陽(yáng)臺(tái)承壓式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)在某住宅小區(qū)的應(yīng)用

祁昌陽(yáng)

【摘要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人們的生活水平有了顯著提升，對(duì)建筑物的品質(zhì)要求隨之不斷增長(zhǎng)，為了滿(mǎn)足社會(huì)需求，建筑行業(yè)不斷深入改革創(chuàng)新。現(xiàn)階段建筑物的功能、舒適度直接或間接受到給排水設(shè)計(jì)的影響，人們對(duì)舒適生活的需求及綠建設(shè)計(jì)規(guī)范的要求督促著我們?cè)谶M(jìn)行建筑給排水設(shè)計(jì)時(shí)更應(yīng)注重綠色、節(jié)能、環(huán)保。本篇文章著重介紹了陽(yáng)臺(tái)承壓式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)在住宅小區(qū)中的應(yīng)用，針對(duì)有限的平屋面面積和每戶(hù)需要布置太陽(yáng)能制備熱水的矛盾，給出了適宜的解決措施。

【關(guān)鍵詞】關(guān)鍵詞：陽(yáng)臺(tái)承壓式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)；給排水設(shè)計(jì)；常見(jiàn)問(wèn)題；解決措施

1、導(dǎo)言

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和現(xiàn)代化城市建設(shè)進(jìn)程的加快，人們對(duì)生活品質(zhì)的要求不斷增長(zhǎng)，住宅作為人們主要的生活場(chǎng)所，其外觀、環(huán)境、性能、舒適度都直接影響著人們的生活質(zhì)量。在建筑工程中，給排水設(shè)計(jì)作為重要環(huán)節(jié)，其完善度與質(zhì)量好壞直接影響著建筑物的整體功能。隨著能源的不斷減少，各種節(jié)能措施在住宅中的應(yīng)用層出不窮。給排水工程在住宅中的節(jié)能措施主要為利用太陽(yáng)能制備生活熱水。

2、住宅設(shè)計(jì)中利用太陽(yáng)能制備生活熱水遇到的問(wèn)題

2.1太陽(yáng)能擺放面積受限制的問(wèn)題

隨著用地越來(lái)越緊張，開(kāi)發(fā)商普遍傾向開(kāi)發(fā)高層住宅。本案例為18層的二類(lèi)高層住宅。開(kāi)發(fā)商希望每戶(hù)都布置太陽(yáng)能來(lái)制備熱水以提高品質(zhì)、增加賣(mài)點(diǎn)，如果均布置屋面太陽(yáng)能，屋面需布置72套整體式太陽(yáng)能，本工程屋面約400平方，考慮屋面的檢修通道以及防止女兒墻、前后排太陽(yáng)能的遮擋等，可布置太陽(yáng)能的有效面積很少，不足以全部布置72戶(hù)住宅的太陽(yáng)能。若住宅層數(shù)更多，住戶(hù)更多，在有限的平屋面上布置太陽(yáng)能更顯得捉襟見(jiàn)肘。

2.2水井中太陽(yáng)能管道過(guò)多的問(wèn)題

本案例為一梯兩戶(hù)，共18層住宅，若太陽(yáng)能全布置在屋面，考慮每戶(hù)一根上水管和一根下水管，則水井內(nèi)僅太陽(yáng)能管道將多達(dá)72根。敷設(shè)管道及住戶(hù)后期檢修均特別麻煩。

2.3太陽(yáng)能管道過(guò)長(zhǎng)，熱損失過(guò)大的問(wèn)題

因本工程為高層住宅，屋面太陽(yáng)能到一層住宅的高差50多米，加上連接太陽(yáng)能水平管的長(zhǎng)度、住宅戶(hù)內(nèi)水平管的長(zhǎng)度，使得從屋面太陽(yáng)能到最不利住戶(hù)的熱水管道長(zhǎng)達(dá)七八十米，造成熱損失過(guò)大，每次使用熱水前都要放空熱水管道內(nèi)的冷水，即浪費(fèi)水資源又浪費(fèi)時(shí)間，給住戶(hù)使用帶來(lái)諸多不便。

