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摘要：介绍宁波地区一种集中式太阳能热水系统，并对其进行经济性分析及绿建评价介绍。
关键词：太阳能热水 集中式 经济性分析 绿建评价 CO2减排量
项目拟建教学综合大楼地下一层，地上层数均为九层。其中综合楼建筑高度为：35.9m。
1热源
燃气真空热水锅炉房作为主要热源，太阳能作为辅助热源。
2热水系统分区
热水分区同给水系统，生活热水的供回水温度为60℃/50℃。热水系统横干管及立管设置同程，各卫生间内的横支管均设置循环回水管。
各楼设置循环水泵进行机械循环，循环流量为最大小时热水用水量的5%。
3太阳能热水系统概况
考虑到用水量较大，用水时间较集中，集热器面积较大，屋顶有充足的位置设置太阳能集热器，因此选用集中式系统。
系统优点：集热器和储热容积的共享，可以使同一单元的热水使用峰值下降，均衡度提高，有利于提高系统的经济效益。供水的温度和水量保证率高，类似于集中热水系统。本系统集热器采用U型真空管，采用混凝土基础安置在楼顶，没有坠落隐患，工程造价低；管理方便。本系统集热器及循环控制设备均设于公共空间，便于物业统一管理，统一维护，能够更有效的保证系统长期正常运行，在设备使用年限内持续发挥效力，避免了用户因维护成本高而放弃使用所造成的投资浪费。
系统缺点：有收取热水费的管理问题，若不采用集中辅助加热的形式，系统内各用户用热量的均衡难以控制。若采用集中辅助加热的形式，收取热水热水费及维护管理比较复杂。但本项目作为物业集中统一管理不收热水费，故无此缺点。
通过以上对集中式系统的分析，笔者认为选用集中集热、集中储热的集中式太阳能供水系统，比较适合本工程的用水需求。
4太阳能热水系统计算
1）热水用水负荷：
太阳能热水系统的负荷计算：太阳能水量的选取按照平均日用水量。
2）集热器面积计算：
采用平均日用水量作为设计水量，集热器采用U型真空管。
Qw——日均热水用水量，L（可按最高日用水量的下限取值）；
Cw——水的定压比热容，4.187kJ/kg·℃；
tend——储水箱内水的终止温度，℃；
ti——水的初始温度，℃（与JT取值相同月份的冷水平均温度）；取15℃
f——太阳能保证率，无量纲（0.4～0.8）；取0.40
根据系统使用期内的太阳辐照量、系统的经济性及用户要求等因素综合考虑后确定。
ρ——水的密度，0.9832kg/L；
JT——当地春分、秋分所在月（春、秋季使用）或冬至所在月（冬季使用）集热器采光面上月均日辐照量，kJ/m2·d；
取秋分所在月的平均值，确定为12690 kJ/m2·d）
ηcd——集热器全日集热效率，无量纲；
根据国家标准取值0.46 ～ 0.55。取0.5
ηL——管路及储水箱热损失率，无量纲；
根据经验取值0.2 ～ 0.3。因本系统管道较长取最大值0.30
综合楼用水量数据代入公式（3.4-1）：
（3）行政教学综合大楼合设一套太阳能热水系统。
根据工程屋面实际情况，综合楼集热器面积设置435平方米。理论上能加热（15度冷水加热至60度热水）热水32.2吨。
ΔQ save= Ac×JT（1-ηL） η cd=435×12690×0.5×（1-0.3）=1932052.5KJ。
加热40.17吨热水实际需Q=36900×4.187×（60-15）=7568630 KJ
利用太能阳产生的生活热水占建筑生活热水用水量的百分比（X）：
X =ΔQ save /Q=1932052.5/7568630 =25.5%
显然满足《绿色建筑评价标准》 GB/T 50378—2006 [2]第5.2.18 条优选项“根据当地气候和自然资源条件，充分利用太阳能、地热能等可再生能源，可再生能源产生的热水量不低于建筑生活热水消耗量的10%”的规定。
3.5太阳能热水利用的经济技术比较
3.5.1直接运行费用估算
运营电耗 ：太阳能热循环泵2.2KW，晴天每天运行4小时，每年系统运行146天的电费约为1200元。
3.5.2效益分析
相对于常规热水系统，太阳热水系统在寿命期内消费的特点是初期投资大而运行费用低。运行费用低，则是因为充分利用太阳能提供生活热量而减少了常规能源的消耗。
一、主要计算参数
1.太阳能辐照量：12.69MJ/m2·d
2. 燃气燃值35.544MJ/ m3
3. 天燃气价格：4.45 元/ m3，折算后0.125元/MJ
4. 太陽能设计使用寿命：15年
本项目太阳能集热面积为 435m2 。
二、寿命期内太阳热水系统总节省费用的预评估
1. 太阳供热系统的年节能量
Δ save=365×Ac×JT（1-ηL） η cd
式中：
Δ save 太阳热水系统的节能量，MJ
Ac--系统的太阳集热器面积，435m2
JT--太阳集热器采光表面上的年平均日太阳辐照量，取 12.69MJ/m2·d
ηcd--太阳集热器的全日集热效率，取 50%.
