CN118129353A - 太阳能分布式清洁能源系统 - Google Patents

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CN118129353A CN202410451769.9A CN202410451769A CN118129353A CN 118129353 A CN118129353 A CN 118129353A CN 202410451769 A CN202410451769 A CN 202410451769A CN 118129353 A CN118129353 A CN 118129353A
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田丰
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朱耀武
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Abstract

本发明提供了太阳能分布式清洁能源系统，包括太阳能接收系统，高温油脂及溶盐等为媒介的储能箱、空气源热泵系统、生活热水箱、供暖缓冲水箱、低温余热发电设备一和低温余热发电设备二；所述太阳能接收系统包括太阳能集热器，所述太阳能集热器的管路通过集热循环水泵连接至高温油脂及溶盐等为媒介的储能箱；所述储能箱中具有盘管换热系统一，所述生活热水箱中具有盘管换热系统二，所述供暖缓冲水箱中具有盘管换热系统三；所述盘管换热系统一连接有常温自来水管。本发明的太阳能分布式清洁能源系统，通过太阳能光热与空气源热泵等为冷热源，利用太阳能清洁能源，有效解决了能源问题。

Description

太阳能分布式清洁能源系统
技术领域
本发明属于智能化太阳能技术领域，尤其涉及太阳能分布式清洁能源系统。
背景技术
陕西高原地区地形复杂，油气、化石能源存储量少，且运输困难，能源利用困难，给人们的生活带来许多不便。然而，陕西高原地区具备良好的光照条件，充分利用地理光照优势，建立太阳能分布式清洁能源系统，是解决陕西地区能源问题的有效方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中背景技术中提及的问题，而提出的太阳能分布式清洁能源系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
太阳能分布式清洁能源系统，包括太阳能接收系统，高温油脂及溶盐等为媒介的储能箱、空气源热泵系统、生活热水箱、供暖缓冲水箱、低温余热发电设备一和低温余热发电设备二；
所述太阳能接收系统包括太阳能集热器，所述太阳能集热器的管路通过集热循环水泵连接至高温油脂及溶盐等为媒介的储能箱；所述储能箱中具有盘管换热系统一，所述生活热水箱中具有盘管换热系统二，所述供暖缓冲水箱中具有盘管换热系统三；所述盘管换热系统一连接有常温自来水管；
所述储能箱的盘管换热系统一将常温自来水通过内置于储能箱的第一换热盘管管路后的过热水通过循环泵输送至至生活热水箱；所述生活热水箱的热水管路连接至全年24小时生活热水系统；
所述储能箱的盘管换热系统一连接至供暖缓冲水箱；所述供暖缓冲水箱的热水管路连接至装配式快速冷暖地暖末端系统；
所述空气源热泵系统的输出端连接至生活热水箱和供暖缓冲水箱，当所述生活热水箱或供暖缓冲水箱的水温通过储能箱换热后仍低于设定温度时，空气源热泵系统自动打开，将生活热水箱和供暖缓冲水箱的水分别加热至设定温度后，空气源热泵系统停止工作；
所述变压器油及溶盐储能箱中的盘管换热系统一还通过低温余热发电设备一或低温余热发电设备二发电供空气源热泵将地暖缓冲水箱的水制冷、供装配式快速冷暖地暖末端系统制冷，剩余的电还可以连接至其它用电设备使用或并网。
所述储能箱中的盘管换热系统一还可以通过溴化锂直燃机给地暖缓冲水箱制热或制冷，并连接至装配式快速冷暖地暖末端系统冬季采暖，夏季制冷，同时还可供空气源热泵将地暖缓冲水箱的水制冷，剩余的电还可以连接至其它用电设备使用或并网，达到冷暖联供的目的。
进一步，所述太阳能集热器的高温油脂媒介同储能箱内高温油脂或溶盐做换热，当所述储能箱的温度高于太阳能集热器的温度时，所述循环泵自动停止防止散热；当所述储能箱的温度低于太阳能集热器的温度时，所述循环泵自动打开开始储能。
进一步，常温自来水通过所述储能箱换热后过热水水温高于生活热水箱设定温度时，所述循环泵打开为生活热水箱持续补充热水；当常温自来水通过所述储能箱换热后过热水水温低于生活热水箱设定温度时，由所述空气源热泵系统补充热量，同时循环泵停止工作防止散热。
进一步，所述生活热水箱和供暖缓冲水箱的恒温温度为35℃-55℃。
进一步，所述低温发电设备一采用ORC有机朗肯膨胀发电机组系统。
进一步，所述低温发电设备二采用斯特林温差发电系统。
进一步，所述溴化锂直燃机系统给地暖缓冲水箱制热或制冷，并连接至装配式快速冷暖地暖末端系统冬季采暖，夏季制冷，达到冷暖联供的目的。
进一步，所述空气源热泵系统内设有电磁三通阀，当所述生活热水箱及供暖缓冲水箱内水温低于设定温度后自动启停。
进一步，所述生活热水箱中的盘管换热系统二采用开式换热系统。
进一步，所述供暖缓冲水箱中的盘管换热系统三采用闭式换热系统。
进一步，所述太阳能接收系统还包括蓝膜平板光热、光电联产一体化太阳能板，在采暖季直接利用光热，转换效率可高达85％以上；在非采暖季翻转利用光伏发电，需要制冷时光伏发出的电供空气源热泵将地暖缓冲水箱的水制冷连接至装配式快速冷暖地暖末端系统制冷。光热、光电联产一体化太阳能板发出的电还可以连接至其它用电设备使用或并网。采用光热、光电联产一体化太阳能板时取消低温余热发电设备一、低温余热发电设备二以及溴化锂直燃机。
与现有技术相比，本发明具备以下优点：
本发明的太阳能分布式清洁能源系统，利用太阳能光热与空气源热泵等可再生能源作为热源和冷源、以较低温度热水为热媒和以较高温度冷水为冷媒，末端采用装配式干法施工地面辐射供暖供冷系统，充分的利用了太阳能和空气源热泵等可再生能源清洁能源，有效解决了能源问题。
附图说明
图1位本发明的太阳能分布式清洁能源系统示意图；
图2为本发明中冷热水管平行型布置示意图；
图3为本发明中冷热水管双平行型布置示意图。
图中：1太阳能集热器、2储能箱、3空气源热泵系统、4集热循环水泵、5温度传感器、6循环泵、7生活热水箱、8全年24小时生活热水系统、9供暖缓冲水箱、10装配式快速冷暖地暖末端系统、11低温余热发电设备一、12低温余热发电设备二、13溴化锂直燃机。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明中的技术方案进一步说明。
参照图1-图3，太阳能分布式清洁能源系统，包括太阳能接收系统，高温油脂及溶盐等为媒介的储能箱2、空气源热泵系统3、生活热水箱7、供暖缓冲水箱9、低温余热发电设备一11和低温余热发电设备二12；
生活热水箱7中的盘管换热系统二采用开式换热系统；
供暖缓冲水箱9中的盘管换热系统三采用闭式换热系统；
低温发电设备一11采用ORC有机朗肯膨胀发电机组系统；
低温发电设备二12采用斯特林温差发电系统；
太阳能接收系统包括太阳能集热器1，太阳能集热器1的管路通过集热循环水泵4连接至高温油脂及溶盐等为媒介的储能箱2；储能箱2中具有盘管换热系统一，生活热水箱7中具有盘管换热系统二，供暖缓冲水箱9中具有盘管换热系统三；盘管换热系统一连接有常温自来水管；
储能箱2的盘管换热系统一将常温自来水通过内置于储能箱2的第一换热盘管管路后的过热水5通过循环泵6输送至至生活热水箱7；生活热水箱7的热水管路连接至全年24小时生活热水系统8；
储能箱2的盘管换热系统一连接至供暖缓冲水箱9；供暖缓冲水箱9的热水管路连接至装配式快速冷暖地暖末端系统10；
