平板分体式太阳能光热系统斜屋面一体化施工工法

海尔平板分体式太阳能光热系统以其环保和得热快而被普及应用在民用建筑中，它已成为新竣工工程的一个重要组成部分。为了更好的满足用户的使用功能，提高太阳能的得热率，使太阳能更好、更方便的为居住服务，并使其与建筑融为一体，在太阳能光热系统中又开发出了新的产品，即分体式太阳能光热系统。该系统具有布设灵活，安装方便，得热效率高而深受欢迎。特别是它安装在斜屋面上时，更能发挥它的优势。为简化和规范分体式太阳能在斜屋面上的安装工艺，使其能得到更广泛的推广和应用，特编制本工法。 一、特点

系统选用PTG2.0型海尔平板式太阳集热器。其特点为：

安装可直接镶嵌在在斜屋面的屋面瓦中，也可附着在斜屋面的挂瓦面上，

突出屋面的空间小，集热器可配置型钢矮支架，强度好，寿命长。不占用空间，能与屋面完美结合，可作为屋面装饰的组成部分；（如图一示）

1.1 储水罐可安装在斜屋面的闷顶层内，不占用居住的有效空间和影响观感，方便使用和便于维修；

1.2本系统运行原理示意图：

图一系统运行原理示意图

图二 集热器凸出斜屋面安装

主要设备：平板式太阳集热器、承压搪瓷内胆水箱、控制系统、换热器、膨胀罐、循环泵、增压泵、管路及配件等；

1.3 集热器采用平板式承压设计，集热器的外壳采用δ0.5mm 彩涂板，防腐

能力强，适用于强制循环太阳集热系统。集热器的保温采用δ25mm岩棉板，内表面带反射层，保温效果好，无冻堵、无结垢、无渗漏等问题；透明盖板采用钢化玻璃，抗冲击能力强，透明度高；

1..4 全铜管板超声波焊接，进口集热条带，含Ti涂层，吸收率高，发射率低， 集热效果好；

1.5太阳能安装在斜屋面的向阳方，其模式确保白天最大限度的利用太阳能，最大限度节省能源；业主也可根据自己的习惯设定辅助能源启用时间；

1.6 水箱承压运行，自来水顶水出水，压力稳定，冷热水混水均匀；

1.7 用户端无需控制太阳能热水系统，只需辅助能源的启停，简单方便、容易操作； 1.8 承压水箱用水有防电墙专利设计，更安全、可靠；

1.9平板集热器寿命在25年以上，模块化，便于拆卸安装；

1.10系统采用二次换热，水箱内生产的热水清洁卫生，无杂质、无污染，可直接作为生活饮用水；

1.11系统全承压全自动运行，维护简单方便快捷；

1.12集热器模块化设计，可任意组合成各种大小集热面积的集热阵列。 二、适用范围

适用于高中档小区、别墅建筑工程的斜屋面。 三 工艺原理

3.1用水承压运行原理

储水箱承压顶水用水，和自来水系统直接相连，利用自来水压力为动力。 3.2集热器温差循环原理

集热器内出口水的温度T2比保温水箱内水的温度T1高10℃以上（含10℃）时，集热循环水泵P1和P2自动启动；当二者之间的温差小于5℃时，P1和P2泵停止运行（温差循环的温度可以设置）。 3.3 二次循环原理

系统为二次循环方式，分为集热循环和热水循环，集热循环在太阳集热器和换热盘管之间，使用防冻液作为循环介质。热水循环在水箱内，为自然循环--盘管加热周边水之后，热水上浮形成自然循环。太阳集热器采集太阳能变为热能，加热介质后，通过集热循环输送到每户保温水箱内的换热盘管中，换热盘管中得热介质将热量传递给保温水箱中储存得热水。 3.4定温控制原理

阴雨天气等光照条件不利的情况下，到预约时间点，若保温水箱内的温度T2≤设定温度（此温度可根据要求自行设置），则系统自行启动电加热，达到停止加热设定温度，电加热停止。该设置保证全天候供应热水。 3.5 其他功能

控制系统采用海尔太阳能专用控制柜，该控制柜另外还具有漏电保护、超温保护等装置。 四、工艺流程及操作要点： 4.1 工艺流程：

太阳能集热系统基础制作→节点防水→安装集热器→安装储水箱→安装辅助设备→安装管道水压试验和冲洗→管道保温→安装控制装置→试运行→运行→验收→成品保护。 4.2、操作要点：

4.2.1太阳能集热系统基础制作

太阳能热水系统基座包括集热器基座、水箱基座、水泵基座和其它辅助设备基座，集热器和水箱基座应与建筑主体结构连接牢固。基座可以是现浇混凝土结构形式、钢结构形式、预制件形式、砖混结构形式等。 4.2.2 安装集热器

