浙江省工程建设标准-太阳能与空气源热泵热水系统设计及安装验收

浙江省工程建设标准

太阳能与空气源热泵热水系统设计及安装验收规范

（征求意见稿）

Design code of solar energy and air-source heat pump water heater system

主编单位：浙江大学建筑设计研究院有限公司

参编单位： 批准部门：施行日期：xxxx/xxxx－20xx

浙 江 省 住 房 和 城 乡 建 设 厅 201x 年 xx月 xx日

目 录

1 总 则 2 术 语 3 基本规定 4 系统分类和选择

4.1 系统分类 4.2 系统选择

5 系统设计

5.1 一般规定 5.2 太阳能集热器 5.3 热泵主机 5.4 储热水箱 5.5 辅助能源 5.6 热交换器 5.7 集热循环泵 5.8 管路设计 5.9 运行控制设计 5.10 电气及防雷设计6 规划及土建设计

6.1 规划设计 6.2 建筑设计 6.3 结构设计

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7系统安装及验收

7.1一般规定 7.2基础及支架 7.3储热水箱 7.4太阳能集热器 7.5 管道及附件 7.6水泵及阀门 7.7辅助加热 7.8电控系统 7.9试压、检漏、冲洗 7.10系统调试、试运行7.11验收

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1 总 则

1.0.1 为规范我省居住建筑太阳能和空气源热泵热水系统与建筑一体化设计、安装及验收，推动太阳能和空气源热泵热水系统等绿色能源体系的广泛应用，制定本标准。

1.0.2 本标准适用于新建、改建和扩建民用建筑中设太阳能和空气源热泵热水系统的项目。工业企业内办公、研发、宿舍、食堂等非生产性用房中的太阳能和空气源热泵热水系统适用本标准。

1.0.3 可再生能源建筑应用除应符合本标准外，尚应符合国家现行的法律、法规和相关标准的规定。

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2 术 语

2.0.1 居住建筑 residential building

供人们居住使用的建筑，包括住宅、宿舍、旅馆等建筑。 2.0.2 太阳能 solar radiant energy

以太阳辐射形式发射、传播或接收的能量。单位为焦耳（J）。 2.0.3 太阳辐照度 solar irradiance

单位时间内在单位采光面积上所照射到的太阳辐射能通量，单位为W/m2 ，kW/m2；

2.0.4 太阳辐照量 solar irradiation

一定时间内在单位采光面积上所照射到的太阳辐射能通量，单位为MJ/m22年、MJ/m22月、kJ/m22日、kJ/m22小时等。

2.0.5 太阳能热水系统 solar water heating system

将太阳辐射转换为热能以加热水并输送至各用户所必须的完整系统，通常包括太阳能集热器、储热器、循环泵、连接管、支架及其他零部件、控制系统和必要时配合使用的辅助热源。

2.0.6 集热器总面积 gross collector area

集热器采光平面上包括外壳边框在内接收太阳辐射的最大投影面积，单位为m2。

2.0.7 太阳高度角 solar altitude

日面中心的高度角，即从观测点地平线沿太阳所在地平经圈量至日面中心的角距离。

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2.0.8 集热器倾角 tilt angle of collector

太阳能集热器采光面与水平面之间所夹的锐角。单位为度（°）。 2.0.9 太阳能集热器 solar collector

吸收太阳辐射并向流经自身的传热工质传递热量的装置。 2.0.10 太阳能热水器 solar water heater 以水为传热介质的太阳能集热器。 2.0.11 储热水箱 storage tank

太阳能热水系统中，储存热水的容器及其附件所组成的部件。 2.0.12 强制循环系统 forced circulation system

利用水泵等外部动力设备迫使传热工质通过集热器与储热器（或换热器）进行循环的太阳能热水系统。

2.0.13 自然循环系统 natural circulation system

利用传热工质内部温度梯度产生的密度差所形成的自然对流进行循环的太阳能热水系统。

2.0.14 直接加热系统 direct heating system

在太阳能热水系统中，经太阳能加热的水直接供用户使用的系统。 2.0.15 间接加热系统 indirect heating system

在太阳能热水系统中，经太阳辐射加热的工质再通过换热器间接加热水供用户使用的系统。集热器中的传热工质可为水或其他流体。

2.0.16 直流式系统 series-connected system

传热工质一次流过集热器加热后，进入储水箱或用水点的非循环太阳能热水系统。其储水箱的作用仅为储存集热器所排出的热水。

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2.0.17 真空管集热器 evacuated tube water heater

由管壁与吸热体之间抽成一定真空度的透明管（常为玻璃管）制成的非聚光型以水为传热介质的集热器。其吸热体具有光谱选择性吸收表面。

2.0.18 平板型集热器 flat plate collector 吸热体基本为平板形状的非聚光型集热器。

2.0.19 分离式太阳能热水系统 remote storage system 集热器与储热器相互分开一定距离安装的太阳能热水系统。 若分离式太阳能热水系统的集热器和储热水箱是连续进出水的承压式装置又可称为分离承压式太阳能热水系统。

2.0.20 整体式太阳能热水器 integral collector storage solar water heater

集热器和储热水箱合为一体的太阳能热水器。

2.0.21 分户式太阳能热水系统 individual solar hot water supply system

集热器、储热水箱及循环管路设备均为各户独立的太阳能热水系统。

2.0.22 集中式太阳能热水系统 central solar hot water supply system

采用集热器、储热水箱及循环管路设备共享向多个用户提供热水的系统。

2.0.23 太阳能保证率 solar fraction

由太阳能提供的热量占系统总供热量的百分率。

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2.0.24 控制器 controller

对太阳能热水系统及其部件进行调节控制，使之正常运行所配置的部件及其组合。

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3 基本规定

3.0.1 民用建筑的生活热水可再生能源系统可选择太阳能热水系统和空气源热泵热水系统。

3.0.2 太阳能和空气源热泵热水系统的设计应进行技术经济比较，充分考虑用户使用、施工安装和维护的要求，符合节地、节能、节水、节材、安全卫生、环境保护等有关规定。

3.0.3 太阳能热水系统应有可靠的辅助能源，且其加热能力的设计应按不考虑太阳能加热能力计算。

3.0.4 按全年气候和水温条件选型的空气源热泵热水系统宜配置辅助能源加热设备；按冬季最冷月平均气候和水温条件选型的空气源热泵热水系统可视可靠性要求确定是否配置辅助能源加热设备。 3.0.5 太阳能和空气源热泵热水系统应实现与建筑的一体化，与建筑同步设计、同步施工、同步验收后交付使用。