空气源热泵系统3的输出端连接至生活热水箱7和供暖缓冲水箱9，当生活热水箱7或供暖缓冲水箱9的水温通过储能箱2换热后仍低于设定温度时，空气源热泵系统3自动打开，将生活热水箱7和供暖缓冲水箱9的水分别加热至设定温度后，空气源热泵系统3停止工作；
变压器油及溶盐储能箱2中的盘管换热系统一还通过低温余热发电设备一11或低温余热发电设备二12发电供空气源热泵3将地暖缓冲水箱9的水制冷、供装配式快速冷暖地暖末端系统10制冷，剩余的电还可以连接至其它用电设备使用或并网。
储能箱2中的盘管换热系统一还可以通过溴化锂直燃机13给地暖缓冲水箱9制热或制冷，并连接至装配式快速冷暖地暖末端系统10冬季采暖，夏季制冷，同时还可供空气源热泵3将地暖缓冲水箱9的水制冷，剩余的电还可以连接至其它用电设备使用或并网，达到冷暖联供的目的；
溴化锂直燃机13系统给地暖缓冲水箱9制热或制冷，并连接至装配式快速冷暖地暖末端系统10冬季采暖，夏季制冷，达到冷暖联供的目的。
本实施例中，太阳能供暖系统的设计符合下列规定：
建筑物的热工设计应满足或高于国家和地方建筑节能设计标准的要求；
设计集热量、太阳能供暖系统的贡献率及太阳能供暖系统类型的选择，应根据所在气候区、太阳能资源条件、建筑物类型、使用功能、业主要求、投资规模、安装条件等因素综合确定；
既有建筑上增设太阳能供暖系统时，须经建筑结构安全复核；
新建建筑设置太阳能供暖系统时，宜设计蓄热系统；
需要在供暖季保持设计室温的建筑，设置太阳能供暖系统时，应同时设置辅助热源系统；
有冻结危险的地区，应对太阳能热水室外管道采取防冻措施；
夏季不使用的太阳能集热系统，应采取防过热措施；
有条件时，可考虑同时提供生活热水或其他用热。
进行太阳能供暖系统设计时，宜进行典型设计日的逐时动态建筑热负荷计算和逐时太阳能集热量计算。
确定集热器集热面积时，应进行集热系统与供暖系统的动态热平衡耦合计算，并经技术经济分析确定。集热器选择时应在计算面积的基础上附加2％-5％的积灰修正系数。
集热系统采用强制循环系统。
太阳能热水供暖系统的集热器选择，根据系统对集热温度的需求、集热效率等因素，并结合技术经济分析后确定。
目前几种常用集热器的特点见表6。
表6集热器分类及特点
需要说明的是，“平均集热效率”指的是辐照值、空气温度值等在规定工况下的效率，在具体工程应用时，需要根据实际工况计算确定集热效率。
太阳能集热器1在布置时以有效集热量最大为优化目标函数，使得集热器在供暖季获得的有效集热量为最大值，确定集热器安装方位角与安装倾角，集热器之间的距离大于日照间距，可避免相互遮挡，集热器前后排之间的最小距离按下式计算：
D＝H×cotαs×cosγo
式中：D——集热器与遮光物或集热器前后排的最小距离，m；
H——遮光物最高点与集热器最低点的垂直距离，m；
αs——计算时刻的太阳高度角，°；
γo——计算时刻的太阳光线在水平面上的投影线与集热器表面法线在水平面的投影之间的夹角。
在本实施例中，太阳能供暖集热系统采用强制循环间接系统，太阳能供暖集热系统加热传热工质，通过变压器油及溶盐储能箱2加热供给使用端，利用集热循环水泵4使传热工质循环加热；易保证系统水质和防冻；管线布置灵活，适用于规模较大的供暖系统，对水质、防冻要求严格的场合。
在本实施例中，太阳能供暖集热系统1采用非聚光型太阳能集热器，其效率按下式计算：
η＝η0-U(t i-ta)/I
式中：η——基于集热器总面积的集热效率，％；
η0——基于集热器总面积的瞬时效率曲线截距，％；一般应由产品制造方提供，当无资料时，可取η0＝0.70～0.75；
U——基于集热器总面积的瞬时效率曲线斜率，W/(㎡·℃)；一般应由产品制造方提供，当无资料时，对于真空管集热器，U＝2.0～2.1；对于平板型集热器，U＝4.8～5.0；
t i——集热器热水进口温度，℃；
ta——集热器周围环境空气温度，℃；
I——集热器法线方向的太阳总辐照度，W/㎡。
太阳能供暖系统辅助热源的设计容量，满足下列要求：
需要在供暖季严格保持室内设计温度的建筑，应根据建筑热负荷确定；
允许全天有一定室温波动的建筑，可按低于波动温度的最低允许值1～2℃的负荷计算值确定；如果其蓄热系统在典型设计日能够在夜间提供部分供热量，也可按照“建筑热负荷—蓄热系统夜间最大供热能力”的原则确定。
太阳能供暖集热系统的设计，符合下列规定：
当系统较大、负担范围较大时，宜采用间接供暖方式；系统较小时，也可采用直接供暖方式；
采用聚光型集热器时，应采用间接供暖方式。
太阳能供暖方式的选择：
直接供暖方式，供暖系统一般为开时系统，不适用于系统较大的情况；
聚光型集热器产生的热媒温度较高，不适合直接用于供暖系统；
根据集热系统与供暖系统的关系，一般可分为强制循环间接系统和强制循环直接系统；
集热器的防冻，可以采取下列措施：
采用空气热管式集热器，有利于集热管的防冻；
小型间接式系统，以防冻液作为集热器一次回路的循环工质；
采用集热水系统排空或排回方法；
在集热器的联箱和可能结冰的管道上敷设伴热电缆。
需要注意的是，空气热管式集热器，管内无水，有利于集热管的防冻。但其联箱(水箱)应与管道进行同样的防冻处理。
集热溶液采用防冻液时，需要注意防冻液的使用温度与环境最低温度是否适应。同时，由于防冻液对金属有一定腐蚀性，系统中的管道、阀门和附件等，均应满足防冻液的使用要求。
集热系统不使用时，将集热系统室外管道中的水放至蓄热水箱。为了确保方法的有效性，放空宜采用“自动+手动”的双重模式，采用回排至蓄热水箱方式时，蓄热水箱应能够容纳管道系统的全部存水量。
伴热电缆的防冻方式，会带来投资和电能的增加，因此只适合于小型集热系统。
对于夜间最低室外温度略低于0℃但低温时段比较短的地区，采用蓄水箱热水在夜间自控循环，也可以在一定程度上防止集热器和管道冻结，但这种方式会浪费蓄热水箱蓄存的热量。
非跟踪型集热器，宜采取下列防止过热的措施：
采用开式集热系统时，设置自动泄压阀；
采用闭式集热系统时，在系统上设置膨胀罐；
设置集热系统可控排回装置；
夏季不使用的集热系统，宜设置集热器遮阳装置。
在本实施例中，当系统用热量和散热量低于太阳能集热系统得热量时，贮水箱温度会逐步升高，如系统未设置防过热措施，集热器或集热水箱的温度会快速提升甚至沸腾。集热系统的各部件应具备耐高温的能力。
当热水受热膨胀达到压力设定值时，自动泄压阀自动开启泄水，压力恢复到设定值以下后自动关闭。
利用膨胀罐吸收工质沸腾造成的体积变化，防止系统压力和温度过高，防止系统过热。膨胀罐应能满足部分工质气化后的膨胀量，同时应设置安全阀等泄压装置。
集热器水温大于设定值时，通过对排回装置的控制，集热器中水回流到蓄热水箱，同时连锁停止集热水泵的运行。
夏季不使用时，一些非跟踪型集热器也应考虑空管过热情况，宜设置手动或自动遮阳装置。
空气源热泵冷热水机组设计选型时需要符合下列规定：
为减少部分负荷下压缩机频繁启停、导致水温波动，空气源热泵机组宜优先采用变频压缩机；
夏热冬冷地区宜采用空气源热泵整体式机组，机组置于室外，宜带低温启动及防冻措施。寒冷地区宜采用空气源热泵分体式机组，包括压缩机、风冷冷凝器(制热时为蒸发器)及部分制冷剂系统的主机设置于室外；包括蒸发器(制热时为冷凝器)、水泵、蓄热水箱及部分冷热水系统的室内机设置于室内；必须与主机一体设置并安装在室外时，循环水系统应采取添加防冻液等防冻措施；
根据系统负荷选用机组数量，负荷较小时可选用单台机组，系统负荷50kW以上时可采用两台或多台机组。
所述空气源热泵系统3中空气源热泵冷热水机组容量计算：
主机夏季实际工况下的制冷量Qs按下式计算：
Qs＝qs×K3/β1
式中：Qs——主机夏季实际工况下的制冷量(kW)；
qs——主机名义工况下的制冷量(kW)；
K3——使用地区夏季空调室外计算干球温度修正系数，
按产品样本选取；
β1——主机积灰污垢系数，取1.1。
主机冬季实际工况下的制热量Qw按下式计算