图三 屋面集热器安装示意 图四 集热器固定件安装

图五 预留穿屋面给回水管套管示意

如集热器镶嵌在屋面瓦内，平板集热器配合曼宁家屋面一体化施工同步进行；如安装在屋面瓦上，需带屋面瓦施工完成后进行安装。安装时要带包装吊运到楼顶安装位置，安装前拆除包装。安装时检查集热器水口、外壳、玻璃密封等有无破损，安装孔位置是否正确。然后 将集热器安装在已制作好的集热器支架上并可靠固定(可以使用集热器自带螺栓与支架连接，也可以使用集热器背面连接片闲置孔与支架连接)。按装完成后用曼宁家骆驼节点防水卷材进行周边或节点防水处理。

安装集热器间的波纹管或卡套索母或铜管焊接（系统调试后再进行保温）。 根据实地情况在集热器的上端选择一个出水口（以出水管路最短为原则，对应于水箱的循环入口），出水口的对角为冷水进口（对应于水箱的循环出口）。出水口最高处必须加装排气用的阀门；将最边上两个水口用丝堵或者球阀封死。 承压系统中排气阀不能直接安装在管路系统中，排气阀和管路之间要加装截止阀，调试完毕运行正常后必须把球阀关闭。每排在系统的最高点安装一套排气装置。集热器管路最低处要加装阀门，以备排空集热器及管路中的液体。 4.2.3安装储水箱

贮水箱的安装必须在储水箱基座质量验收合格后进行。贮水箱四周应留有检修空间。悬挂式

储水箱挂架装置，其负荷能力应能至少承受储水箱加满水总重量的2倍，不发生裂纹和变形。储水箱安装在室内的要考虑地面防水和排水设施。 4.2.4安装辅助设备

辅助设备安装包括水泵安装、电磁阀安装、安全阀的安装、充液阀安装、压力表的安装及其它设备安装。辅助设备的安装必须在设备基座和设备开箱质量验收合格后进行。 各种设备的安装要有利于观察和维修。 4.2.4.1水泵的安装

水泵周围应留有检修空间，并应做好接地保护。安装在室外的水泵、电磁阀等，应采取妥当的防雨保护措施；严寒地区和寒冷地区必须采取防冻措施。水泵吸入端应安装在膨胀罐上，且要竖直安装（特殊情况按设计要求）。泵的出口要装单向阀，避免集热器里的水或介质倒流。管道与泵连接后，不应在其上进行焊接和气割；当需焊接和气割时，应拆下水泵或采取必要的措施，并应防止焊渣进入泵内。 4.2.4.2 安全阀的安装

新装安全阀应附有产品合格证，安装前要进行复校，加以铅封并出具安全阀校验单。安全阀应垂直安装，并装设在容器或管道气阀界面位置上。 安全阀的出口应无阻力，避免背压现象，要装设排泄管，其内径应大于安全阀的出口通径，安全阀排泄口应注意防冻，排泄管不准装设任何阀门。承压设备与安全阀之间不得装有任何阀门，正常运行时，截止阀必须全开并加铅封。 安全阀与压力容器、管道之间的连接短管的截面积，不得小于安全阀的流通截面。安全阀装设位置应便于它的日常检查、维护和检修，并应考虑能听到安全阀开启时的响声。安装在室外露天的安全阀，要有防止冬季阀内水分冻结的可靠措施。 安全阀出口应装设排泄管，排泄管应直通安全地点，并有足够的截面积，保证导流、排汽畅通。两个以上的安全阀若共用一根排放管时，排放管的截面积应不小于所有安全阀出口截面积的总和。排气阀应安装在太阳能集热循环系统或供水系统的高处。安装单向阀要注意种类、安装位置、安装方向（竖管道用、横管道用要分清，安装朝向、角度要正确）； 4.2.4.3电磁阀的安装

电磁阀安装前要仔细阅读厂家说明书。应水平安装，水平安装的电磁阀线圈竖直向上；特制的竖直安装电磁阀遵行厂家的安装要求。阀前后应加装调压作用明显的截止阀。 电磁阀的安装方向应正确，不得反装，并应便于更换。 为了便于维修和应急电磁阀旁边要装旁通管路；阀前后应加装调压作用明显的截止阀；

接管之前用0.3MPa的压力对管道充分冲洗，把管道中的金属粉末密封材料残留物、锈垢等清除干净；电磁阀的工作介质应清洁无颗粒杂质，可在阀前安装过滤器；在管道刚性不足情况下，可在阀前后管子用支架固定，以防电磁阀工作时引起振动；保温结构一般由绝热层和保护层组成。