【条文解释】太阳能和空气源热泵热水系统与建筑的一体化主要包括两个方面：一个是外在形式上与建筑的造型和立面一体化，另一个是内在水系统的流量、压力、温度等与建筑本身的系统相匹配。 与建筑造型和立面的一体化主要包括敷设在屋面上尤其坡屋面上的集热器应与建筑师协调，仔细推敲布臵位臵和比例关系。布臵在平屋面或墙面上集热器或热泵主机应规则有序、排列整齐。热水系统所配备的输水管和电缆线应与建筑物其他管线统筹安排。

与建筑本身的水系统相匹配主要包括水量的充足够用、冷热水水

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压的平衡、水温的安全等各个方面。

3.0.6 在既有建筑上增设或改造已安装的太阳能或空气源热泵热水系统，必须经建筑结构安全复核，并应满足建筑结构及其他相应的安全性要求。

3.0.7 太阳能和空气源热泵热水系统的安装应符合相关建筑施工质量验收标准的规定。

3.0.8 太阳能和空气源热泵热水系统应将热源系统与热水供应系统有机综合。其中的热水供应系统应符合现行国家标准《建筑给水排水设计规范》(GB50015)中的有关规定。

3.0.9 坡屋面建筑设置的太阳能光热系统，应采用集热器与水箱分离式热水系统。

【条文解释】将整体式太阳能热水器通过固定支架搁臵在坡屋面上存在较大的安全隐患。因为钢质的固定支架长年暴露在日晒雨淋的环境中，一旦维护不善（难免发生的状况），极有可能在台风等灾害天气的触动下发生支架垮塌，圆形水箱沿坡屋面滚落造成严重的安全事故，国内已发生多起这样案列。如在多层和高层建筑的坡屋面上坠落，危害更大。

分离式系统仅将集热器搁臵在屋面上，重量相对较轻，滑落的可能性和危害性相对较小。但是，集热器的支架也应与屋面结构设计配合，确保承重和连接符合安全要求。

另外，坡屋面上设臵太阳能热水系统，以往较多采用的整体（背包）式太阳能热水系统，由于背包水箱的存在对建筑屋面景观影响较

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大，目前技术的发展完全有条件采用非承压自然循环系统和强制循环系统以及承压式强制循环系统予以替代。

3.0.10 建筑的平屋面上设置太阳能光热系统，应设置适当的围护措施。

【条文解释】 平屋面上设臵太阳能热水系统，如果不注意采用适当的围护措施，会对建筑立面和景观带来不利的影响。但围护措施只要保证在相对较近的地面人行视点高度不影响整个建筑的形象即可。

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4 系统分类和选择

4.1 系统的分类

4.1.1 太阳能热水系统按其集中程度可分为：

1. 分户集热、分户储热的分户式太阳能热水系统； 2. 集中集热、分户储热的半集中式太阳能热水系统； 3. 集中集热、集中储热的集中式太阳能热水系统。

【条文解释】 太阳能热水系统发展到目前为止，绝大多数系统仍然是各用户独立的分户式太阳能热水系统。这种系统原理简单，安装、维护、使用时互不干扰。但因其分散，会造成太阳能热水系统对太阳热能资源的利用不充分。主要原因是太阳热能的可利用时段及热水生产量与使用量之间存在巨大的差异，差异的平衡可以采用调节元件（如储热水箱）予以解决。也可以利用规模的适当扩大以调节使用上的随机不平衡。分户系统在这方面的缺陷是显而易见的。也就是说会出现在同一单元中，有些家庭储热水箱中的热水因某日不使用而闲臵并冷却，而另一些家庭却因不够用而不得不采用辅助加热装臵强行加热，造成能源消耗加大。

采用集中式的太阳能热水系统可以克服分户式的缺点，而且能使公共部位的管路减少到每组二到三根，运行效果提高，并且可以采用保温循环等措施而使无效冷水减少到最少程度，是太阳能热水系统的发展方向。虽然这个系统在运行中需要管理和维护，但较之分户式系统，资源共享所带来的效益提升了其应用价值。集中式太阳能热水系统的规模大小应通过严格的技术经济比较得出。规模过大，尤其室外

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埋地管线太长，会使系统的回水均衡性难度加大，管网热损失也偏大。建议采用以单元或一幢建筑为单位设计独立的集中式太阳能热水系统。

集中集热、分户储热的太阳能热水系统，管路相对较少，由于辅助加热和储热单元都在各户室内，管理比较简单。但该系统必须有可靠的控制装臵，防止各户室内贮热器的热量反流到管网中，而且系统中各户吸收太阳热能的量不均衡，难以利用经济手段予以调节。 4.1.2 太阳能热水系统按集热方式可分为：

1. 利用温差异重的热虹吸进行循环集热的自然循环系统； 2. 利用水泵及控制系统强制循环集热的强制循环系统； 3. 传热工质通过定温控制依靠管网水压力一次经过集热器集热后进入储热水箱或用水点的非循环直流式太阳能热水系统。 4.1.3 太阳能热水系统按集热器及储热水箱的分合状态可分为：

1. 分离式太阳能热水系统 2. 整体式太阳能热水系统

【条文解释】4.1.2、4.1.3 分离式太阳能热水系统的集热器与储热水箱分离设臵，宜用于承压式强制循环系统，但也可用于自然循环系统。在用于自然循环系统时，必须进行自然循环压差计算，保证循环效果。

整体式太阳能热水系统的集热器与储热水箱整体式设臵，一般用于自然循环系统中。

整体式根据水箱承压能力又可分为非承压整体式太阳能热水系统、

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承压整体式太阳能热水系统。

非承压整体式太阳能热水系统为目前最为常用一种系统，即背包式、直插式。但在与建筑造型相结合及、室内水压相匹配和防超温危害等方面具有难以克服的缺陷

承压整体式太阳能热水系统，其真空管采用热管式真空管、承压式水箱；或者在非承压整体式系统水箱内增加换热盘管或换热夹套。水箱出水采用顶水式出水，热水出水压力与冷水供水压力相同。 4.1.4 太阳能热水系统按被加热水的加热方式可分为：