Qw＝qH×K1×K2/β1
式中：Qw——主机冬季实际工况下的制热量(kW)；
qH——主机名义工况下的制热量(kW)；
K1——使用地区冬季空调室外计算干球温度修正系数，按产品样本选取；
K2——主机融霜修正系数，应根据生产厂家提供的数据修正；无数据时，宜按每小时融霜一次取0.9，两次取0.8。
主机容量选型同时满足下列要求：
主机夏季实际工况下制冷量Qs大于或等于系统夏季冷负荷Qx；
主机冬季实际工况下制热量Qw大于或等于系统冬季热负荷QD；
采用电加热设备并设置于蓄热水箱时，主机冬季实际工况下的制热量Qw应大于或等于系统冬季热负荷QD与电加热设备制热量之差。
空气源热泵系统主机配电系统在安装时，当室外设备电源采用单独回路供电时，配电线路设置短路及过负荷保护器；当安装位置位于人员所能触及的范围或未端配电线路采用TT系统时，需加装剩余电流动作保护器；当设备要求电源送至室内设备，或室内设备和室外设备合用电源回路供电时，配电线路设置短路、过负荷及剩余电流动作保护器；根据所选用设备的压缩机及配置的变速器等负荷的特性，对配电线路进行过流保护整定。
太阳能集热器1的高温油脂媒介同储能箱2内高温油脂或溶盐做换热，当储能箱2的温度高于太阳能集热器1的温度时，循环泵6自动停止防止散热；当储能箱2的温度低于太阳能集热器1的温度时，循环泵6自动打开开始储能；
常温自来水通过储能箱2换热后过热水5水温高于生活热水箱7设定温度时，循环泵6打开为生活热水箱7持续补充热水；当常温自来水通过储能箱2换热后过热水5水温低于生活热水箱7设定温度时，由空气源热泵系统3补充热量，同时循环泵6停止工作防止散热；
生活热水箱7供暖缓冲水箱9的恒温温度为35℃-55℃；
变压器油及溶盐储能箱2的第二水热管路连接至供暖缓冲水箱9，供暖缓冲水箱9恒温温度为45℃；供暖缓冲水箱9的热水管路连接至装配式快速冷暖地暖末端系统10。
以太阳能光热与空气源热泵等为冷热源、采用装配式干法施工地面辐射供暖供冷系统冬季供暖时的供回水温度应由计算确定，供水温度不应大于50℃，宜采用35℃～45℃，供回水温差不宜大于10℃，且不宜小于5℃；
采用较低的冬季供水温度，有利于延长塑料管的使用寿命。控制供回水温差不宜大于10℃，有利于保持较大的热媒流速，便于排出加热管内空气，也有利于保证地面温度的均匀。随着可再生能源的推广及各种热泵技术应用越来越多，部分热泵产品供回水温差一般为5℃，因此控制供回水温差不宜小于5℃，避免冬季供暖时出现小温差大流量的不节能工况。
以太阳能光热与空气源热泵等为冷热源、采用装配式干法施工地面辐射供暖供冷系统夏季供冷时应结合除湿系统或新风系统进行设计，供水温度应高于室内空气露点温度1℃～2℃，供回水温差不宜大于5℃，且不宜小于2℃。
冷热源形式的选择应以可再生能源为主，以节能、经济、技术合理、因地制宜等为原则，选用太阳能装置及空气源热泵等各类可再生能源。末端系统的冷热水温度、流量和资用压力等设计参数应与冷热源参数相匹配；
在进行冷热源选择时，应结合工程的实际情况以及相关的能源政策，并综合考虑陕西省的气候特征、燃料及能源价格等因素，确定冷热源形式。应优先选用分户式空气源热泵与太阳能光热相结合的系统。
装配式干法施工地面辐射供暖供冷系统的末端设计应符合下列规定：地暖基板和冷热水管应根据工程具体情况，与建筑、结构或装修一体化设计；地暖基板和冷热水管应标准化和模块化，并与建筑尺寸协调；地暖基板和冷热水管与建筑结构预制构配件应分离，不应敷设在预制构件或预制叠合楼板的现浇层内。
装配式建筑设计保证建筑耐久性和可维护性的要求，给水排水、供暖、通风和空调及电气管线应采用与建筑结构体分离的设计方式，并满足装配式生产建造方式的施工及管理要求。
装配式干法施工地面辐射供暖供冷系统的设计，采用管线分离方式进行，其它水管以及敷设在地面内的其他电气管线，不应与冷热水管在同一构造层内上下交叉敷设。
在地暖基板内，生活给水等水管和其它电气管线一般不能与地面辐射冷热水管在同一构造层内交叉敷设，生活给水管等可走在沿墙角未铺设冷热水管的位置。如条件不允许，最好将其他生活给水管道敷设在本层顶板下，其它电气管线敷设在混凝土楼板内或绝热层内。
地面辐射供暖供冷房间地面的平均温度应符合如下规定：
供暖时，应满足表1的要求，当房间单位面积热负荷过大时，应改善房间热工性能或采取其它辅助供暖措施；
表1辐射供暖地面平均温度(℃)
设置位置 宜采用的平均温度 平均温度上限值
人员经常停留的地面 25～27 29
人员短期停留的地面 28～30 32
无人停留的地面 35～40 42
供冷时，平均温度下限值：人员短期停留为19℃，人员长期停留为21℃；当房间单位面积冷负荷较大时，应采取其他供冷措施以满足房间温度要求。
在本实施例中，集中式冷热源地面辐射供暖供冷系统的工作压力不宜大于0.8MPa，当超过上述压力时，户外水系统应考虑竖向分区，所选用的设备、管道、阀门、附件等均应满足系统工作压力要求。
当房间单位面积热负荷过大，加热管可布置范围受限时，应通过技术手段改善建筑热工性能降低房间热负荷，或采取其它辅助供暖措施达到室温要求，不应通过继续提高供暖房间地表面温度来增加系统供热量，从而导致地表面温度过高引起人员不适。
当房间单位面积冷负荷较大时，应复核单位面积最大供冷能力能否满足房间温度的要求。当不能满足要求时，应考虑采取其他供冷措施进行补充。
工作压力的设定来自于《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012第5.4.5条。
竖向分区的主要目的是减小设备、管道及部件所承受的压力，保证系统安全运行，避免立管出现系统超压、垂直水力失调等现象。另外，地面辐射供暖供冷系统工作压力的设定，还涉及到塑料管的管壁厚度、使用寿命、耐热性能、造价等因素，因此，工作压力不宜设定的太高。
在本实施例中，不在地面上固定设备下方和卫生间内部布置冷热水管，由于在地面有遮挡覆盖的情况下，地面辐射供暖供冷系统的热、冷量难以通过地表面充分散发，因此尽量避免覆盖遮挡，在固定设备下方或卫生间内部(尤其是湿区部分)不布置冷热水管。
以太阳能光热与空气源热泵为冷热源、采用装配式干法施工地面辐射供暖供冷工程应提供下列施工图设计文件：施工图设计说明；冷热源设备和冷热水管平面布置图；供暖供冷系统图和局部详图；温控装置及相关管线布置图，当采用集中控制系统时，应提供相关控制系统布线图；水系统分水器、集水器及其配件的接管示意图；地面构造示意图。
施工图设计说明中包括下列内容：室外气象参数；室内设计参数；热源形式、冷源形式和冷热媒参数；总热负荷、总冷负荷、系统总阻力；选用的管材及工作压力，塑料管材的管系列(S)、公称外径及壁厚；绝热材料的类型、导热系数、表观密度、规格及厚度等；采用的温控措施和温控器形式，及其电控系统的工作电压、工作电流等技术数据和条件；当采用集中控制系统时，应说明控制要求和原理；热计量方式；面层的设置要求。
辐射供暖供冷系统末端平面布置图包括下列内容：分集水器位置及与其连接的冷热水管；各房间冷热水管的布置、冷热水管的管径、管间距以及各环路的敷设长度。
装配式干法施工地面辐射供暖供冷房间热负荷与冷负荷应按照国家现行标准《民用建筑供暖通风及空气调节设计规范》GB 50736和《辐射供暖供冷技术规程》JGJ 142的有关规定进行计算，并考虑间歇供暖、户间传热等影响。
本实施例主要针对民用建筑，因此只给出了民用建筑热负荷与冷负荷计算依据。不管是公共建筑、居住建筑还是改造建筑，供暖系统都普遍存在着间歇供暖、局部供暖和户间传热等情况，这些因素都会影响供暖系统的热负荷计算。因此，本条规定在进行热负荷与冷负荷计算时，应充分考虑这些因素，使系统设计更符合实际需求。
地面辐射供暖供冷系统设计时应以室内体感温度作为室内设计温度，按表2选择确定。
表2人员长期停留区域室内设计温度