电磁阀出口处要加装单向阀，避免回流及烫坏管道。 4.2.4.4安装管道水压试验和冲洗

热水系统的管道材料应采用适应热水要求的复合管、金属管、塑料管等；太阳能热水系统所有管道和设备均应做好保温处理。管道保温必须在管道安装和打压试验质量验收合格后进行；集热器和集热器之间连接波纹管必须在系统上水试漏后进行；水箱保温必须在水箱试漏后进行。热水供应管道应尽量利用自然弯补偿冷热伸缩，直线段过长则应放置补偿器，补偿器形式、规格、位置应符合设计要求，并按有关规定进行预拉伸。 4.2.4.5安装控制装置

温度传感器连接：在电源板的温度传感器接口处找到相应的温度传感器接口。在距离端子150mm处截断，并将截断处剥线。（可根据集热器与太阳能站实际安装距离另接一段引线，引线规格要求为：2×AWG24（2×0.2mm2），耐温80℃以上。）接线处用绝缘胶带粘牢。将传

感器探头放置在集热器出水口端盲管内并插到底部确保与被测点可靠接触，传感器线沿管路包扎，引线断点避免暴露在室外环境中，防止雨水侵蚀氧化。将储水箱的电源连线和传感器连接到太阳能站电源板的正确位置。按说明书的要求选择导线种类和线径并把控制器和循环泵、电磁阀等的导线接通。 4.2.5调试运行

系统安装完成投入使用前，必须进行系统调试。具备使用条件时，系统调试应在竣工验收阶段进行；不具备使用条件时，经建设单位同意，可延期进行。调试时，所需的水、电应满足设计要求。

系统调试包括设备单机调试和系统联动调试。设备单机调试合格后进行系统联动调试。设备单机调试应包括水泵、阀门、电磁阀、电气及自动控制设备、监控显示设备、辅助加热设备等。系统联动调试应按照实际运行工况进行。 系统安装完毕后应进行冲洗工作，冲洗包括管道冲洗和水箱冲洗，应保证冲洗的管道和水箱没有任何杂质和污染物，水质干净，无色无味。

水泵安装方向应正确。通电调试前，应保证水泵的进口端已经注满水；水泵运转时，检查水泵转动方向是否正确。在设计负荷下连续运转不小于2h，无异常震动和声响，各密封处不 得泄露，紧固连接部位不应松动。电机的电流和功率不超过额定值，温度在正常范围内。 五、使用机具

用于本工程的主要施工机具表

序号 1 2 3 4 5 6 7 名 称 电焊机 切割设备 套丝机 打压泵 电锤 工具箱 手持工具（配套） 单位 台 台 台 台 把 套 套 数量 1 2 1 2 5 10 5 备 注 扳手、钳子

六、使用材料 5．2材料： PP-R塑料管； 聚氯乙烯生料带；

预埋铁件（δ6钢板制作）； 膨胀螺栓；

角铁支（全防腐）；

铜制管件（或不锈钢管）；

聚录乙烯保温管（或橡胶保温管）。 曼宁家骆驼节点防水卷材 七、质量要求

7.1使用本工法操作的人员必须事前经过严格的技术培训，并经考核合格后方可上岗操作。操作人员要熟知本系统的工作原理，配件数量、名称、用途和使用部位，并有熟练的操作技能。

7.2 材料质量要求及标准

7.2.1设计选材时综合考虑材料之间物理，化学和力学性能的相容性和匹配性。应优先选用具有经成熟使用的材料，使用新材料前必须对其性能进行全面严格检查鉴定。需要做复试的材料，使用前要按要求做复试。

7.2.2支架材料应具有良好的机械强度和耐侯性的国标角钢、槽钢等型材进行制作，

7.2.3 集热管道要用金属管道，有条件的推荐使用铜管或不锈钢管；用水管道可用PPR管或其它热水塑料管，有条件的可用铜管或不锈钢管。

7.2.4 管道保温材料应优先选用合格的聚乙烯保温管、橡塑保温管。安装时沿保温管长度和直径方向的接缝均应进行粘接处理。绝热层厚度允许偏差：当绝热层厚度≥50mm时为+10%，当绝热层厚度<50mm时为+5%。

7.2.5 金属防护层整体应有防（雨）水功能，对水易渗进绝热层的部位，应用玻璃胶严缝。 7.2.6 材料采购应优先选用性价比高的材料。 7.3钢基础或混凝土基础的质量要求

7.3.1现浇混凝土结构基础中的预埋件应与基座紧密结合，不得有空隙。

7.3.2在建建筑，和屋面同步施工的现浇混凝土集热器基座，施工完毕后应与屋面同步做防水处理，并应符合现行国家标准GB 50207《屋面工程质量验收规范》的规定。

7.3.3既有建筑，现浇混凝土集热器基座做在结构层上，破坏屋面保温层和防水层的，应补做保温和防水，并应符合现行国家标准GB 50207《屋面工程质量验收规范》的规定。 7.3.4既有建筑，集热器基座直接做在防水层上面的，无论采用钢结构或预制件形式都应在基座和屋面防水层之间加垫厚度不低于5mm的橡胶板。