1. 太阳能集热器直接加热被加热水的直接加热系统；

2. 太阳能集热器首先加热传热工质，再由传热工质通过换热器加热被加热水的间接加热系统。

【条文解释】 直接加热和间接加热两种系统有各自不同的适用场合，间接加热系统由热媒工质集热并通过热交换器将热量传递给被加热的生活热水。因采用间接加热方式，一次热媒工质可以采用防冻液防止寒冷季节的管道冻裂。同时由于传热工质的硬度易于控制，可以有效地防止结垢。此外，一次热媒集热管道的口径相对可以较细，使得集热管内温升较快，启动迅速。但由于采用间接加热，存在一定的热交换损失。因此，这种间接加热系统适合于冬季比较寒冷、水质较硬的区域。在冬季不是很寒冷又普遍使用地面水作为水源，水质较软的区域，可以采用直接加热系统。

4.1.5热泵热水系统按规模的大小可以分为家用型热泵热水系统和商用型热泵热水系统。

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4.1.6 家用型热泵热水系统可有以下的分类：

1 按热泵主机与储热水箱是否组合在一个整体内可分为整体式和分体式热泵热水系统。

2 按主机与储热水箱间的换热工质可分为工质加热循环和热水加热循环的热泵热水系统。

4.1.7 商用型热泵热水系统可有以下的分类：

1 按储热水箱中热水是否承压可分为承压式和非承压式热泵热水系统。

2 按被加热水通过热泵热水机组为一次性加热到设定温度还是多次循环加热到设定温度可分为直热式和循环加热式热泵热水系统。

4.1.8 太阳能和热泵热水相结合的热水系统可称为空气源热泵辅助的太阳能热水系统。

4.2 系统选择

4.2.1 在不同的建筑中，应根据不同的供水要求和条件选用合理的太阳能、空气源热泵或者空气源热泵（或其他能源）辅助的太阳能热水系统。

【条文解释】 按前述太阳能和热泵热水系统的各种分类，在每个工程中都可以对各种分类进行合理的组合。选择最适合于工程实际的太阳能、空气源热泵和空气源热泵（或者燃气、电、生物质能、余热废热等）辅助的太阳能热水系统。

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4.2.2 别墅及排屋住宅中，宜采用分离承压式强制循环的分户式太阳能热水系统、承压式家用热泵热水系统或空气源热泵辅助的太阳能热水系统。

【条文解释】 别墅排屋类住宅，上下各层均属同一户，不存在公共管线的布臵问题。而且目前一般采用市政水压或者变频加压直供的别墅区，在顶层余压较高，供水水压条件较好。若采用非承压的整体式热水器，顶层的冷热水压力难以平衡。而采用分离承压式热水器可以使顶层不失压甚至可以通过设计将家庭的保温循环管与集热循环管综合考虑，有利于节材、节能、节水。另一方面，别墅的外观造型要求较高，整体式太阳能热水器与屋面相结合的处理相对比较困难。尽管分离承压式热水器价格相对昂贵，但对于属高档房产的别墅及排屋类住宅而言是相适宜的。

某些场合也可采用承压整体式太阳能热水系统。由于别墅排屋类住宅业主对环境要求相对较高，而分离承压式强制循环热水系统虽然采用屏蔽式水泵，但是环境相对安静尤其是午休时间仍会产生少量的噪声，因此在安装形式与建筑一体化结合较好的情况下（屋檐隐埋水箱、阁楼隐埋水箱等形式）可以采用承压整体式太阳能热水系统，其系统出水采用顶水式出水，热水出水压力与自来水供水压力相同，同样可以满足业主热水舒适度的需求，同时又可避免强制循环水泵产生的噪声。 别墅排屋类建筑也可以采用承压式家用热泵热水系统或空气源热泵辅助的太阳能热水系统。该系统可以较好地发挥各自的优势。 4.2.3 多层住宅应根据建筑自身条件选择分户式、半集中式或集中式

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太阳能热水系统。

【条文解释】 分户式、半集中式、集中式三种太阳能热水系统各有利弊，应根据不同的场合选用。集中式太阳能热水系统宜以住宅单元或单栋建筑为系统规模比较合理。以组团或小区为系统规模的大型集中式太阳能热水系统由于管线总长度较长（尤其是室外埋地管线），每户所分摊的公共管线长度较长，损失总量相对较大。同时集热器要求集中布臵，难度较大。一般只适宜在有其他可靠的廉价热源的场合，太阳热能只是作为一种季节性补充。其优点是集中管理，运行易于控制，系统较大，同时系数变小更易于发挥系统的调节能力，设备总容量的配臵可以大大缩小。

以住宅单元或单栋建筑为系统规模的集中式系统和分户式系统更适宜于在太阳能热水系统中的应用。首先，要使太阳能热水系统与建筑一体化普及并推广，关键点是利用各幢建筑的屋面资源，合理布臵太阳能集热器。因此集热器的布臵必定是各幢各单元分散的，这就决定了以住宅单元或单栋建筑为系统规模的集中式系统和分户式系统是一种合理的选择。综合系统的规模及管线布臵的难易等各种因素，这种系统是比较合理的系统。但系统的管理相对复杂，在选择时应视具体的技术经济条件确定。

4.2.4 在布置太阳能集热器确有困难的住宅，可选择空气源热泵热水系统替代。住宅的空气源热泵热水系统宜选择家用型热泵热水机组。 【条文解释】 可参考《民用建筑可再生能源应用核算标准》（DB33/1105-2014）的相关条款标准。

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4.2.5 太阳能和空气源热泵热水系统管线的布置应考虑检修的可行性，任何一组（根）管线检修或更换时不应影响其他管线的正常使用。 【条文解释】 本条主要针对分户式太阳能热水系统。该系统的管道布臵是太阳能热水系统应用的一个瓶颈。按常规的分离承压式系统计算，每户2根，则一个最常见的六层一梯二户的住宅单元，总共12户，在公共部位最密集处应有24根管线，布臵困难，占地较大。有些厂商为缩小安装位臵，采取捆扎式集合布臵的方式，甚至在塑料管体系中采用集中发泡的形式保温，这给以后的管道维修更带来了麻烦，不符合建筑给水排水管道布臵的基本原则，因此提出了本条的要求。 4.2.6 集中集热、分户储热的半集中式太阳能热水系统，应采用下列措施保证系统的正常运行： 1. 应采用间接式加热系统；