根据国内外相关资料以及工程实际数据，当采用地面辐射供暖供冷系统用于房间全面辐射供暖时，在相同热舒适条件下，室内温度可比对流供暖方式的室内温度低2℃。
地面辐射供暖供冷系统用于房间全面辐射供冷时，仅能负担房间的显热负荷，潜热负荷(湿负荷)应由新风系统或空调系统负担。
计算系数的方法确定：
表3局部辐射供暖热负荷计算系数
当地面辐射供暖用于局部供暖时，供热量要乘以表3所规定的计算系数；局部供暖的面积与房间总面积的面积比大于75％时，按全面供暖热负荷计算。表中未提供的数据，可采用内插法确定。
在本实施例中，进深大于6m的房间，宜以距外墙6m为界划分区域，分别计算冷热负荷并进行冷热水管布置；
具体的，在设计进深较大房间的地面辐射供暖供冷系统时，应尽量让室内温度分布均匀，既能满足负荷较大的外区设计温度，又可避免负荷较小的内区过冷过热。例如：进深较大的公共建筑门厅、中庭等，距外墙超过6m且无外围护结构的内区，冷热水管宜布置在外区，或者将外区冷热水管间距适当减小，内区冷热水管间距适当加大；住宅内联通户门的大起居室，距外墙超过6m的区域无围护结构传热负荷，但有户门开启冷热负荷，因此宜分别加以计算，并分别考虑冷热水管布置间距。
铺设冷热水管的建筑地面，不应计算地面传热形成的冷热负荷，铺设冷热水管的地面，不存在室内空气通过地面向外的传热负荷，因此房间外围护结构冷热负荷不包括铺设冷热水管地面的传热负荷。
在本实施例中，地面辐射供暖供冷房间(不含楼梯间)高度大于4m时，应在基本耗热量和朝向、风力、外门附加耗热量之和的基础上，计算高度附加率。每高出1m应附加1％，但最大附加率不应大于8％；
具体的，对高大空间区域，尤其是间歇供暖时，常存在房间升温时间过长甚至供热量不足问题，原因之一与不计算高度附加有关；
供暖供冷系统向房间散热有将近一半依靠对流形式，房间高度方向也存在一些温度梯度；
同样面积时，高大空间外墙等外围护结构比一般房间多，“蓄冷量”较大，供暖初期升温需要的热量较多。基本耗热量为围护结构的传热量，附加耗热量包括朝向修正、风力附加和外门开启附加的耗热量，详见现行国家标准《民用建筑供暖通风及空气调节设计规范》GB 50736。
采用分户热计量或分户独立热源系统时，居住建筑应考虑间歇运行和户间传热等因素的影响，按下列公式进行计算。公共建筑采用间歇供暖形式时，可参考表4对房间基本热负荷进行间歇供暖热负荷修正。
Q＝α·Qj+qh·M
式中：Q——房间热负荷(W)；
Qj——房间基本热负荷(W)；
α——间歇供暖修正系数，应根据热源形式、供暖方式、分户计量等因素确定，无资料时参考表4取值；
qh——房间单位面积平均户间传热量(W/m2)，可取qh＝7W/m2；
M——房间使用面积(m2)。
表4住宅间歇供暖修正系数
热源形式 地面供暖形式 修正系数α
集中热源、分户计量 装配式热水地面辐射供暖 1.2～1.3
分户独立热源 装配式热水地面辐射供暖 1.4～1.5
注：1.校核地面平均温度时，取α＝1.0；
2.计算集中热源供暖系统的建筑物总热负荷和供暖管道时，不考虑户间传热量qh·M，应采用Q＝α·Qj，取α＝1.1。
在本实施例中，对集中热源、分户计量和分户独立热源的住宅房间热负荷进行附加，是为了保证住户最不利情况时的供暖需求，确定冷热水管的铺设面积，附加热负荷包括间歇供暖时的附加热量和户间传热量，这两部分附加热量不一定同时存在，但计算公式考虑的是最不利情况，即房间因间歇供暖需迅速升温、升温过程中与不供暖的邻室存在温差传热的情况，对于所有房间同时进行间歇供暖的公共建筑，可仅进行间歇供暖修正，没有邻室传热附加。
装配式干法施工地面辐射供暖供冷辐射表面向上供热量或供冷量、向下传热量以及系统阻力等参数，应按产品的检测报告确定。当无资料时，可按图2确定。
装配式干法施工地面辐射供暖供冷系统地面构造与混凝土填充式地面构造不同，地面内部传热规律也不相同。应按各生产企业产品样本提供的检测报告确定向上供热量和向下传热量。
辐射面传热量需满足房间所需供热量或供冷量需求，辐射面传热量应按下列公式计算：
q＝qf+qd
qf＝5×10-8[(tpj+273)4-(tfj+273)4]
地面供暖：qd＝2.13(tpj-tn)1.31
地面供冷：qd＝0.87|tpj-tn|1.25
式中：q——地面单位面积传热量，W/㎡；
qf——地面单位面积辐射传热量，W/㎡；
qd——地面单位面积对流传热量，W/㎡；
tpj——地面表面平均温度，℃；
tfj——室内非加热表面的面积加权平均温度，℃；
tn——室内空气温度，℃。
在本实施例中，房间所需单位地面面积向上供热量按下式计算：
Q1＝Q-Q2
式中：q1——房间所需单位地面面积向上供热量或供冷量(W/m2)；
Q1——房间所需的向上供热量(W)；
Fr——房间内敷设冷热水管的地面面积(m2)；
β——考虑家具等遮挡的安全系数；
Q——房间计算热负荷(W)；
Q2——上层房间地面向下的传热量(W)。
需要说明的是，单位地面面积的向上散热量q1，是用于计算地面辐射供暖供冷系统供热量或供冷量、冷热水管敷设间距和铺设面积的必要数据。家具和其他地面覆盖物的遮挡对地面散热量影响很大，应予以考虑。地面遮挡因素随机性很大，情况比较复杂，设计人员可根据具体情况进行附加(例如住宅的一般规律是户型越大家具密度越小，有腿家具比无腿家具遮挡小)。住宅家具对地面的遮挡可参考表5；
表5家具遮挡率和有效面积系数
房间名称 主卧 次卧 客厅 书房
家具遮挡率(％) 35-30 40-25 20-15 15
有效面积系数(％) 65-70 60-75 80-85 85
根据表5，住宅考虑家具遮挡的安全系数β可在1.0～1.6之间取值。计算公式中地面面积Fr取值必须是房间内能够敷设冷热水管的较准确的面积，否则会使q1的计算结果偏小，实际敷设的冷热水管偏少不满足热负荷或冷负荷的要求。
地面辐射供暖供冷房间供热量或供冷量，应包括地面向上的供热量Q1和向下的传热量Q2，接触土壤的地面还应包括向土壤的传热损失。
对于采用地面辐射供暖供冷但相邻上下层都不是地面辐射供暖供冷的房间，例如公共建筑的门厅或住宅的顶层房间，系统供热量应为地面向上散热量Q1和向下的传热量Q2两部分。对于各层都采用地面辐射供暖供冷的住宅等建筑的首层和中间层，既接受来自上层的传热量Q′2，又有向下层的传热量Q2，可认为Q′2≈Q2，因此房间系统供热供冷量可与房间计算热、冷负荷Q近似取相同值。
太阳能接收系统还包括蓝膜平板光热、光电联产一体化太阳能板，在采暖季直接利用光热，转换效率可高达86％以上；在非采暖季翻转利用光伏发电，需要制冷时光伏发出的电供空气源热泵将地暖缓冲水箱的水制冷连接至装配式快速冷暖地暖末端系统制冷。光热、光电联产一体化太阳能板发出的电还可以连接至其它用电设备使用或并网。采用光热、光电联产一体化太阳能板时取消低温余热发电设备一、低温余热发电设备二以及溴化锂直燃机。
为了保证水系统高效安全运行，延长设备和管道使用寿命，对水系统的水质及其保证措施提出要求，外及户内冷热水系统采用集中式热、冷源系统时，其水质及保证措施应符合国家和地方现行标准的规定。
户内系统的供水温度、压力或资用压头等参数与集中式热、冷源不匹配时，应根据需要设置换热器或混水装置等。换热器或混水装置宜靠近终端用户。
需要注意的是，采用集中式热、冷源时，一般由换热器换热或混水装置混水，为二次侧用户提供需要参数的热媒。地面辐射供暖供冷系统的供回水温差一般较小，故所需流量较大，为了减少水泵的输送能耗，一次侧供热管网可采用大温差输送，将换热器或混水装置设置在终端用户附近。根据建筑情况，可一栋楼设一套换热器或混水装置，也可每户设一个换热器或混水装置。
用集中式热、冷源的住宅建筑，户外楼栋内系统设计符合下列规定：
采用共用立管的分户独立系统形式；
同一对立管宜连接阻力相近的户内系统；
一对共用立管在每层连接的户数不宜超过3户，共用立管连接的户内系统总数不宜超过40个；