2.4高差過(guò)大，入戶(hù)水壓過(guò)大的問(wèn)題

屋面太陽(yáng)能到一層住宅的高差50多米，《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50015-2003規(guī)定：各分區(qū)最低衛(wèi)生器具配水點(diǎn)處的靜水壓不宜大于0.45MPa；靜水壓大于0.35MPa的入戶(hù)管，宜設(shè)減壓或調(diào)壓設(shè)施。節(jié)能規(guī)范更有入口壓力不宜大于0.2MPa的規(guī)定。為了防止超壓，需在入戶(hù)-管上增加可調(diào)節(jié)減壓閥或加裝減壓孔板等減壓措施，占用空間，增加了造價(jià)。

3、住宅設(shè)計(jì)中利用太陽(yáng)能制備生活熱水遇到的問(wèn)題的解決對(duì)策

3.1進(jìn)行合理分區(qū)，按分區(qū)布置太陽(yáng)能

本工程為18層住宅，1-2層采用市政自來(lái)水直接供水；3-10層采用1區(qū)變頻調(diào)速泵增壓供水；11-18層采用2區(qū)變頻調(diào)速泵增壓供水；根據(jù)冷水的供水分區(qū)，結(jié)合屋面最大可布置太陽(yáng)能的面積，本案例13-18層住宅太陽(yáng)能布置在屋面，采用整體式太陽(yáng)能，1-12層住宅太陽(yáng)能布置在陽(yáng)臺(tái)欄桿外，采用陽(yáng)臺(tái)承壓式太陽(yáng)能。既解決了每戶(hù)布置太陽(yáng)能制備熱水的需求，又巧妙解決了上面提到的各種問(wèn)題，具體做法如圖1：

3.2陽(yáng)臺(tái)承壓式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理

陽(yáng)臺(tái)承壓式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)由陽(yáng)臺(tái)平板型集熱器、承壓式貯熱水箱、循環(huán)泵、膨脹罐、控制器及連接管路等幾大部分組成。陽(yáng)臺(tái)平板型集熱器由高效率太陽(yáng)能專(zhuān)用鋼化玻璃、高效率吸熱板芯、全紫銅集熱板芯及介質(zhì)流道一體化焊接，工作壓力不大于0.6Mpa承壓貯熱水箱內(nèi)膽采用食品級(jí)不銹鋼或搪瓷內(nèi)膽，在原熱水器內(nèi)膽里增加換熱盤(pán)管，換熱介質(zhì)在盤(pán)管內(nèi)流動(dòng)進(jìn)行換熱，內(nèi)膽外保溫層采用高壓聚氨脂整體發(fā)泡制作而成，提高了承壓水箱的保溫效果；循環(huán)泵的作用是使介質(zhì)在管路中不斷循環(huán)，使得太陽(yáng)能集熱器收集的熱量傳遞到水箱中；膨脹罐起到平衡容量和壓力的作用，因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)是閉式承壓系統(tǒng)，介質(zhì)被加熱或冷卻時(shí)會(huì)出現(xiàn)體積和壓力的變化，膨脹罐起到了調(diào)節(jié)作用；控制器是系統(tǒng)的中樞神經(jīng)，通過(guò)傳感器產(chǎn)生的電信號(hào)來(lái)控制整個(gè)系統(tǒng)啟停；當(dāng)然，為了最不利環(huán)境下也能產(chǎn)生熱水、自動(dòng)維護(hù)水箱上部水溫恒定，貯熱水箱內(nèi)設(shè)置了電輔助加熱器。

