屋面上的太阳能热水系统，通常是将集热器安装在集热器基础上。 集热器基础的施工方法简单成熟，与屋顶风机、空调室外机基础的施工方法类似。集热器基础施工时，除了按照设计要求保证基础的强度外，突出屋面的基础“收头”、防水处理显得尤为重要。 在集热器施工安装时，一般设计基础墩来实现与建筑物的结合。从建筑专业角度来看，基础墩的设计并不复杂，但为了能够尽可能地使集热器安装与建筑结合更为规范，图7-1给出的集热器建筑结构和防水做法是较为常规的集热器基础做法。
9、,(2)集热器基础施工与安装,(3)太阳能集热器镶嵌屋面安装,在安装集热器的局部屋面下沉的地方，沥青防水卷材应在原有三毡四油的基础上增铺一层附加层或采用高聚物改性沥青防水卷材。 局部屋面下沉的地方比较狭窄，不需要做底卷材的搭处理时，也可采用卷材附加层；如需做搭接处理时，搭接缝应留设在靠近层面一侧的沟槽立向部位，并应进行密封处理；与层面交界处的附加卷材宜作空铺处理，空铺宽度应为200mm以上。与层面交界处的保温层的铺设宽度应伸到墙厚的1/2以上，收头卷材应采用机械方法固定。 图7-2、图7-3分别示出真空管集热器和平板型集热器嵌入屋面安装的细部做法。,(3)太阳能集热器镶嵌屋面安装,(3)太阳能
10、集热器镶嵌屋面安装,(4)太阳能集热器架空屋面安装,集热器架空屋面安装的形式是一种集热器与建筑结合的理想方式。 集热器架空屋面安装一般是将集热器固定在预埋或预留在屋面的建筑构件上实现的，预埋件的结构特性及其防水处理应给予高度重视。 图7-4、图7-5分别为真空管集热器和平板型集热器嵌入屋面安装时的细部做法。,(4)太阳能集热器架空屋面安装,(4)太阳能集热器架空屋面安装,2.太阳能集热器的安装,(1)一般规定 1)集热器摆放位置应符合设计要求，并与集热器支架牢靠固定，防止滑托； 2)集热器与集热器之间的连接应按照厂家规定的连接方式连接，密封可靠、无泄露、无扭曲变形； 3)集热器之间的连接件，应
11、便于拆卸和更换； 4)集热器连接完毕应进行检漏试验，检漏试验应符合设计与GB 50364-2005民用建筑太阳能热水系统应用技术规范的相关规定； 5)集热器之间连接管的保温应在检漏合格后进行。保温应符合GB 50185-2010工业设备及管道绝热工程质量验收评定标准的相关规定； 6)集热器安装后的检验方法参见GB 50364-2005民用建筑太阳能热水系统应用技术规范的相关规定。,2.太阳能集热器的安装,(2)集热器之间的连接 柔性接头用于集热器之间的连接处，以消除由于硬连接导致的漏水现象，同时可防止在连接过程中发生损坏集热器等事故。目前，常用的柔性接头有两种形式，一种是特制的橡胶柔性接头，接
12、头的两端各设一只活接头，一端与管道连接，另一端与集热器连接；另一种是退火的紫铜管，两端用扩管器扩成喇叭口形，用锁母拧紧。 (3)集热器安装 混凝土基础表面要平整，各立柱腿基础标高在同一水平标高高度上，高度允差20mm，分角中心距误差2mm。 支架立柱脚与基础预埋钢板直接连接或地脚螺栓连接。安装时要找正找平，支架要稳定牢固。支架的各连接部位的连接件均应采用热镀锌或者不锈钢螺栓。相同部位连接件的坚固程度要一致。,3.太阳能集热器支架,(1)一般要求 1)太阳能集热系统的支架应按图纸要求制作，达到整体协调、美观。 2)支架应根据设计要求选取材料，并符合GB/T700-2006碳素结构钢和GB/T71
