太阳能热水系统及其设计

第1章 绪论

1.1 太阳能的发展

1.2 能源现状

1.2.1 中国的能源状况

1.2.2 我国对使用可再生能源的重视

1.3 太阳能利用的意义

1.3.1 太阳能资源利用

1.3.2 我国利用太阳能的条件

1.4 本课程学习的主要内容

第2章 太阳能利用基础知识

2.1 太阳和太阳辐射能

2.1.1 太阳的构造

2.1.2 太阳能辐射

2.1.3 到达地面的太阳辐射

2.1.4 太阳常数

2.1.5 太阳能的波长分布

2.2 热传递基本知识

2.2.1 热传导

2.2.2 对流

2.2.3 辐射

2.3 太阳能集热器

2.3.1 太阳能集热器的分类

2.3.2 常用太阳能集热器

2.4 太阳能转换

2.4.1 太阳能热能转换

2.4.2 太阳能电能转换

2.4.3 太阳能氢能转换

2.4.4 太阳能生物质能转换

2.4.5 太阳能机械能转换

2.5 太阳能储存

2.5.1 热能储存

2.5.2 电能储存

2.5.3 氢能储存

2.5.4 机械能储存

2.6 太阳能传输

2.7 太阳能光热利用

第3章 平板型太阳能集热器

3.1 平板集热器的集热原理

3.2 平板集热器的选材

3.2.1 吸热板

3.2.2 透明盖板

3.2.3 隔热体

3.2.4 壳体

3.3 平板集热器的效率

3.3.1 集热器效率的定义

3.3.2 集热器效率方程

3.3.3 总热损系数

3.3.4 集热器面积

3.3.5 集热器效率曲线

3.4 平板集热器的热性能试验

3.4.1 集热器有用功率的测定

3.4.2 集热器效率的计算

3.4.3 归一化温差的计算

3.4.4 瞬时效率曲线的测定

3.5 平板型太阳能集热器产品的命名和结构尺寸

3.5.1 产品的命名

3.5.2 结构尺寸

3.5.3 技术要求

第4章 真空管型太阳能集热器

4.1 全玻璃真空管太阳能集热器

4.1.1 全玻璃真空管的基本结构

4.1.2 全玻璃真空管集热器的基本结构

4.1.3 全玻璃真空管集热器的性能特点

4.1.4 全玻璃真空管的几种改进形式

4.2 玻璃金属封接式真空管太阳能集热器

4.2.1 热管式真空管的基本结构

4.2.2 热管式真空管集热器的基本结构

4.2.3 其他几种金属吸热体真空管集热器

4.3 真空管型太阳能集热器的结构尺寸和产品命名

4.3.1 全玻璃真空太阳能集热管的结构尺寸

4.3.2 全玻璃真空太阳能集热管产品命名

4.3.3 全玻璃真空太阳能集热管技术要求

4.3.4 玻璃金属封接式热管真空太阳能集热管的结构尺寸

4.3.5 玻璃金属封接式热管真空太阳能集热管的产品命名

4.3.6 玻璃金属封接式热管真空太阳能集热管材料要求

4.3.7 玻璃金属封接式热管真空太阳能集热管技术要求

4.3.8真空管太阳能集热器结构尺寸

4.3.9真空管太阳能集热器产品命名

第5章 家用太阳能热水系统

5.1 家用太阳能热水系统概述

5.1.1 家用太阳能热水器的组成及工作原理

5.1.2 家用太阳能热水器的主要部件及作用

5.2 家用太阳能热水器常用类型及运行方式

5.2.1 家用太阳能热水器的分类

5.2.2 家用太阳能热水器常用类型和运行方式

5.3 家用太阳能热水系统产品标记和性能指标

5.3.1 家用太阳能热水系统产品标记

5.3.2 太阳能热水器产品性能参数

5.4 家用太阳能热水器设计规范

5.4.1 基本规定

5.4.2 规划设计

5.4.3 建筑设计

5.4.4 结构设计

5.4.5 管路设计

5.4.6 运行控制设计

5.4.7 电气及防雷设计

5.5 家用太阳能热水器安装

5.5.1 平板单机太阳能热水器安装

5.5.2 阳台壁挂式热水器安装

5.5.3 分体式太阳能系统安装

5.6 家用太阳能热水器设计选用

第6章 太阳能热水工程设计