工作原理：陽(yáng)臺(tái)平板型集熱器吸收太陽(yáng)能熱量，通過(guò)換熱介質(zhì)將吸收的熱量傳遞給承壓熱水器內(nèi)膽里的換熱盤(pán)管。換熱介質(zhì)在盤(pán)管內(nèi)流動(dòng)，通過(guò)盤(pán)管把熱量傳遞給內(nèi)膽里的冷水。如此的循環(huán)將承壓熱水器內(nèi)的冷水轉(zhuǎn)換成熱水。

3.3陽(yáng)臺(tái)承壓式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

1）陽(yáng)臺(tái)承壓式太陽(yáng)能熱水器使得太陽(yáng)能熱水器的布置更為靈活，高層建筑非頂層的住戶(hù)也可以使用太陽(yáng)能熱水器.解決了集熱器全部設(shè)置在屋面，屋面布置不下的問(wèn)題。太陽(yáng)能集熱板整齊有序地安裝于陽(yáng)臺(tái)欄桿外，使得熱水器和建筑融為一體，更加美觀大方。

2）采用防凍液介質(zhì)間接換熱的強(qiáng)制循環(huán)方式，大大提高了太陽(yáng)能熱水器的使用時(shí)間，冬季也能安全有效的制備熱水，避免了常規(guī)太陽(yáng)能到冬季不能使用或凍管的情況；同時(shí)也能大大提高換熱效率，采用循環(huán)泵將系統(tǒng)中少量的介質(zhì)強(qiáng)制循環(huán)，使得貯熱水箱能的冷水得到更多的熱量，因此在冬季比常規(guī)的玻璃管型太陽(yáng)熱水器能提供更多的熱水，且安全可靠。

3）每層每戶(hù)獨(dú)立安裝，管道短，熱量損失少，且貯熱水箱安裝在室內(nèi)，保溫效果好，熱損小。

4）因?yàn)橛锌刂葡到y(tǒng)，所以溫度可控，若受雨天等環(huán)境影響水溫滿(mǎn)足不了使用要求，則電輔助加熱啟動(dòng)，將水加熱到使用溫度，保證24小時(shí)熱水供應(yīng)。

4、陽(yáng)臺(tái)承壓式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)安全及建筑一體化措施

由于陽(yáng)臺(tái)式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的集熱器是安裝在陽(yáng)臺(tái)欄桿外的，安裝方式不合理或者安裝時(shí)偷工減料都會(huì)導(dǎo)致集熱器固定不牢或者墜落，對(duì)于高層住宅來(lái)說(shuō)會(huì)造成很大的安全隱患。故本工程考慮到陽(yáng)臺(tái)式太陽(yáng)能防墜落的措施，即在設(shè)計(jì)初期土建專(zhuān)業(yè)就在陽(yáng)臺(tái)外設(shè)置一個(gè)外置擱置臺(tái)，太陽(yáng)能集熱器固定在外置擱置臺(tái)上。使得太陽(yáng)能集熱器與建筑一體化設(shè)計(jì)，既美觀又安全。本工程的具體做法如圖2：

結(jié)語(yǔ)：

本文重點(diǎn)分析了屋面整體式太陽(yáng)能和陽(yáng)臺(tái)承壓式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，并結(jié)合工程實(shí)例，著重介紹了陽(yáng)臺(tái)承壓式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)在高層住宅中使用更可靠更安全。隨著建筑技術(shù)和材料技術(shù)的不斷發(fā)展，新型的節(jié)能、可靠的給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)成為必然趨勢(shì)，這將導(dǎo)致建筑給排水設(shè)計(jì)的難度提升，也督促著我們積極思考尋求解決問(wèn)題的辦法，因此，作為給排水設(shè)計(jì)人員，必須不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)的給排水設(shè)計(jì)理念和技術(shù)，努力研究建筑給排水設(shè)計(jì)新方法，在實(shí)際工作中不斷嘗試與調(diào)整，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)建筑給排水設(shè)計(jì)的持續(xù)進(jìn)步和發(fā)展。