太陽能熱水系統(tǒng)在高層住宅建筑中的應用

文/謝政權 恒大地產(chǎn)集團山西公司 山西太原 030006

太陽能熱水系統(tǒng)在高層住宅建筑中的應用

文/謝政權 恒大地產(chǎn)集團山西公司 山西太原 030006

通過對目前太陽能熱水器產(chǎn)品進行分類對比，得出不同類型的太陽能熱水器在高層住宅建筑中的應用范圍，為以后安裝太陽能熱水器的用戶提供參考。

熱水器；太陽能；高層建筑；光能

前言：

太陽能最廣泛的應用即光-熱系統(tǒng)，在單﹑多層住宅項目中普及率較高。但是隨著城市化進程的速度加快，土地成為稀缺資源，高層建筑成為建筑市場主流；國家節(jié)能要求越來越嚴格，大量城市要求安裝太陽能熱力系統(tǒng)，給太陽能熱力系統(tǒng)在中高層住宅的應用推廣帶來了機遇及挑戰(zhàn)。本文就太陽能熱水系統(tǒng)在高層住宅類房地產(chǎn)開發(fā)項目中的應用做出了探討，提供了部分可行性方案。

太陽能熱水系統(tǒng)以太陽能轉換為熱能進行加熱時的裝置。一般包括集熱器﹑貯水箱﹑泵﹑管道﹑支架﹑控制系統(tǒng)和必要的輔助加熱系統(tǒng)。

1、住宅建筑太陽能集熱器產(chǎn)品介紹

太陽能集熱器是把光能轉換為熱能的核心部件，集熱器質量的好壞直接決定該太陽能集熱系統(tǒng)的成敗。按照結構形式分，主要有平板型和真空管型兩大類。

1.1 平板型太陽能集熱器

平板型集熱器一般由主要有透明鋼化玻璃層﹑吸熱層﹑隔熱層﹑加熱銅管和鋁合金框架等幾部分組成。系統(tǒng)工作時，光輻射穿透蓋板，吸熱層吸熱加熱銅管內熱媒。平板型集熱器結構簡單，安全可靠，不怕墜物破壞，成本較低，可定制特殊尺寸，與建筑一體化結合度較高，使用范圍廣。

另外有一種全流道不銹鋼平板太陽能集熱器：通過液壓成型﹑整體焊接成型密置流道，流道間設置微流道，形成全流道結構，改變傳統(tǒng)板-銅管熱傳導結構，直接集熱傳熱，熱傳導更快更直接，顯著提高集熱效率。該集熱器具有循環(huán)快﹑熱阻小﹑傳熱效率高﹑流道同程﹑流量均衡等特點，從根本上提高集熱器熱轉換效率。缺點是：市場僅量產(chǎn)廠家少，價格比普通板式高20%，機床沖壓一次成型，產(chǎn)品尺寸受限，無法個性化定制。

1.2 真空管集熱器

真空管集熱器可分為全玻璃﹑玻璃—金屬真空管兩種類型。將吸熱膜涂于抽成真空的雙層玻璃管內壁就是真空管集熱器，水流經(jīng)玻璃管；外層玻璃，內層U形金屬管或熱管式吸熱。

真空管集熱器的優(yōu)點是：抗凍性好﹑加熱快﹑不易結垢﹑保溫好，安裝方簡便；缺點是：易被外力破壞，不適宜用于陽臺壁掛；管長定型，一般1.5m﹑1.8m，與建筑一體化結合較差。

太陽能熱水系統(tǒng)形式的選擇

2、太陽能熱力系統(tǒng)分類

目前，應用于住宅類建筑的太陽能熱力系統(tǒng)一般有以下3種類型：分戶式﹑集分式﹑集中式太陽能。

2.1 分戶式太陽能：

在住宅中根據(jù)其安裝形式不同，一般包括一體化太陽能和陽臺壁掛式太陽能熱水器。多層建筑常用的一體化產(chǎn)品，由于該產(chǎn)品集熱器和儲熱水箱一體，設置于屋面，結構簡單，本文不再討論。另外一種是陽臺壁掛式太陽能熱水器，此系統(tǒng)儲熱水箱和集熱器是分開的，水箱安裝高度必須大于集熱器。未避免高空墜物破壞，陽臺壁掛系統(tǒng)優(yōu)先選用平板集熱器；儲熱/換熱水箱一般為夾套式換熱或內置銅盤管，并帶有電加熱棒。在光照充足的時間段，集熱器受光照加熱，集熱器里的熱媒溫度升高，與水箱內熱媒形成溫度差，熱水輕，向上走，形成自然流動，加熱水箱內冷水。水箱一般帶保溫功能，可保證晚間使用時水溫。水箱自帶電輔助加熱，若遇連陰雨天氣或使用熱水量大于水箱儲水量，電加熱功能啟動可實現(xiàn)24h供應熱水。

2.2 集中集熱—集中儲熱式太陽能熱力系統(tǒng)（集中式）

2.2.1 系統(tǒng)特點

本系統(tǒng)是集中集熱﹑換熱式太陽能熱水系統(tǒng)，直接給住戶提供熱水。采用強制循環(huán)直接加熱系統(tǒng)，并配有輔助電加熱裝置。集熱器集中安裝在屋頂上（需架高約2m，單項工程具體確定），水箱﹑泵﹑控制柜等也安裝在屋頂上。熱水管道按同程式布置（注意：泵﹑水箱不可直接設置于臥室上方）。該系統(tǒng)在晴好天氣時主要靠全玻璃真空太陽能集熱器集熱，在陰雨天氣可通 過電加熱設備輔助加熱，保證用戶24小時熱水需求。需要每戶設置熱水計量表。

表1 各太陽能熱水系統(tǒng)性能對比

2.2.2 系統(tǒng)控制

系統(tǒng)采用溫差循環(huán)方式集熱，控制系統(tǒng)應該滿足如下功能：

水溫水位顯示；溫差循環(huán)；定溫出水：定溫上水：手動上水：定時上水：自動上水；

手動加熱；自動加熱；定時間段管路循環(huán)；防凍循環(huán)功能；防凍電熱帶功能；用戶管路防凍功能；高溫度保護；低水位保護；停電保持；故障報警；

設有短路﹑過流﹑漏電﹑過溫斷電四種安全防護功能。

2.3 集分式太陽能

2.3.1 系統(tǒng)特點

本系統(tǒng)只給住戶提供熱媒，在每戶陽臺(優(yōu)先生活陽臺)上設儲熱/換熱水箱（80L，帶電輔助加熱），熱媒管布置在水箱旁。屋頂集中設置真空管集熱器/組﹑熱媒循環(huán)水泵﹑緩沖水箱﹑管道﹑支架﹑電線等設備。熱水管道按同程式布置。泵﹑水箱不可直接設置于臥室上方。

一是介質作為熱媒直接循環(huán)（介質消耗量大），一是設緩沖水箱。

2.3.2 控制方式

與集中式太陽能熱力系統(tǒng)控制系統(tǒng)基本一致，不同點是輔助加熱位于住戶套內，熱媒溫度過低，停止供熱，由業(yè)主自行啟動電輔助加熱系統(tǒng)。

TU822

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