共用立管接向户内系统的供、回水管应分别设置关断阀，其中一个关断阀应具有调节功能；
共用立管和分户关断调节阀门，应设置在户外公共空间的管道井或小室内；
每户的分集水器、热交换器或混水装置等宜设置在户内，并应远离卧室。
在本实施例中，当住宅供暖供冷系统采用共用立管的分户独立系统形式时，一般一户设一套系统，每户对应配置一套分水器、集水器。大户型(例如跃层住宅)可设置多个户内系统，配置多套分水器、集水器。接向户内系统的供、回管上应设置具有关断功能的阀门。当难以实现“同一对立管连接阻力相近的户内系统”时，各户室内系统阻力相差较大，可通过阀门调节达到水力平衡的要求。
设置独立热、冷源的户内系统，其循环水泵的流量、扬程应满足户内系统的需求；系统定压值应满足冷热媒管及附件的承压要求。
需要注意的是，应由设计单位根据计算对热、冷源和水泵等设备进行选型，系统压力应满足冷热媒管及附件的承压要求。
每户分集水器的直径不应小于总供回水管直径，且最大断面处流速不宜大于0.8m/s；每个分集水器分支环路不宜多于8路(每个分支环路可分成2个子环路)，每个分支环路均应设置可关断阀门。
需要说明的是，限制分支环路数量主要是为了控制分水器、集水器内水的流速，有利于各支路水力平衡和管道内空气排出。
分集水器及其进出水管上应安装下列阀门和附件：
排气阀、泄水阀、过滤器及关断阀或调节阀；
采用集中式热、冷源系统时，应在户内分水器进水管上安装室温自动调节阀；
采用集中式热、冷源系统时，应在每套住宅的户外侧安装热计量表或热分摊装置。
设置过滤器是为了防止杂质堵塞自动调节阀和冷热媒管。成品分水器、集水器一般自带泄水阀、排气阀和进出口总管的关断阀等。当分集水器进出水总管上设置过滤器、热计量装置、自动调节阀时，还应在这些附件的前端设置关断阀供检修用。
采用集中式冷、热源系统时，分水器总进水管与集水器总出水管之间宜设置清洗整个系统时使用的旁通管，旁通管上应设置阀门；设置混水泵的混水系统，应设置平衡管，并可兼作旁通管使用，平衡管上不应设置阀门。旁通管和平衡管的管径不应小于连接分水器和集水器的进出口水管管径。
冲洗集中式供热供冷系统主管路时，应关闭户内分集水器前的阀门、打开旁通管上的阀门，以保证系统冲洗的水不流进户内管道。系统正常运行时，应关闭旁通管上的阀门。混水系统设置平衡管是为了使两级水泵的水量平衡。平衡管保证了负荷侧的流量恒定，也可通过控制阀门开度对分水器进口水温进行准确的调节。当集中式供热供冷系统主管路需要冲洗时，可关闭户内分集水器前的阀门，平衡管作为旁通管使用。当外网为定流量系统时，平衡管可兼作旁通管使用；当外网为变流量系统时，旁通管仅作旁通管使用。
户内系统冷热水管应根据其工作温度、工作压力、使用寿命、环保性能和施工等因素，经技术经济比较后确定。
工程中常用的塑料加热管材为耐热聚乙烯(PE-RT)管、聚丁烯(PB)管、交联聚乙烯(PE－X)管。塑料管材承受内液压，其蠕变特性与强度(管内壁承受的最大应力，即环应力)、时间(使用寿命)和工作温度密切相关。
户内系统冷热水管的敷设间距，应根据地暖基板上的沟槽间距，并结合地面散热量、室内计算温度、平均水温、地面热阻等确定。
在满足地表面平均温度符合限值的前提下，当地暖基板上的沟槽间距固定时，集中式系统应调节户内分水器进水管上的自动温度调节阀，调节水流量以满足室内温度要求；分户式系统调节供水温度以满足室内温度要求。
现场敷设冷热水管时应根据房间的热工特性和保证地表面温度均匀的原则，分别采用平行型或双平行型等布管方式，最小弯曲半径不应超过管材允许数值。热负荷明显不均匀的房间，宜将高温管段优先布置于房间热负荷较大的外窗或外墙侧，布管方式可参考图3。
冷热媒管最小弯曲半径有一定的限值(不宜小于6倍管外径)，例如采用外径10mm塑料管，平行型布管方式，180°转弯的最小管间距为120mm。当根据热工特性计算出的管间距小于此数值时，就不应采用平行型布管方式，可采用双平行型布管。
连接在同一分水器、集水器上冷热水管环路的长度宜接近，各环路冷热水管长度不宜超过80m。
各路供回水管的长度尽量接近是为了有利于各环路的水力平衡。
为了控制各个环路的阻力，实践证明一般住宅中现场敷设的冷热水管控制在80m以内是适宜的。
住宅内各个主要房间应分别配置独立环路。进深或面积较大的房间，应分区计算冷热负荷，分区配置冷热水管。
分别为每个主要房间配置独立的环路(包括一个大房间按区域配置两个及以上独立环路)，便于分室或分区域调节控制。
进深和面积较大的房间，按上述分区域计算冷热负荷时，各区域应配置独立的环路。
冷热水管出地面处与分水器、集水器连接时，其外露部分应加装黑色柔性塑料套管。
冷热水管或输配管的压力损失可按下列公式计算：
ΔP＝ΔPm-ΣPj
ΔPm＝L·R
式中：ΔP——冷热媒管或输配管的压力损失(Pa)；ΔPm——摩擦压力损失(Pa)；
Pj——局部压力损失(Pa)；
L——管道长度(m)；
R——比摩阻(单位长度摩擦压力损失)(Pa/m)；
λ——摩擦阻力系数；
dn——管道内径(m)；
ρ——水的密度(kg/m3)；
v——水的流速(m/s)；
ξ——局部阻力系数。
塑料管的摩擦阻力系数可按下列公式计算：
dn＝0.5(2dw+Δdw-4δ-2Δδ)
式中：λ——摩擦阻力系数；
b——水的流动相似系数；
Res——实际雷诺数；
Rez——阻力平方区的临界雷诺数；
v——水的流速(m/s)；
μt——与温度有关的运动粘度(m2/s)；
K——管子的当量绝对粗糙度(m)，塑料管K＝1×10-5m；
dn——管道内径(m)；
dw——管道外径(m)；
Δdw——管道外径允许误差(m)；
δ——管壁厚(m)；
Δδ——管壁厚允许误差(m)。
管道压力损失计算方法中，塑料管的摩擦阻力系数的计算公式，以及常用局部阻力系数，来源于俄罗斯1999年出版的设计与施工规范《采用铝塑复合管供暖系统的设计与安装》，是专门针对铝塑复合管制定的，其他塑料管可参照使用。计算公式中引入了水的流动相似系数，使比摩阻公式适合于整个湍流区，因此水力计算结果更加符合实际情况。塑料管单位长度摩擦压力损失R值局部阻力系数ξ可按《辐射供暖供冷技术规程》JGJ142-2012附录D选用。
分集水器环路(自分水器总进水管阀门前起，至集水器总出水管阀门后为止)的总压力损失应进行计算。现场敷设冷热水管的地面辐射供暖供冷系统的总压力损失(不包括热量表和自动调节阀的局部阻力)不宜大于30kPa。
总压力损失包括总进出水管道、分集水器(由产品技术资料提供)、分支冷热水管以及阀门管件等的阻力。条文中总压力损失不包括热量表和自动调节阀的局部阻力，推荐以30kPa为上限值，主要是考虑集中供暖供冷系统的水力平衡；还可以控制分户独立热源的循环泵扬程选型。
在本实施例中，集热循环水泵4的配置形式可根据建筑功能、系统形式经过技术经济比较后确定：
功能简单的系统宜采用一级泵定流量系统或一级泵变流量系统；
带蓄热水箱的系统宜采用二级泵系统，在冷热源侧和负荷侧分别设置一级泵和二级泵。
循环水泵台数应按下列方法计算确定：
一级泵的台数应按空气源热泵机组的台数进行设置,一般不设置备用泵；
二级泵台数应根据水泵大小、各并联环路压力损失的差异程度、用条件和调节要求，通过技术经济比较确定。
循环水泵流量应按下列方法计算确定：
一级泵的流量应根据所对应的空气源热泵机组的冷热水流量确定；
二级泵的流量应根据该区域冷/热负荷综合最大值计算出的流量确定。
循环水泵的扬程应按下列方法计算确定：
当采用一级泵系统时，水泵扬程为管路最不利环路、管件阻力、空气源热泵机组换热器阻力及地暖盘管的阻力之和；
当采用二级泵系统时，一级泵扬程为管路、管件阻力和空气源热泵机组换热器阻力之和。二级泵扬程为二级管路最不利环路、管件阻力及地暖盘管的阻力之和；
所有系统的水泵扬程，均应对计算值附加5％～10％的余量。
循环水泵的选型宜符合下列规定：
循环水泵可选用离心泵，如安装于室内或阳台等对噪声敏感处，宜选用屏蔽式水泵以降低运行噪声；