ηL--管路和水箱的热损失率，取30%。 代入数据得，Δ save=705180 MJ
2. 寿命期内太阳热水系统的总节省费用：
Cc-常规能源（天燃气）热价， 0.125元/MJ，
Ad-太阳供热系统总增投资，本项目太阳能项目增投资大概在54.5万。
DJ-维修费用及运行费用，每年用于与太阳热水系统有关的维修费用占总增投资的百分率，%，取1%。
将上述数据代入得，SAV=27.2万元
三、太阳热水系统增投资回收年限的预評估
当太阳能热水系统运行。年后节省的费用与系统的增加初投资相等时，这个年限n即为投资回收年。经过计算可得，本项目回收期 N=8.32年。
四、太阳能热水系统环保效益的评估
太阳热水系统的环保效益体现在因节省常规能源而减少污染物的排放，主要
指标为CO2 的减排量。将系统寿命期的节能量折算成标准煤，然后将标准煤中
碳的含量折算成CO2，即为该太阳热水系统 CO2 的减排量[3]：
综上，该太阳能光热系统寿命期内总节能量 886534.0 MJ约合32.47吨标煤，总节省费用48.7万元，投资回收期6.13年，CO2 减排1516.6吨。
4太阳能热水系统分析报告结论
综合楼热水系统，利用太能阳产生的生活热水占建筑生活热水水量的25.5%，满足《绿色建筑评价标准》 GB/T 50378—2006第5.2.18 条优选项“根据当地气候和自然资源条件，充分利用太阳能、地热能等可再生能源，可再生能源产生的热水量不低于建筑生活热水消耗量的10%，或可再生能源发电量不低于建筑用电量的2%”的规定。同时有效减少CO2排放。
参考文献
[1] 2010甬SS-09宁波市民用建筑太阳能热水系统与建筑一体化设计、安装及验收实施细则
[2] GB/T 50378—2006绿色建筑评价标准
[3]http：//wenku.baidu.com/link？url=EfiM4tvv_r5Af5GXV1yZlW37y9av2GF9g0oyQe8NhyVmiXupEi0q5yu37fTVIewZajmS8rBfsteBnuSVn-pZIR31zsVB24y4VAaBjRsMSna太阳能热水系统（经济效益分析）
关键词：太阳能热水 集中式 经济性分析 绿建评价 CO2减排量
项目拟建教学综合大楼地下一层，地上层数均为九层。其中综合楼建筑高度为：35.9m。
1热源
燃气真空热水锅炉房作为主要热源，太阳能作为辅助热源。
2热水系统分区
热水分区同给水系统，生活热水的供回水温度为60℃/50℃。热水系统横干管及立管设置同程，各卫生间内的横支管均设置循环回水管。
各楼设置循环水泵进行机械循环，循环流量为最大小时热水用水量的5%。
3太阳能热水系统概况
考虑到用水量较大，用水时间较集中，集热器面积较大，屋顶有充足的位置设置太阳能集热器，因此选用集中式系统。
系统优点：集热器和储热容积的共享，可以使同一单元的热水使用峰值下降，均衡度提高，有利于提高系统的经济效益。供水的温度和水量保证率高，类似于集中热水系统。本系统集热器采用U型真空管，采用混凝土基础安置在楼顶，没有坠落隐患，工程造价低；管理方便。本系统集热器及循环控制设备均设于公共空间，便于物业统一管理，统一维护，能够更有效的保证系统长期正常运行，在设备使用年限内持续发挥效力，避免了用户因维护成本高而放弃使用所造成的投资浪费。
系统缺点：有收取热水费的管理问题，若不采用集中辅助加热的形式，系统内各用户用热量的均衡难以控制。若采用集中辅助加热的形式，收取热水热水费及维护管理比较复杂。但本项目作为物业集中统一管理不收热水费，故无此缺点。
通过以上对集中式系统的分析，笔者认为选用集中集热、集中储热的集中式太阳能供水系统，比较适合本工程的用水需求。
4太阳能热水系统计算
1）热水用水负荷：
太阳能热水系统的负荷计算：太阳能水量的选取按照平均日用水量。
2）集热器面积计算：
采用平均日用水量作为设计水量，集热器采用U型真空管。
Qw——日均热水用水量，L（可按最高日用水量的下限取值）；
Cw——水的定压比热容，4.187kJ/kg·℃；
tend——储水箱内水的终止温度，℃；
ti——水的初始温度，℃（与JT取值相同月份的冷水平均温度）；取15℃
f——太阳能保证率，无量纲（0.4～0.8）；取0.40
根据系统使用期内的太阳辐照量、系统的经济性及用户要求等因素综合考虑后确定。
ρ——水的密度，0.9832kg/L；
JT——当地春分、秋分所在月（春、秋季使用）或冬至所在月（冬季使用）集热器采光面上月均日辐照量，kJ/m2·d；