2. 应有可靠的技术措施防止户内的热量倒流至管网。

3. 循环立管和储热水箱宜布置在同一设备平台上，接入各户储热水箱的换热循环支管总长度不宜超过6米。

【条文解释】 集中集热、分户储热的半集中式太阳能热水系统，采用间接加热的形式在管理上比较方便，而且总管线较少，优点比较突出。但要求有可靠的技术手段防止户内热量（通过辅助能源自行加热）倒流至管网。

4.2.7 集中集热、集中储热的集中式太阳能热水系统应适当控制系统规模，避免管线过长，热损失量过大。

【条文解释】 太阳能热水系统在住宅中的应用，一般都是利用分散

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在各栋住宅屋面上的集热器进行集热，而热水管线在栋与栋之间埋地或架空敷设会造成大量的热量损耗。因此，建议集中式太阳能热水系统当集热器在各栋屋面分散布臵时，系统的规模宜以单元或单栋建筑为单位。

4.2.8 屋面资源不足的高层建筑，可采用分段供应热水的方法部分满足上部建筑的太阳能热水系统的集热要求，其余部分可采用热泵热水系统或采用栏板式、阳台式太阳能热水系统制取生活热水，但应保证集热器全年能充分地采集阳光。

【条文解释】 太阳能不能满足整栋建筑热水系统要求时，可以分段解决，下部建议采用分户式的热泵热水系统或者栏板式、阳台式系统。因为有可能存在屋面或日照充分的墙面资源不均衡使用的问题。同时不提倡使用日照时数不足的屋面和墙面，这样会使系统的技术经济性能下降。

4.2.9 空气源热泵热水系统在住宅建筑中的使用宜遵循以下原则： 1.可视室外平台的条件和储热水箱宜靠近用水点的原则选择整体式还是分体式空气源热泵热水系统。 2.家用型热泵热水系统宜采用承压式。

3.在以地面水为水源且水质硬度较低的地区可采用直接加热的热泵热水系统。

4.2.10 公共建筑宜针对不同的建筑类型和用水性质，生活热水系统可采用各种分类系统的合理组合。分类组合的建议选择见表4.2.10

表4.2.10 不同公共建筑热水系统组合选型

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建筑类型 酒店式公寓 宾馆、酒店 医院 办公楼的值班室、休息间 大型商超（肉蔬区） 热水用水性质 生活洗浴 生活洗浴 生活洗浴 生活洗浴 太阳能系统类型(A) 空气源热泵热水系统((B) 空气源热泵辅助的太阳能热水系统(A+B) A2，A3，B1，B2，A+B A3，B2，A+B A3，B2，A+B A3，B1，B2，A+B 清洗、卫生 A3，B2，A+B 职工、学生宿舍 疗养院、休养所 公共浴室 幼儿园 生活洗浴 生活洗浴 洗浴 生活洗浴 A2，A3，B1，B2，A+B A3，B1，B2，A+B A3，B2，A+B A1，A3，B2，A+B 注：A1- 分户集热、分户储热的分户式太阳能热水系统； A2- 集中集热、分户储热的半集中式太阳能热水系统； A3- 集中集热、集中储热的集中式太阳能热水系统； B1- 家用型空气源热泵热水系统； B2- 商用型空气源热泵热水系统； A+B-空气源热泵辅助的太阳能热水系统。

在以上类型的公共建筑中还可以采用除太阳能和热泵热水系统外的其他能源的加热方式并组合，在此不再列出。

4.2.11 当太阳能热水系统、空气源热泵热水系统中的用水点设有冷

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热水混合器或混合龙头时，冷热水供应系统在配水点处压差不应大于0.02MPa。

【条文解释】 本条是为了强调冷热水调温所需要的承压条件，且冷热水压差不宜大于0.02Mpa，这是《民用建筑节水设计标准》（GB50555-2010）中第4.2.3中的要求。

5 系统设计 5.1 一般规定

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5.1.1 太阳能和空气源热泵热水系统应纳入建筑给水排水设计，并应符合现行相关标准的要求。

【条文解释】 太阳能和空气源热泵热水系统属建筑给水排水专业的设计范围。在整体建筑设计出图时，给排水专业应将热水系统的供回水管路设计完成，并应符合《建筑给水排水设计规范》（GB 50015）的要求。太阳能和空气源热泵热水系统的热源部分属于两次设计的内容。给排水设计人员应首先确定热源方案，主要包括系统选型、方案原理图绘制及设备布臵位臵和管线通道的预留。热泵或集热器的位臵、色泽及数量要与建筑师配合设计，在承载、控制等方面要与结构专业、电气专业配合设计，使太阳能热水系统真正纳入到建筑设计当中来。方案的深度应达到甲方可以据此对热源系统进行招标的水平。招标完成后，太阳能系统的阵列排布、热泵系统选型配臵、基础预制、管线设计等关乎产品、系统性能的热源部分施工图深化设计，应由供货方完成，建筑设计单位认可。

5.1.2 太阳能或热泵热水系统的垂直管线不应直接明敷在建筑外墙上（设备平台和搁板位置除外），且不得敷设在建筑物的风道内。 【条文解释】 太阳能或热泵热水系统的设计应顾及建筑物美观要求。不能破坏建筑造型的完整性，并应充分注意集热器反射所造成的光污染对环境的影响。管线的布臵应符合《建筑给水排水设计规范》的相关要求，例如水管布臵在烟道内就是该规范明令禁止的。在外墙上明敷太阳能热水系统的管道影响建筑的美观，除非由建筑专业进行合理的伪装或砌封。将垂直管安装在设备阳台或搁板位臵是合理的。

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5.2 太阳能集热器

5.2.1 集热器的最佳安装方位应朝向正南或正南偏西，若受条件限制时，其偏差允许范围宜在正南±15°以内。在偏差允许范围以外的集热器安装应通过日照模拟计算确定得热量并经能效评价后实施。 【条文解释】 本条确定了太阳能热水器的安装方位角和高度角。根据日照条件分析，条文所规定的朝向有利于最大限度地吸收太阳热能，而且南偏西较之于南偏东更有利于吸收太阳辐射。后面超出标准安装方位和高度角的情况应视日照分析和技术经济条件确定是否适宜。目的是为了限制某些不合理的强制安装行为。