宜选用带变频器的高效离心泵或直流无刷高效屏蔽泵以实现节能运行；
水泵选型时应考虑系统压力对泵体的作用，在选用水泵时应注明所承受的压力值；
水泵的运行工况点宜选在水泵性能曲线中间1/3区域，以取得更高的运行效率；
系统所选水泵应具有良好的抗汽蚀性能，同时系统应保证水泵入口的最小压力值需求，避免水泵出现汽蚀现象；
如采用屏蔽式水泵，应保证水系统的总硬度不超过100mg/L(以CaCO3计)；
应保证水泵周围有良好的散热空间，水泵运行时环境温度不应超过水泵允许的工作温度范围。
采用太阳能光热与空气源热泵复合系统时，为了满足化霜、除霜和室内供水温度的稳定和保护主机的需求，系统宜设置蓄热水箱。蓄热水箱宜采用闭式承压水箱。
蓄热水箱容积应根据设计蓄热时间周期及蓄热量等参数通过模拟计算确定。根据国家现行标准《太阳能供热采暖工程技术标准》GB50495的规定，太阳能集热器单位采光面积的蓄热水箱的容积范围可按40L/㎡～300L/㎡选取。
集中式系统冷热水立管或水平管最高点应设置自动排气阀，自动排气阀与管路连接处宜设置截止阀，方便系统带压时进行检修或更换。户内系统分集水器上应安装自动排气阀。
在系统回水管路的最低点处应设置泄水阀。寒冷地区，宜设置自动泄水阀，当主机断电时，可自动放空系统中的水，防止系统管路冻裂。
太阳能光热与空气源热泵复合系统应安装定压膨胀罐。定压膨胀罐宜安装在系统回水管路上(水泵入口处)。水泵入口处还应安装过滤器、自动补水阀和可关断阀。
为防止杂质进入水泵、换热器和末端，户内系统分集器的供水管上应安装过滤器。当使用塑料管时，宜采用目数不小于20目的Y形过滤器，使用自清洁过滤器时过滤精度不应小于300um门。
户内系统分集水器宜采用铜质和不锈钢等材质，适用温度范围应为5℃～60℃，承压不应小于0.8MPa。分集水器主管管径应采用DN25或DN32，尾端应安装排气阀和泄水阀。分集水器宜采用分环路控制方式，在分水器或集水器的各分支管上分别设置电热执行器，通过房间温度控制器达到温度的自动控制。分集水器前端应安装可关断阀门。
装配式干法施工地面辐射供暖供冷系统地面构造应由下列部分组成；楼板或与土壤相邻的地面；防潮层(与土壤相邻地面)；绝热层；地暖基板(管道较多地方使用地暖转向板)；均热层(设计选择是否铺设)；冷热媒管(do10或do12)；粘结层(与石材、地砖等面层粘结)；面层。
装配式干法施工的地暖基板及其均热层上方不宜设置隔离层，卫生间等潮湿房间采用湿法施工混凝土填充式系统。
直接与室外空气接触的楼板或与不供暖供冷房间相邻的楼板作为供暖供冷辐射地面时，应按照节能设计标准要求在楼板下部设置保温层。
为减少辐射地面的热损失，直接与室外空气接触的楼板和与不供暖房间相邻的楼板，应由外墙保温施工单位在楼板下部设置保温层，保温层的防火性能应符合《建筑设计防火规范》GB50016的规定。
地面辐射供暖供冷系统与土壤接触时，应设置绝热层，绝热层宜采用发泡水泥，厚度可参考表7确定。绝热层与土壤之间应设置防潮层。
表7绝热层厚度
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地暖基板由绝热材料构成，不需设填充层，加热管上部热阻相对较小，向上的散热量比例与混凝土填充式供暖供冷地面相比差距不大，当下层为供暖房间时，不需另外设置绝热层。如采用其它绝热材料，可根据热阻相当的原则确定其厚度。采用地暖基板时，在土壤或楼板上部不宜采用聚苯乙烯泡沫塑料板作绝热层，是为了避免地暖基板与聚苯乙烯泡沫塑料板铺设在一起易产生相对位移。土壤上部采用发泡水泥容易与供暖基板牢固结合。直接与室外空气接触的楼板在下表面做外保温可与外墙外保温连为一体，与不供暖房间相邻的地板也宜在地板下表面贴保温材料，保温材料应采用A级保温材料。
为保证绝热效果，规定绝热层与土壤之间设置防潮层。
装配式干法施工地面辐射供暖供冷系统直接铺设专用地板或石材等面层时，应采用带有均热层的地暖基板。
地暖基板上直接铺设专用地板面层时，加热管与专用地板之间无水泥砂浆找平层起均热作用，因此应采用具有均热功能的地暖基板或单独设置均热层，如采用粘贴有金属均热层(专用石墨纸)的地暖基板。
分集水器与供暖供冷区域之间连接的冷热媒管，宜敷设在地暖专用转向板中。
采用装配式干法施工地面辐射供暖供冷系统时，房间内冷热水管基本满铺，分集水器与房间冷热水管之间连接的部位，管道较多、拐弯也较多，采用专用转向板可以方便施工。
装配式干法施工地面辐射供暖供冷系统地面与墙边宜预留管线分离空间。
当地面荷载大于供暖地面的承载能力时，应采取加固措施。
由于泡沫塑料类的供暖基板具有一定弹性，在一定范围内受力变形后可以恢复，但受力很大时会出现应力拐点，材料达到破坏极限，压缩变形后不能恢复。引起地面变形的最薄弱环节为绝热材料，使其发生变形的荷载为地面的局部荷载。本规程中供暖基板用于一般民用建筑可满足要求，但当用于荷载很大的场合时，应选择采用压缩强度较高的供暖基板，必要时应进行试验确定是否需要进行加固，同时应注意材料、加固层对供暖地面散热量的影响。
设置装配式干法施工地面辐射供暖供冷系统的房间不宜采用架空地板，地面面层材料的选择应符合国家现行标准《建筑内部装修设计防火规范》GB50222要求。
需要说明的是，带龙骨的架空地板用于地面供暖有以下问题：一是加热部件上部空气层热阻大不利于散热；二是厚度较大占据空间。装配式干法施工地面辐射供暖供冷系统的特点是较轻薄、占据室内空间少，可直接铺设面层，供暖基板以及专用地板面层均为干法施工，方便快捷。
采用集中式冷热源的住宅建筑，应设分户热计量装置。各个房间或住宅各户应设置自动调节阀，实现室温的自动调控。热计量和室温调控装置应符合国家和地方现行标准的规定。
国家现行标准《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736、《供热计量技术规程》JGJ173以及陕西省地方节能设计标准均对供热计量和室内温控装置的设置提出了具体要求。集中供热供冷系统的热量结算点(楼栋总管上)必须安装热量表，住宅分户热计量可以采用分户设热量表或其他热分摊的方法。
地面辐射供暖供冷工程如不设温控装置，房间可能出现过热或过冷现象，既不舒适又浪费能源。另外，由于计算房间热负荷或冷负荷时，附加系数一般取值较大，导致系统在运行阶段可能会出现过热或过冷，因此需要对系统进行温度调节控制。
集中式冷热源设置换热器或混水装置时，应安装气候补偿器，实现供水温度的自动控制。
气候补偿器是一种简单、经济、实用的自动控制装置，根据室外气候变化自动调节系统供热时的输出能力，从而达到节能的目的。实际工程中，气候补偿器还可根据需要增加定时启停、值班供暖等功能，监控对象还可增加回水温度、电动调节阀、水泵等，以实现系统供热高效智能运行。
地面辐射供暖供冷系统的自动调节阀，宜采用电热式温度控制阀或自力式温度控制阀，或采用电动调节阀。冬夏季调节方向应相反。
电热式温度控制阀(简称电热阀)收到室内温控器的信号后，执行器内的温包被电加热膨胀，从而推动阀杆关闭，反之亦然。电热阀相对于空调系统风机盘管常采用的电动两通阀，其流通能力更适合于小流量的地面供暖供冷系统使用，且具有噪声小、体积小、耗电量小、使用寿命长、设置较方便等优点，因此在住宅地面辐射供暖供冷系统中推荐使用，分环路控制和总体控制都可以实现。
自力式温度控制阀分为内置温包型和远程设定式两种。内置温包型自力式温度控制阀可用在分环路控制的供暖供冷系统中，将各环路加热管在房间内从地面引高至墙面一定高度，安装温控阀，局部高点处应有排气装置，温控阀、排气装置均需暗埋在墙面内的盒体内，这种做法管道需在房间墙面内暗埋，实际工程中较少采用。远程设定式自力式温度控制阀可用在总体控制的供暖供冷系统中。
供暖供冷系统采用总体控制方式时，也可采用电动调节阀。
地面辐射供暖供冷系统自动调节阀的设置满足下列要求：