取秋分所在月的平均值，确定为12690 kJ/m2·d）
ηcd——集热器全日集热效率，无量纲；
根据国家标准取值0.46 ～ 0.55。取0.5
ηL——管路及储水箱热损失率，无量纲；
根据经验取值0.2 ～ 0.3。因本系统管道较长取最大值0.30
综合楼用水量数据代入公式（3.4-1）：
（3）行政教学综合大楼合设一套太阳能热水系统。
根据工程屋面实际情况，综合楼集热器面积设置435平方米。理论上能加热（15度冷水加热至60度热水）热水32.2吨。
ΔQ save= Ac×JT（1-ηL） η cd=435×12690×0.5×（1-0.3）=1932052.5KJ。
加热40.17吨热水实际需Q=36900×4.187×（60-15）=7568630 KJ
利用太能阳产生的生活热水占建筑生活热水用水量的百分比（X）：
X =ΔQ save /Q=1932052.5/7568630 =25.5%
显然满足《绿色建筑评价标准》 GB/T 50378—2006 [2]第5.2.18 条优选项“根据当地气候和自然资源条件，充分利用太阳能、地热能等可再生能源，可再生能源产生的热水量不低于建筑生活热水消耗量的10%”的规定。
3.5太阳能热水利用的经济技术比较
3.5.1直接运行费用估算
运营电耗 ：太阳能热循环泵2.2KW，晴天每天运行4小时，每年系统运行146天的电费约为1200元。
3.5.2效益分析
相对于常规热水系统，太阳热水系统在寿命期内消费的特点是初期投资大而运行费用低。运行费用低，则是因为充分利用太阳能提供生活热量而减少了常规能源的消耗。
一、主要计算参数
1.太阳能辐照量：12.69MJ/m2·d
2. 燃气燃值35.544MJ/ m3
3. 天燃气价格：4.45 元/ m3，折算后0.125元/MJ
4. 太陽能设计使用寿命：15年
本项目太阳能集热面积为 435m2 。
二、寿命期内太阳热水系统总节省费用的预评估
1. 太阳供热系统的年节能量
Δ save=365×Ac×JT（1-ηL） η cd
式中：
Δ save 太阳热水系统的节能量，MJ
Ac--系统的太阳集热器面积，435m2
JT--太阳集热器采光表面上的年平均日太阳辐照量，取 12.69MJ/m2·d
ηcd--太阳集热器的全日集热效率，取 50%.
ηL--管路和水箱的热损失率，取30%。 代入数据得，Δ save=705180 MJ
2. 寿命期内太阳热水系统的总节省费用：
Cc-常规能源（天燃气）热价， 0.125元/MJ，
Ad-太阳供热系统总增投资，本项目太阳能项目增投资大概在54.5万。
DJ-维修费用及运行费用，每年用于与太阳热水系统有关的维修费用占总增投资的百分率，%，取1%。
将上述数据代入得，SAV=27.2万元
三、太阳热水系统增投资回收年限的预評估
当太阳能热水系统运行。年后节省的费用与系统的增加初投资相等时，这个年限n即为投资回收年。经过计算可得，本项目回收期 N=8.32年。
四、太阳能热水系统环保效益的评估
太阳热水系统的环保效益体现在因节省常规能源而减少污染物的排放，主要
指标为CO2 的减排量。将系统寿命期的节能量折算成标准煤，然后将标准煤中
碳的含量折算成CO2，即为该太阳热水系统 CO2 的减排量[3]：
综上，该太阳能光热系统寿命期内总节能量 886534.0 MJ约合32.47吨标煤，总节省费用48.7万元，投资回收期6.13年，CO2 减排1516.6吨。
4太阳能热水系统分析报告结论
综合楼热水系统，利用太能阳产生的生活热水占建筑生活热水水量的25.5%，满足《绿色建筑评价标准》 GB/T 50378—2006第5.2.18 条优选项“根据当地气候和自然资源条件，充分利用太阳能、地热能等可再生能源，可再生能源产生的热水量不低于建筑生活热水消耗量的10%，或可再生能源发电量不低于建筑用电量的2%”的规定。同时有效减少CO2排放。
参考文献
[1] 2010甬SS-09宁波市民用建筑太阳能热水系统与建筑一体化设计、安装及验收实施细则
[2] GB/T 50378—2006绿色建筑评价标准
[3]http：//wenku.baidu.com/link？url=EfiM4tvv_r5Af5GXV1yZlW37y9av2GF9g0oyQe8NhyVmiXupEi0q5yu37fTVIewZajmS8rBfsteBnuSVn-pZIR31zsVB24y4VAaBjRsMSna太阳能热水系统（经济效益分析）