5.2.2 集热器的安装倾角，应根据热水的使用季节和地理纬度确定：

1. 偏重考虑春、夏、秋三季使用效果时θ=φ 2. 偏重考虑夏季使用效果时θ=φ-（0~10）° 3. 偏重考虑冬季使用效果时θ=φ+（0~10）° 式中 θ——太阳能集热器的安装倾角（°） φ——集热器安装地的地理纬度（°）。

【条文解释】 本条的规定也是根据日照条件的分析而得出的。但在工程实践中，集热器布臵会受到屋面造型的影响，甚至会要求贴在平屋面上安装，这样肯定会影响最需要太阳热量的冬季集热效果。应尽量将集热器倾角做大，以便充分顾及冬季的集热效果。迫不得已时应结合厂家的产品对集热器或集热管布臵进行处理，使效益最大化。 5.2.3 集热器排间距以及集热器与前侧遮光物的距离：

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集热器的布置应避开建筑物的遮挡，建筑物的阴影长度即集热器距遮光物的水平最小净距（或集热器排间距），可按下式计算：

D=H2cot Xs （5.2.3）

式中D——集热器距离遮光物或前后排间的水平最小净距（m）； H——遮光物最高点与集热器采光面最低点之间的垂直高差（m）；

Xs——建筑物所在地冬至日上午10时的太阳高度角（全年性使用）(°)。

【条文解释】 本条是针对呈若干排布臵及前有遮光物的情况提出的布臵间距。建议在居住建筑中尽量按顾及冬季使用的冬至日上午10时太阳高度角计算前后排间距。在场地条件允许的情况下应适当放大，使冬季的集热器采光面上有充分的日照。

5.2.4 集中式的太阳能集热器可通过并联、串联或串并联相结合的方式连接成集热器组。集热器组的串联和并联的管路布置应通过计算确定。

【条文解释】 集中式太阳能热水系统，若所有集热器全部采用串联形式，则集热循环时的水头损失过大，收集热量时间过长，影响水温的稳定性，但可以相对节约管路。反之若全部采用并联形式，虽然能使集热时循环水头损失减小，但总管路过长也不可取。因此，应该二者合理结合。同时，一定要考虑集热管的同程布臵，除非有非常精确控制手段保证集热器阵列内任何一点都能均衡地将热量输出。另外，在直接用真空玻璃管充水集热的集热器要慎用串联系统，以避免其中任何一根玻璃管破坏而造成整个系统瘫痪。

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5.2.5 集中式的太阳能集热器阵列，可采用强制循环方式、定温放水的非循环方式或者强制循环与定温放水组合的方式。

【条文解释】 对于分离承压式的太阳能热水系统应采用强制循环的方式收集热量。而对于定温放水式系统，则可以利用冷水压力顶水收集热量。系统设计成两者组合的方式有利于发挥各自的优势。但系统和控制要求相对复杂，本条有排除集中式系统采用自然循环做法的含义。

5.2.6 集热器总面积：

直接加热系统太阳能集热器需要安装的总面积可根据用户每日的用水量和热水温度要求以及当地太阳辐照量计算，按下式确定：

Ac?QwCw(tend?ti)f?ρJT?cd(1??L) （5.2.6-1）

式中 Ac——直接加热系统集热器总面积，m2；

Qw——日均热水用水量，L；按《民用建筑节水设计标准》（GB50555）中的平均日节水用水定额取值； Cw——水的比热，4.187kJ/kg2℃； 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）； f——太阳能保证率，无量纲（0.4~0.5）；

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，1.0kg/L；

JT——当地春分、秋分所在月（春、秋季使用）或冬至所在月

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（冬季使用）集热器采光面上月均日辐照量，kJ/m2·d； η

cd——集热器全日集热效率，无量纲；具体数值应根据集热

器产品的实测结果确定。 根据经验取值0.25 ~ 0.50。

ηL——管路及储水箱热损失率，无量纲； 根据经验取值0.2 ~ 0.25。

间接加热系统太阳能集热器采光总面积的计算也可根据专业软件进行计算。

间接系统集热器总面积：

Ain?AcFhx （5.2.6-2）

式中 Ain——间接加热系统的太阳能集热器总面积，m2； Ac——直接加热系统太阳能集热器总面积，m2；

Fhx——换热器的换热因子，无量纲（按产品说明书的数据确定）。

【条文解释】 本条所列的公式是太阳能集热器总面积计算的经典公式。公式中的各项内容都在符号解释中列出了可供选择的参数。设计者只要根据工程实际及经济、技术条件在各参数的上、下限范围内取值即可。

如果是注重冬天使用效益的用户，建议采用冬至所在月日均太阳辐照量。

如果是空气源热泵（其他能源）辅助的太阳能热水系统，集热面积的确定可由设计者在保证系统能够安全使用的前提下进行选择和

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搭配。前提是必须满足浙江省《可再生能源应用核算标准》的核算要求。

平板式集热器设计集热效率：

由于平板式集热器的实际构成结构所限，平板集热器的集热效率易受环境温度影响，因此其具体年平均集热效率实际设计计算时需根据集热器检测报告实际测定值，通过集热器瞬时效率方程求得（根据厂家产品检测报告为准）：

?cd??o?a1?T式中

*?a2?G?T??

*2?cd：集热器全年平均集热效率；

?o：归一化温差T*=0时的瞬时效率，参考集热器检测报告；

a1：瞬时效率方程一次项系数，应为正值[W/(㎡?℃)] ，参考集热

器检测报告；

a2：瞬时效率方程二次项系数，应为正值[W/(㎡?℃)] ，参考集热

器检测报告；

（ti?ta）T?G,

*T*：归一化温差，(㎡?℃)/W；

其中：

tL2ti??teti：集热器进口温度，℃；33

其中：tL:水的初始温度，℃；

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te：贮热水箱内水的终止温度，℃； ta：使用期环境平均温度，℃；