分环路控制：在分水器或集水器处，分环路设置自动调节阀，使房间或区域保持各自的设定温度值；自动调节阀可内置于分集水器中；
总体控制：在分水器总进水管上或集水器总回水管上设置自动调节阀，控制整个用户或区域的室内温度。
采用分环路控制时，各房间可根据要求自行设定温度，各分支环路需独立设置传感器及调节阀，此方式系统相对复杂，初投资较高；采用总体控制方式，可实现一个分集水器控制整个用户或区域的温度，系统相对比较简单，造价较低，可以基本满足节能和舒适要求。
室温型温控器应设置在附近无散热体、周围无遮挡物、不受阳光直晒、能正确反应室内温度的内墙上。安装高度宜距地面1.3m左右，或与照明开关在同一水平线上。
地面辐射供冷系统应设置防止地面结露的控制装置。防结露控制装置宜设置在分水器进水管上，并采用温度传感器探测并计算露点温度的方法。
空气源热泵系统主机配电系统在安装中，当室外设备电源采用单独回路供电时，配电线路应设置短路及过负荷保护器；当安装位置位于人员所能触及的范围或未端配电线路采用TT系统时，应加装剩余电流动作保护器；当设备要求电源送至室内设备，或室内设备和室外设备合用电源回路供电时，配电线路应设置短路、过负荷及剩余电流动作保护器；应根据所选用设备的压缩机及配置的变速器等负荷的特性，对配电线路进行过流保护整定。
末端设备、混水器及其温控系统在安装中，供暖供冷末端采用混水装置时，混水器的电源宜采用单独回路供电，配电线路应设置短路及过负荷保护器；当落地式安装时，应加装剩余电流动作保护器；当地面辐射供暖供冷电动阀和温控器供电电源与其他家用电器合用电源回路时，配电线路应设置短路、过负荷及剩余电流动作保护器；配电线路剩余电流动作保护器的额定动作电流值不应大于20mA，额定动作时间不应大于0.1s。
AC220V或AC220V/380V的电源线路，以及部分连接与控制线路、阀门控制线路应选铜导体；除成套设备连接线路截面要求符合线路保护规定外，其他线路截面均不应小于2.5m㎡；
通信及信号传输线路应与交流电源线路分开敷设，当其间距不满足抗干扰要求时，应选择屏蔽缆线或采用金属导管护套等防护措施；
地面管线应沿靠近房间隔墙区域敷设，不宜与热水管交叉敷设，不应在地面辐射供暖供冷加热管排布区域内与冷热水管上下平行敷设；
室外设备至室内的连接与控制线路、传感器线路和阀门控制线路，以及敷设在卫生间潮湿场所的缆线宜采用双重绝缘条缆线；
室外明敷的缆线应考虑耐受冬夏季室外环境参数的要求；
电线敷设不得与风机电机接触，应采取必要的安全措施以防水、防尘、防腐蚀、防震及防动物咬线等。
需要注意的是，末端系统绝热层和地暖基板材料应符合国家现行标准《绝热用模塑聚苯乙烯泡沫塑料》GB/T 10801.1、《绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料》GB/T 10801.2、《通用硅酸盐水泥》GB 175、《模塑聚丙烯泡沫塑料(PP-E)》QB/T 4878-2015等要求。
冷热水系统管材应符合国家现行标准《冷热水系统用热塑性塑料管材和管件》GB/T 18991、《热塑性塑料管材通用壁厚表》GB/T 10798、《冷热水用交联聚乙烯(PE-X)管道系统》GB/T 18992、《冷热水用聚丁烯(PB)管道系统》GBT/T 19473、《冷热水用耐热聚乙烯(PE-RT)管道系统第2部分：管材》GB/T 28799.2、《冷热水用聚丙烯管道系统》GB/T 18742、《铝塑复合压力管》GB/T 18997等要求。
温控器应符合国家现行标准《温度指示控制仪》JJG 874、《家用和类似用途电自动控制器第十部分：温度敏感控制器的特殊要求》GB 14536.10等要求。
自动调节阀应符合国家现行标准《家用和类似用途电自动控制器第一部分：通用要求》GB14536.1、《家用和类似用途电自动控制器：电动水阀的特殊要求及机械要求》GB14536.9、《家用和类似用途电自动控制器电起动器的特殊要求》GB14536.16、《散热器恒温控制阀》JG/T195等要求。
绝热层和地暖基板材料应采用导热系数小、具有足够承载能力的材料，不得采用易燃材料，不应含殖菌源，不得散发异味及可能危害健康的挥发物。
绝热层和地暖基板所使用的聚苯乙烯类泡沫塑料应符合国家现行标准《绝热用模塑聚苯乙烯泡沫塑料》GB/T10801.1和《绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料》GB/T10801.2的有关规定，不得使用再生料生产的泡沫塑料，并满足表8的要求。
表8聚苯乙烯泡沫塑料主要技术指标
注：压缩强度是按国家现行标准《硬质泡沫塑料压缩性能的测定》GB/T8813要求的试件尺寸和试验条件下相对形变为10％的数值；
导热系数为25℃时的数值；
模塑板材断裂弯曲负荷与弯曲变形中有一项指标符合要求，熔结性即为合格。
装配式干法施工地面辐射板供暖供冷系统的地面上部无填充层均衡地面压力，因此规定采用密度和压缩强度较高的材料。
地暖基板及其均热层的沟槽尺寸应与敷设的冷热水管外径吻合，并符合下列规定：
地暖基板总热阻不应小于表9的要求；
金属均热层最小厚度宜满足表9的要求，且不应小于0.2mm；
均热层材料的导热系数不应小于237W/(m·K)。
表9地暖基板及均热层主要技术指标
冷热水管应满足设计使用年限、施工以及环境保护的要求，并应符合下列规定：
冷热水管生产企业应提供国家授权检测机构出具的管材型式检验报告；
冷热水管生产企业应提供产品合格证或出厂检测报告；特殊要求的管材应具有相应的技术说明书；
冷热水管的材质和壁厚，应根据工程的使用年限、管材的性能以及系统的运行水温、工作压力等条件确定。冷热水管的物理性能应符合国家及行业现行标准的规定；
当水系统中有易腐蚀构件时，塑料管应有阻氧层或在水系统中添加除氧剂；
冷热水管的内外表面应光滑、平整、干净，不应有可能影响产品性能的明显划痕、凹陷、气泡等缺陷。
末端冷热水管一般采用塑料管，塑料管材的特性与金属管材相比有较大区别，塑料管的使用寿命主要取决于使用温度、系统工作压力对塑料管材的累计破坏程度。在不同系统工作压力下，热水使塑料管材承受环应力的能力逐渐下降，即管材的“蠕变”，以致不能满足使用压力要求而被破坏。因此，塑料管材的壁厚必须按照现行国家相关塑料管的标准执行。
为防止渗入氧对易腐蚀构件产生氧化腐蚀，特提出塑料管应有阻氧层。
分集水器宜采用黄铜或不锈钢材料，应包括分水主管、集水主管、阀门、排气装置、泄水装置、支路阀门、支架、连接配件等。分水器支路宜配带能够调节各分支路水力平衡的阀门。分集水器应包括主体和伸出的管道接头。
分集水器(含连接件等)应有生产厂商标或识别标志，内外表面应光洁，不应有裂纹、砂眼、凹凸不平等缺陷；表面有镀层的，色泽应均匀、镀层牢固，不得有脱镀的缺陷；螺纹不应断扣或磕碰。
分集水器金属连接件的密封和构造形式应符合国家现行标准《冷热水用分集水器》GB/T29730的规定。
实施例一
当采用导热系数为0.38W/(m﹒K)的塑料管时，石材、地砖面层单位面积的向上供热量和向下传热量可按表A.1.1-1和表A.1.1-2取值；
表A.1.1-1石材、地砖面层单位地面面积的向上供热量和向下传热量(W/m2)
注：计算条件
冷热媒管公称外径do10mm、导热系数0.38W/(m﹒K)；
地砖、石材面层热阻为0.02m2﹒K/W；
粘结层导热系数1.0W/(m﹒K)、厚度1mm；
地暖基板导热系数0.035W/(m﹒K)、厚度30mm；
楼板导热系数1.72W/(m﹒K)、厚度130mm。
表A.1.1-2石材、地砖面层单位地面面积的向上供热量和向下传热量(W/㎡)
注：计算条件
1、冷热媒管公称外径do12mm、导热系数0.38W/(m﹒K)；
2、地砖、石材面层热阻为0.02m2﹒K/W；
3、粘结层导热系数1.0W/(m﹒K)、厚度1mm；