7.3.5采用预制件基座时，应在屋面摆放平整、布局合理，集热器支架与预制件采用膨胀螺栓焊接或膨胀挂钩钩挂，连接牢固。 7.4水箱安装质量要求及标准 水箱的内箱应做接地处理。接地应符合现行国家标准《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》 GB 50169 的要求。 7.5 阀门的安装要求

自动排气阀应垂直安装，排气口应竖直向上，不得倾斜或水平安装。 承压太阳能集热循环系统管道上若安装自动排气阀时，必须在排气阀和管道之间接上安装阀门，而且调试运行完后把阀门关闭。 7.6 管道的安装及标准

7.6.1管道坡度应符合设计规定，排空系统不得有反坡存在；冷、热水管同时安装时应符合下列规定：上下平行安装时热水管应在冷水管上方；垂直平行安装时热水管应在冷水管的左侧。

7.6.2水平管道沿水流方向应有2‰～5‰的坡度。 7.6.3固定支架与管道接触应紧密，固定应牢靠。

7.6.4太阳能热水系统总进水管道必须加装过滤及止回装置。

7.6.5承压管道应做水压试验，试验压力应满足相应规范及设计要求

7.6.6系统保温施工应按国家标准GB50185《工业设备及管道绝热工程质量检验评定标准》的规定执行。 7.7压力表的安装

压力表必须设置存水弯管。存水弯管采用钢管弯制时，内径不应小于10mm；采用铜管弯制时，内径不应小于6mm。压力表必须安装在便于观察和吹洗的位置，并防止受高温、冰冻和振动的影响，同时要有足够的照明。太阳能热水系统的管道安装应满足现行国家标准GB 50242《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》的规定。 7.8电气安装

电气装置接线必须正确。断流容量、过压、欠压、过流保护等整定值应符合规定值。 7.9 其他

温度、温差、水位、时钟等监控显示仪表设备应动作灵敏、显示准确。 各种阀门应启闭灵活，关闭严密。

7.10 所有的金属支架、螺栓表面及裸露的金属部分必须进行防腐；防腐施工应符合现行国家标准《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》 GB 50212 和《建筑防腐蚀工程质量检验评定标准》 GB 50224 的要求。 八、劳动力组织（安全要求） 8.1 劳动力组织 8.2 安全生产

8.1.1 工人上岗前必须经过安全培训。根据工程的难易程度和工程特点编制施工方案进行技术交底；

8.1.2 操作人员上岗时必须穿防滑鞋；

8.2.3 屋面作业施工前，做好高空作业的安全防护，斜屋面檐口凌空处必须有防护栏杆，在斜屋面作业人员应在防滑梯上进行作业；坡度较大的屋面操作时要佩戴安全带；

8.2.4 斜屋面上堆放材料、工具等物品时应有防滚落措施，小型工具、配件、零星材料应放在工具箱或工具袋内，以防滚落伤人；

8.2.5 操作人员应随时将废旧材料放入废料袋中，严禁高空抛扔物品； 8.2.6 使用电器设备及手锤时防止触电和伤手；

8.2.7 高血压、心脏病及不适应高空作业的人员不得从事本项工作；

8.2.8 做好安全文明施工，安装完成后，要及时做好现场文明清理工作，做到工完场地清； 8.2.9 向屋面吊装物品要有明确的指挥信号，吊具要安全可靠，符合性能要求；吊装时索具要牢固，捆绑要牢固，起吊后，吊具下严禁站人； 8.2.10遇有五级以上的大风天气要停止屋面作业。 九、 经济效益分析 9.1成本分析：

一般 100 L每台（含安装费）7500/台； 150 L每台（含安装费）9000/台。 9.2技术经济效益：

9.2.1节能省电，1全年每户可节电2200度左右，即可省钱1200元左右；使用四年即可收回投资；

计算方式如下：365天×200L/天×35℃/1163×0.55元/KW×80%=1200元9．2．2采用国标角钢电镀锌支架，强度大，安装简单，美观性好，与建筑完美结合，即不遮挡入室阳光，又成为一个建筑饰件。比原来一体式太阳能支架更加简约可靠、节约钢材。 9.3社会效益：

经济环保，高效利用太阳能，保护生态环境，充分节约能源，社会综合效益明显，有利社会节能减排。 . 十、工程实例

1. 部分工程一览表： 项目单位 项目名称 项目内容 合同金额 竣工日期