GJT?106G?Sr?3600， ：太阳辐照度，W/㎡；

其中Sr:系统安装所在地年平均日日照小时数（全年使用）、冬季所在月平均日日照小时数（冬季使用）、春分或秋分所在月（春、夏、秋季使用）(h/d)；

JT：当地纬度倾斜受热面上年均日太阳辐照量，按附录选取。

5.2.7 集热器面积的计算可根据系统设计需求分别按夏季、全年和冬季的冷水水温和辐射量计算。

【条文解释】 由于可再生源在热水系统的广泛使用，受集热布臵范围的限制和热泵热水系统的加入和其他辅助能源获得的难易、经济性及系统的稳定性等各种需求的综合。某些系统的太阳能集热系统可能会按夏季需求设计集热面积，其他季节采用其他能源解决问题。这个设计点也较好地解决了夏季超温、超压等问题。在系统组合时可以根据要求合理设计集热器面积。

系统的管路及储水箱热损失率经验值ηL在管路较长的分户式系统和集中集热分户储热的系统中应视管路的具体情况予以计算和修正。

5.3 热泵主机

5.3.1 当空气源热泵热水系统的储热水箱容积能符合日用水量调节的要求，热泵供热能力可按平均日平均小时需热量配置。否则应按平

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均日最大小时需热量计算。

【条文解释】 热泵热水系统由于主机的配臵价格较高，难以像设计锅炉一样将加热能力配臵到最高日最大时的水平。一般可以通过加大储热水箱容积来调剂最大时平均时的不均衡性，一般热水系统用水量最高峰和气温和水温条件最差的时段不重合，故可不按最高日用水量取值。

5.3.2 热泵热水系统的平均设计小时供热量应按下式计算。

mqrC?tr?tl??rQg?k1 （5.3.2）

T1式中： Qg——热泵设计小时供热量(kJ/h)；

qr——热水用水定额（L/人2d或L/床2d），按《民用建筑节水设计标准》（GB50555）中的平均日节水用水定额取值（温度不同时，按等热量换算水量）。

m——用水计算单位数(人数或床位数)； tr——热水温度, tr=55(℃)；

tl——冷水温度, 按不同季节选取，见附表；

T1——热泵机组设计工作时间（h）,T应根据用水需求、气候条件和系统经济性等因数综合考虑确定。分户独立式系统为5~8个小时，集中式热水系统的全日制供水时建议取8~20（h），不设辅助加热设备的系统，热泵的工作时间宜取下限，以便给最高日用水量发生时流出足够补充加热能力。定时供水时，T1由设计人确定。

Kl—— 安全系数, 取1.1~1.2。

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5.3.3 热泵热水系统的输入功率应根据热泵的能效比值和平均秒功率确定。

Qr = ( Qg/3600 )/COP Qr——热泵的输入功率(kw)；

COP—— 热泵系统的能效比值，无量纲。浙江地区的系统COP

值：考虑全年使宜用取2.5，冬季使用宜取1.5。

【条文解释】 热泵主机标准工况下的COP值可以达到3.7~3.9，实测的生活热水系统热源部分（不包括热水供回水管的热损）能效值约为2.5左右，在冬季工况下的实测能效值约为1.5左右。不同的产品热泵主机的能效值差异较大，但是也容易引起混淆。因此统一在一个相对比较可行的COP值，以保证系统的输入功率的计算的一致性，因为热泵输入功率是体现配臵水平的主要参数，这与鼓励采用能效值较高的技术产品是不矛盾的。能效值的主要优势体现在节能上，而且对系统的运行安全有更大的保障。

5.3.4 热泵热水系统主机应按全年平均的环境温度和冷水水温条件计算输入功率，不设辅助热源的系统应根据冬季的环境温度和冷水温度条件，在合理延长热泵工作时间的条件下校核和调整热泵主机的输入功率配置。

【条文解释】 地处长江中下游的浙江地区，是空气源热泵能否在冬季安全使用的临界区域。如果不设辅助热源，可按下列方式选定热泵：首先确定全年平均和冬季的水温差值，冬季取5℃，全年平均取15℃，热水温度按55℃计的话，两者的热量差值应为：

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( 55-5)/(55-15)=1.25倍；而系统全年平均的COP值取2.5，冬季选1.5，两者的配臵差值为2.5/1.5=1.67倍，因此两者的影响重叠的话，输入功率需求的差值约为2.09倍。如热泵系统按全年平均日的参数设计，加热时间按下限8h计算。则冬季最不利季节的热泵工作时间可以控制在16.72小时即17小时以内，上限为20小时，符合要求。 5.3.5 热泵热水系统的室外主机应在通风条件良好的屋顶、阳台、室外平台等处布置。成组布置时进风侧的间距宜大于2.0倍进风口的高度。靠墙一侧的主机距墙面的净距宜大于1.5倍的进风口高度。 【条文解释】 本条的主要目的是为了避免成组或靠墙布臵时热泵的进风条件不能满足机器的进风要求。进风口高度是指热泵机组换热翅片的垂直高度。

5.3.6 成组布置的热泵热水机组应采用并联方式换热，机组宜采用同程管路的形式保证各台机组工作的均衡性。

【条文解释】 采用异程布臵的管路容易造成机组之间工作的不均衡，设计人员如果经过精密计算并有合理的技术手段保证机组中各台主机工作的均衡性则可以采用异程的管路形式。

5.3.7 当热泵热水系统采用直热式机组时，应同时设置循环加热管路保证水箱内冷却的水可被再次加热。

【条文解释】 直热式机组在非承压的热泵系统中应用很广泛，它可以使系统变得较为简单，但是已被加热的水存在冷却后需要再加热的可能性，冬季极端温度下，要求系统完全达到直热要求也有一定的难度，故建议设循环加热回路保证系统的运行可靠性和灵活性。

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5.4 储热水箱

5.4.1 集中热水供应系统的储热水箱容积应根据热水用水小时变化曲线及太阳能集热器或热泵的供热能力，综合考虑辅助加热装置加热时段和能力等多种因素经计算后确定。

【条文解释】 理论上储热水箱应根据产热、用热包括辅助加热三者之间的变化曲线求得需要调节的热量，换算出储热水箱的容积。但实际上这种曲线的取得有一定的难度，而且太阳能热水系统的特点是使用时段基本上与集热时段错开。而辅助加热时段一般在使用时间段之前，也就是说，产热时段与用热时段是基本分开的。储水箱的容积与产热量（集热面积）的关系更密切。储水箱容积的大小直接影响到系统效率，容积越大，对太阳能的集热效益越好，反之，则相反。当然，容积过大会带来负面效应。首先水温偏低，不得不使辅助加热装臵经常开启。若容积大到经常不能当日使用完毕的情况，既会影响次日的集热效益，又会无端浪费辅助加热能源。因此在集中式太阳能热水系统中，建议按最高日热水使用量、综合可布臵的集热面积产热量及辅助加热能力等因素后确定储热水箱的容积。