4、地暖基板导热系数0.035W/(m﹒K)、厚度30mm；
5、楼板导热系数1.72W/(m﹒K)、厚度130mm。
实施例二
当采用导热系数为0.38W/(m﹒K)的塑料管时，专用地板面层单位面积的向上供热量和向下传热量可按表A.1.2-1和表A.1.2-2取值；
表A.1.2-1专用地板面层单位地面面积的向上供热量和向下传热量(W/㎡)
注：计算条件
1冷热媒管公称外径do10mm、导热系数0.38W/(m﹒K)；
2专用地板面层热阻为0.1m2﹒K/W；
3地暖基板导热系数0.035W/(m﹒K)、厚度30mm；
4楼板导热系数1.72W/(m﹒K)、厚度130mm。
A.1.2-2专用地板面层单位地面面积的向上供热量和向下传热量(W/㎡)
注：计算条件
1冷热媒管公称外径do12mm、导热系数0.38W/(m﹒K)；
2专用地板面层热阻为0.1m2﹒K/W；
3地暖基板导热系数0.035W/(m﹒K)、厚度30mm；
4楼板导热系数1.72W/(m﹒K)、厚度130mm。
实施例三
当采用导热系数为0.38W/(m﹒K)的塑料管时，石材、地砖面层单位面积的向上供冷量和向下传热量可按表A.1.3-1和表A.1.3-2取值。表A.1.3-1石材、地砖面层单位地面面积的供冷量和向下传热量(W/㎡)
注：计算条件
1冷热媒管公称外径do10mm、导热系数0.38W/(m﹒K)；
2地砖、石材面层热阻为0.02m2﹒K/W；
3粘结层导热系数1.0W/(m﹒K)、厚度1mm；
4地暖基板导热系数0.035W/(m﹒K)、厚度30mm；
5楼板导热系数1.72W/(m﹒K)、厚度130mm。
表A.1.3-2石材、地砖面层单位地面面积的向上供冷量和向下传热量(W/㎡)
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注：计算条件
1冷热媒管公称外径do12mm、导热系数0.38W/(m﹒K)；
2地砖、石材面层热阻为0.02m2﹒K/W；
3粘结层导热系数1.0W/(m﹒K)、厚度1mm；
4地暖基板导热系数0.035W/(m﹒K)、厚度30mm；
5楼板导热系数1.72W/(m﹒K)、厚度130mm。
实施例四
当采用导热系数为0.38W/(m﹒K)的塑料管时，专用地板面层单位面积的向上供冷量和向下传热量可按表A.1.4-1和表A.1.4-2取值。
表A.1.4-1专用地板面层单位地面面积的向上供冷量和向下传热量(W/㎡)
注：计算条件
1冷热媒管公称外径do10mm、导热系数0.38W/(m﹒K)；
2专用地板面层热阻为0.1m2﹒K/W；
3地暖基板导热系数0.035W/(m﹒K)、厚度30mm；
4楼板导热系数1.72W/(m﹒K)、厚度130mm。
A.1.4-2专用地板面层单位地面面积的向上供冷量和向下传热量(W/㎡)
注：计算条件
1冷热媒管公称外径do12mm、导热系数0.38W/(m﹒K)；
2专用地板面层热阻为0.1m2﹒K/W；
3地暖基板导热系数0.035W/(m﹒K)、厚度30mm；
4楼板导热系数1.72W/(m﹒K)、厚度130mm。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.太阳能分布式清洁能源系统，其特征在于，包括太阳能接收系统，高温油脂及溶盐为媒介的储能箱(2)、空气源热泵系统(3)、生活热水箱(7)、供暖缓冲水箱(9)、低温余热发电设备一(11)和低温余热发电设备二(12)；
所述太阳能接收系统包括太阳能集热器(1)，所述太阳能集热器(1)的管路通过集热循环水泵(4)连接至高温油脂及溶盐为媒介的储能箱(2)；所述储能箱(2)中具有盘管换热系统一，所述生活热水箱(7)中具有盘管换热系统二，所述供暖缓冲水箱(9)中具有盘管换热系统三；所述盘管换热系统一连接有常温自来水管；
所述储能箱(2)的盘管换热系统一将常温自来水通过内置于储能箱(2)的第一换热盘管管路后的经由温度传感器(5)检测之后再通过循环泵(6)输送至至生活热水箱(7)；所述生活热水箱(7)的热水管路连接至全年24小时生活热水系统(8)；
所述储能箱(2)的盘管换热系统一连接至供暖缓冲水箱(9)；所述供暖缓冲水箱(9)的热水管路连接至装配式快速冷暖地暖末端系统(10)；
所述空气源热泵系统(3)的输出端连接至生活热水箱(7)和供暖缓冲水箱(9)，当所述生活热水箱(7)或供暖缓冲水箱(9)的水温通过储能箱(2)换热后仍低于设定温度时，空气源热泵系统(3)自动打开，将生活热水箱(7)和供暖缓冲水箱(9)的水分别加热至设定温度后，空气源热泵系统(3)停止工作；
所述变压器油及溶盐储能箱(2)中的盘管换热系统一还通过低温余热发电设备一(11)或低温余热发电设备二(12)发电供空气源热泵(3)将地暖缓冲水箱(9)的水制冷、供装配式快速冷暖地暖末端系统(10)制冷，剩余的电连接至其它用电设备使用或并网，
所述储能箱(2)中的盘管换热系统一还通过溴化锂直燃机(13)给地暖缓冲水箱(9)制热或制冷，并连接至装配式快速冷暖地暖末端系统(10)冬季采暖，夏季制冷，同时还供空气源热泵(3)将地暖缓冲水箱(9)的水制冷，剩余的电还连接至其它用电设备使用或并网，达到冷暖联供的目的。
2.根据权利要求1所述的太阳能分布式清洁能源系统，其特征在于，所述太阳能集热器(1)的高温油脂媒介同储能箱(2)内高温油脂或溶盐做换热，当所述储能箱(2)的温度高于太阳能集热器(1)的温度时，所述循环泵(6)自动停止防止散热；当所述储能箱(2)的温度低于太阳能集热器(1)的温度时，所述循环泵(6)自动打开开始储能。
3.根据权利要求1所述的太阳能分布式清洁能源系统，其特征在于，常温自来水通过所述储能箱(2)换热后过热水(5)水温高于生活热水箱(7)设定温度时，所述循环泵(6)打开为生活热水箱(7)持续补充热水；当常温自来水通过所述储能箱(2)换热后过热水(5)水温低于生活热水箱(7)设定温度时，由所述空气源热泵系统(3)补充热量，同时循环泵(6)停止工作防止散热。
4.根据权利要求1所述的太阳能分布式清洁能源系统，其特征在于，所述生活热水箱(7)和供暖缓冲水箱(9)的恒温温度为35℃-55℃。
5.根据权利要求1所述的太阳能分布式清洁能源系统，其特征在于，所述低温发电设备一(11)采用ORC有机朗肯膨胀发电机组系统。
6.根据权利要求1所述的太阳能分布式清洁能源系统，其特征在于，所述低温发电设备二(12)采用斯特林温差发电系统。
7.根据权利要求1所述的太阳能分布式清洁能源系统，其特征在于，所述溴化锂直燃机(13)系统给地暖缓冲水箱(9)制热或制冷，并连接至装配式快速冷暖地暖末端系统(10)冬季采暖，夏季制冷，达到冷暖联供的目的。
8.根据权利要求1所述的太阳能分布式清洁能源系统，其特征在于，所述空气源热泵系统(3)内设有电磁三通阀，当所述生活热水箱(7)及供暖缓冲水箱(9)内水温低于设定温度后自动启停。
9.根据权利要求1所述的太阳能分布式清洁能源系统，其特征在于，所述生活热水箱(7)中的盘管换热系统二采用开式换热系统，且所述供暖缓冲水箱(9)中的盘管换热系统三采用闭式换热系统。
10.根据权利要求1所述的太阳能分布式清洁能源系统，其特征在于，所述太阳能接收系统还包括蓝膜平板光热、光电联产一体化太阳能板，在采暖季直接利用光热，转换效率高达86％以上；在非采暖季翻转利用光伏发电，需要制冷时光伏发出的电供空气源热泵(3)将地暖缓冲水箱(9)的水制冷连接至装配式快速冷暖地暖末端系统(10)制冷，光热、光电联产一体化太阳能板发出的电还连接至其它用电设备使用或并网，采用光热、光电联产一体化太阳能板时取消低温余热发电设备一(11)、低温余热发电设备二(12)以及溴化锂直燃机(13)。
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