6.1 太阳能热水工程概述

6.1.1 太阳能热水系统分类

6.1.2 太阳能热水系统设计选用

6.2 技术资料准备

6.2.1 现场勘查

6.2.2 热水系统负荷计算

6.2.3 太阳能热水系统集热器换热计算

6.3 太阳能集热器数量确定

6.4 系统运行方式选择

6.4.1 太阳能热水系统运行方式

6.4.2 系统运行方式选择应考虑的问题

6.5 储水箱设计

6.5.1 水箱安装位置的确定

6.5.2 水箱支架及加强底座的设计

6.5.3 水箱保温设计

6.5.4 水箱选型设计

6.5.5 太阳能储水箱的开孔位置设计

6.5.6 热水锅炉储水箱的开孔位置设计

6.6 水泵的选型计算

6.6.1 集热循环流量的计算

6.6.2 集热循环主管道管径确定

6.6.3 太阳能集热循环系统泵的选型依据

6.7 管网设计计算

6.7.1 热水供应系统管路流量设计

6.7.2 管网的水力计算

6.7.3 管道的设计选择

6.7.4 管路、水箱热损失计算

6.8膨胀罐选型计算

6.8.1 膨胀罐总容积计算

6.8.2 膨胀罐的选型

6.9辅助能源计算

6.1 0设备及附件的安装设计

6.1 0.1 集热器支架设计

6.1 0.2 集热器钢构安装平台设计

6.1 0.3 定时供热水装置

6.1 0.4 加压供水装置

6.1 0.5 回水装置

6.1 0.6 供热水管网设计

6.1 0.7 电气控制及电气线路设计

6.1 0.8排气阀的安装

6.1 0.9试水阀和排污阀的安装

6.1 0.1 0强制循环温差控制器高温传感探头的安装

6.1 0.1 1平板集热器的连接件选择

6.1 0.1 2连通管管径的选择

6.1 0.1 3太阳能热水系统的防冻措施

6.1 1太阳能热水工程布局方案

6.1 1.1 太阳能集热器的布置

6.1 1.2 平板型太阳能集热器布局方案

6.1 1.3 真空管型集热器布局方案

第7章 工程案例

7.1 真空管太阳能热水工程案例——山东省淄博市某酒店15t/d

太阳能热水工程

7.1.1 项目概况

7.1.2 方案设计依据及标准

7.1.3 设计指标

7.1.4 运行原理及说明

7.1.5 校核计算及说明

7.1.6 主要设备选型

7.2 平板型太阳能热水工程案例

7.2.1 太阳能热水系统

7.2.2 太阳能供热采暖工程

7.2.3 太阳能游泳池加热系统

附录A我国主要城市的太阳能辐射参数表

附录B我国主要城市日照时数及日照百分率

附录C太阳能热水系统水质要求

附录D生活饮用水水质标准（GB 5749—1985）

附录E热水用水量定额

附录F卫生器具的一次和小时热水用水定额及水温

附录G冷水计算温度

附录H太阳能保证率推荐

附录I低压流体输送用镀锌焊接钢管及焊接钢管（GB 3091—1993，GB 3092—1993）

附录J管径和流量比较

附录K给水塑料管水力计算表

附录L热水管（钢管）计算内径dj值　（YB 234—1963）

附录M热水管水力计算

附录N热水管局部水头损失计算

附录O给排水图例

附录PU0和ac值对应表

参考文献

本书简单介绍了太阳和太阳辐射能，以及太阳能的利用、储存和发展等基础知识，详细说明了太阳能热水系统的关键部件——平板太阳能集热器和真空管太阳能集热器的结构、基本原理、材料、使用要求，以及应用、安装等内容，并结合实例重点讲解了太阳能热水系统的设计过程。本书可作为太阳能热利用相关专业学生的教材或相关工作者的参考书，也可以作为太阳能热利用领域和将要进军该领域的企业的培训教材。

姚俊红、刘共青、卫江红主编的《太阳能热水系统及其设计》旨在为太阳能热利用领域的工程技术人才培养提供支撑，其简单介绍了太阳能利用的基础知识，详细说明了太阳能热水系统的关键部件——平板太阳能集热器和真空管太阳能集热器的结构、基本原理及相关标准，重点讲解了太阳能热水系统的设计过程，并给出了工程实例。