热泵热水系统的水箱应在分析用水时段需热量和加热时段的供热量之间的按时变化曲线后，以最高日需要调节的水量为设计值。 5.4.2 分户式太阳能热水系统储热水箱容积可按下列经验公式确定：

V= (50~70) · A

式中 V——储热器有效容积，L；

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A——集热器的集热面积，m2（直接加热系统为Ac，间接加热系统为Ain）。

注：部分无法按第6.4.1条计算的集中式系统可参照本公式计算。 5.4.3 热泵热水系统的储热水箱可按下式计算：

V= m qr（1-T1/24）

V ——贮热水箱（罐）有效容积（L）； m ——用水计算单位数

qr ——热水用水定额（L/人*d或L/床*d）； ； T1——热泵机组设计工作时间（h/d）

【条文解释】 热泵热水系统的储热水箱容积设计概念与常规能源的储热水箱是完全不同的，常规能源系统的储热水箱容积主要是调节最大时用水量与秒流量之间的不平衡关系。因为热泵热水系统中的小时供热量是平均时概念，储热水箱以日为单位计算调节容积，可以不考虑最大时与平均时的比值Kh。因此，必须配臵大容量的储热水箱。《建筑给水排水设计规范》对水箱的规定为：全日制集中热水供系统贮热水箱（罐）有效容积，应根据日耗热量、热泵持续工作时间及热泵工作时间内耗热量等因素确定，当其因素不确定时宜按下式计算：

? ? r t ? t r ?? Cl 式中： Qh——设计小时耗热量 (kJ/h)；

Qg——设计小时供热量(kJ/h)； Vr——贮热水箱（罐）有效容积（L）；

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Vr?k2?Qh?Qg?T

T——设计小时耗热量持续时间（h）；

η——有效贮热容积系数，贮热水箱、卧式贮热水罐η=0.80～

0.85，立式贮热水罐η=0.85～0.90；

k2——安全系数，取1.10～1.20。

这个公式按设计小时耗热量持续时间来确定储热水箱的容积。在物理概念上是正确的，但很难取值。往往让设计人员无所适从。建议按日均用水量减去热泵工作时的产水量求出水箱的容积：

Vr= m qr（1-T/24）

这个公式的物理含义就是假设每天热泵工作时段内的产水量和供水量是平衡的，需要储存的是热泵不工作时段内的平均时用水量。 5.4.4 储热水箱在闭式强制循环系统中必须承压，其承压能力应经计算确定。

【条文解释】 储热水箱根据系统分类，分为承压式和非承压式，其中承压式系统中的储热水箱是压力容器，必须要有承压能力的计算和等级的标注。并且应有相关政府管理部门的压力容器生产许可证。 5.4.5 储热水箱材质、衬里材料和内壁涂料，应确保水质在可能出现的运行温度下符合现行的《生活饮用水水质标准》的要求。 【条文解释】 在热水系统尤其是太阳能热水系统中的储热水箱，在夏天可能出现的高温环境要比普通的煤气、电或热泵热水的储热水箱更高。因为后者极限高温可自行设定（70℃左右），而前者是不确定的，很可能会超过80℃。因此储热水箱的材质应达到系统耐高温能力的要求。但要求有可靠的技术措施限制温度的上升到70℃以上，以免

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烫伤。

5.4.6 储热水箱的布置形式（立式或卧式）和进出水管布置，不得产生水流短路，并应保证箱内具有平缓的水温梯度，充分利用水箱的储热容积。

【条文解释】 承压式储热水箱内流速（层流或紊流）、使用的间歇性，立式和卧式安装都会影响到水箱的有效储热容积。设计人员在设计时应充分考虑这些因素，趋利避害。一般立式水箱相比卧式水箱的温度随水箱高度的变化曲线要平缓很多，容易将水箱的容积利用得更充分。 5.4.7 承压储热水箱保温效果必须达到国家标准，热损系数 ≤2W/m2·K。家用太阳能热水系统储热水箱热损系数应小于16W/m3.K。 【条文解释】 本条是对储热水箱保温效果国家标准的重申。 5.4.8 在开式非承压系统中，储热水箱应设置水位计、水温指示器、控制器及放空管等；在闭式承压系统中，应设置压力表、泄压装置、水温指示器、控制器及自动排气阀等。

【条文解释】 本条所列的要求是对非承压储热水箱的常规要求。同时要求水箱的水位和水温变换成模拟过程量在控制系统中体现。 5.4.9 太阳能热水系统储热水箱的出水温度不应超过70℃，系统应有保证水箱储水不超温的技术措施。

【条文解释】 任一种太阳能热水系统，如果没有设计防止储热水箱超温的技术措施，储热水箱在夏天时很容易达到95℃以上。极易发生烫伤事故。整体非承压式集热水箱温度难以控制，应采用有效技术手段防止用水侧出现超温。

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5.4.10 集中集热、分户储热式的太阳能热水系统当采用集热系统非承压、换热系统承压的形式时应设非承压的缓冲水箱。缓冲水箱的容积可按整个换热系统介质容积的2~3倍计算。

【条文解释】 集热系统不承压，换热系统承压的集中集热、分户储热系统是近年来经常采用的系统。集热系统不承压可以节约投资。这种系统的集热和换热系统之间应增设非承压的缓冲水箱。因为缓冲水箱的存在，无需设臵膨胀罐。非承压缓冲水箱容量的计算：本着温差越高，换热效率越高的原则，缓冲水箱理论上越小越好。但是过分的小容量，由于系统高温会个日常维护维修带来危险和不便。缓冲水箱的容量：既要满足正常运行时的循环集热和换热时最低水量需求，又要满足夏季高温时段，户内水箱均已达到温度上限换热系统停止运行时，集热系统正常运行情况下缓冲水箱水箱温度不能超过95℃的要求。

5.5 辅助能源

5.5.1 太阳能热水系统必须配设辅助加热装置，可采用电、燃油、燃气或城市其他热源作辅助能源。在分户式系统中宜采用电或燃气作为辅助能源。

【条文解释】 太阳能是一种低密度不稳定的分散性能源，不能全天候供给，无法像其他能源一样按使用要求及时加热。因此，太阳能热水系统必须配备辅助加热能源。能源种类应视各种能源的经济价格和使用方便程度进行选择。从使用的方便程度来衡量，首推用电作为辅助加热能源。但电受负荷配臵的影响，其热流量无法与油和燃气相比。