13、4-2008桥梁用结构钢规定的要求。材料在使用前应进行校正。 3)钢结构支架的焊接应符合GB50205-2001钢结构过程施工质量验收规范的要求。 4)所有钢结构支架的材料，如角钢、方管、槽钢等，放置时，在不影响其承载力的情况下，应选择利于排水的方式放置。当由于结构或其他原因造成不易排水时，应采取合理的排水防水措施，确保排水通畅。 4)支架应按设计要求安装在承重基础上，位置正确，与基础固定牢靠。 5)应根据现场条件，对支架采取合理的防风措施，并与建筑物牢靠固定。 6)钢结构支架焊接完毕，应按设计要求做防腐处理。防腐施工应符合GB50212-2002建筑防腐蚀工程施工及验收规范和GB50224-
14、2010建筑防腐蚀工程质量检验评定标准的要求。,3.太阳能集热器支架,(2)支架的安装方法 安装集热器支架时，先将支架放在基础上，使支架的螺栓孔对正基础上预留的螺栓孔，把地脚螺栓一端插入基础的螺栓孔内，带丝扣的一端穿过底座的螺栓孔，并挂上螺母，丝扣应高出螺母11.5扣的高度。用支架拨正，用垫铁把支架垫平，然后用：的水泥砂浆浇筑地脚螺栓孔，待水泥砂浆凝固后，在上紧螺母。,4.贮水箱的安装,(1)一般要求： (2)开式（非承压）水箱 (3)闭式（承压）水箱,(1)一般要求,1)贮水箱应与底座固定牢靠； 2)用于制作贮水箱的材质、规格应符合设计要求； 3)钢板焊接的贮水箱，水箱内外壁均应按设计要求防
15、腐处理。内壁防腐材料应卫生、无毒，且应能承受所贮存热水的最高温度； 4)贮水箱的内箱应做接地处理，接地应符合现行国家标准GB 50169-2006电气装置安装工程接地装置施工及验收规范的要求； 5)贮水箱应进行捡漏试验，试验方法应符合设计要求和民用建筑太阳能热水系统应用技术规范的相关规定； 6)贮水箱保温层施工应在捡漏试验合格后进行。水箱保温应符合现行国家标准GB 50185-2010工业设备及管道绝热工程质量检验评定标准的要求。,(2)开式（非承压）水箱,1)水箱的安装条件 安装水箱的支座已按设计图纸要求制作完成，支座的尺寸、位置和标高经检查符合要求。当采用混凝土支座时，应检查其强度是否达到
16、安装要求的60%以上，支座表面应平整、清洁；当采用型钢支座和方垫木时，按要求应做好刷漆和防腐处理。 水箱材料进场时已进行检查验收，符合设计要求。对于非金属材料，如玻璃钢板和衬塑复合钢板及组装用橡胶密封材料等，应具有卫生部门的检验证明文件，水质必须符合现行生活饮用水卫生标准的要求。 水箱安装所在的房间的土建施工已完成，能满足水箱安装条件。 2)水箱的安装 水箱一般由生产单位在施工现场进行组装而成，生产厂根据水箱容积和规格尺寸，出厂前已将箱体的板块下料完毕，随同其他附件和零件等运到工地。水箱组装前，应在水箱支座上按水箱的尺寸画上定位线。 水箱安装时，应用水平尺和垂线随时检查水箱的水平和垂直程度。水箱组装完毕，其允许误差：坐标为在15mm；标高为5mm，垂直度为5mm/m。 水箱安装完毕后，按设计要求的接管位置在水箱上进行管道接口，并装上带法兰的短节接头或管箍，然后按设计要求安装水箱内外人梯等附件。,(2)开式（非承压）水箱,3)水箱附件安装应注意的问题 溢流管不得与排水系统的管道直接连接，必须采用间接排水。溢流管出口应装设网罩