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故在某些经济价格合理的集中式热水系统中，可以采用油和燃气作辅助能源。若有廉价的城市热源可资利用，则是更理想的选择。若选用家用的燃气热水器作为太阳能辅助加热装臵，则必须校核太阳能热水系统与其适配性，防止燃气原件的损坏和控制系统的不匹配。 5.5.2 为保证太阳能热水系统全天候正常运行，辅助能源的加热能力配备应按不计太阳能集热器供热能力的常规热水系统计算，具体选型应根据现行国家标准《建筑给水排水设计规范》（GB50015）中第5章的有关条款执行。

【条文解释】 在浙江省大部分地区，会出现连续多日的阴雨天气。在这种时段，太阳能热水器的集热功能几乎完全丧失，因此有必要按不计太阳能热水器集热供热能力来计算太阳能热水系统的辅助加热能力。也就是说，此时的热水系统就是一种完全依靠辅助加热的普通热水系统。

5.5.3 辅助能源可直接加热，也可通过热交换器间接加热储热水箱中的水。

【条文解释】 辅助加热系统采用直接加热或间接加热方式，应视辅助能源的种类不同而选用，主要考虑水质、水压和加热效益等因素。辅助热源直接加热必须满足国家相关的安全认证要求。

5.5.4 当采用燃油、燃气作为辅助加热的手段时，应按相关的专业规范采取防火、防油、防气污染的技术措施。

5.5.5 热泵热水系统辅助热源的加热能力应按平均日用水量在冬季最冷月平均冷水温度下的需热量确定，且应扣除相应气温条件下的已

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选热泵在该时段的加热能力。

【条文解释】 《建筑给水排水设计规范》（GB50015）规定：最冷月平均气温低于10℃的区域的热泵热水系统宜设辅助加热装臵。浙江省的大部分地区处于这个气候带。如果设臵辅助的加热装臵，则热泵的设计点由设计者根据项目需求自行确定。如果不配臵辅助加热装臵，可依靠延长热泵的工作时间来满足最不利时段的用热需求，热泵的选型应留有余地，最不利时段的每日工作时间不应超过20小时。 5.5.6 热泵与太阳能组合的热水系统其辅助加热装置设置应根据机组的配置计算确定。

【条文解释】 太阳能与热泵组合的热水系统的辅助加热能力应按不计太阳能系统加热能力计算。辅助加热能力应为冬季的需热量减去选定热泵的冬季工作能力确定。

5.5.7 采用能源塔热泵等有效手段防止冬季运转失效的热水系统可不设辅助加热装置。

【条文解释】 能源塔热泵是利用溶液水冰点低于水的特点完成吸热循环。在冬季，热泵利用溶液在蒸发侧完成吸热后输送至能源塔通过与环境空气换热后回到蒸发侧继续吸热。这种系统可以在冰冻程度不大的浙江的大部分地区使用，而且对冬季的使用安全性有较好的保障。主要可以避免空气源热泵在冬季因结霜导致的加热能力急剧下降。但系统相对复杂。

5.6 热交换器

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5.6.1 太阳能集热器收集的热量，可以直接加热储热水箱中的水，也可以通过热交换器间接加热储热水箱中的水。

【条文解释】 本条主要说明太阳能集热器收集热量的方式可以选择直接加热和间接加热。如采用间接加热，则应设臵热交换器。 5.6.2 原水硬度较高易于结垢和集热器具有较高防冻要求的场合，宜采用热交换器间接加热生活热水的系统。

【条文解释】 热交换器的使用会使总集热效益下降，但其能够适应寒冷的气候条件和较硬的原水水质，并且能采用技术手段使太阳能热水系统启动快而提高集热效益。应视安装条件的不同进行合理选择。在系统防冻要求不高的地区，可以采用防冻循环解决问题。但在高寒地区一般应采用介质循环间接换热的方式防冻。

5.6.3 在利用热交换器间接加热的太阳能热水系统中，热交换器换热不应明显降低集热器效率。当集热器的太阳能收益达到可能的最大值时，热交换器导致的集热器效率降低不宜超过10%。

【条文解释】 太阳能密度低，分散和不可控，因此要求热交换器的设计能够在不同的换热温度条件下仍有较高的集热效益。

5.6.4 用于加热生活热水的热泵热水系统应采用直接加热的方式。 【条文解释】 热泵系统的冷凝器由于工作温度不可能像太阳能热水系统那样会出现高温工况，在浙江省大部分地区为地表水源的水质条件下直接加热完全可行。热泵热水系统一般不采用间接换热的方式加热生活热水。某些特殊的如泳池水的加热等场合除外。

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5.7 集热循环泵

5.7.1 分离式循环集热的太阳能热水系统，在自然循环不能保证集热效益时必须设置循环水泵。热泵热水系统应设循环泵。

【条文解释】分离式系统中由于集热装臵跟储热水箱有一定的距离，依靠温差异重的压差循环往往很困难，设臵循环泵是一种比较可靠的手段。而且相对于集热量而言，循环泵的能耗基本可以忽略不计。热泵热水系统即使是采用直热型机组也应该设循环泵以保证水箱内未被用尽而冷却的温度不达标热水可以再次加热系统，直热型机组在冬季气温和水温条件都比较底的极端时段，往往直热难以达标，可以改成直热加循环的模式运行，如果以热泵热水作为预热的系统可以除外。 5.7.2 太阳能热水系统的集热循环泵的流量应根据太阳能集热器的面积大小确定，并可按下式计算：

qx=(0.01~0.02) · A （5.7.2） 式中 qx——集热循环泵流量，（L/s）；

A——集热器总面积，（m2）（直接加热系统为Ac，间接加热系统为Ain）。

5.7.3 集中式太阳能热水系统的集热循环泵流量应根据集热器及相关管路的容积和集热循环泵一次运行历时确定：

qx= Vx / Tx （5.7.3） 式中 Vx——集热器及相关管路的容积（L）； Tx——集热循环泵一次运行历时（s）。

【条文解释】5.7.2、5.7.3 集热循环泵的流量与集热面积大小相关。

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