太陽能熱水系統在高層住宅建筑中的應用

文/謝政權 恒大地產集團山西公司 山西太原 030006

太陽能熱水系統在高層住宅建筑中的應用

文/謝政權 恒大地產集團山西公司 山西太原 030006

通過對目前太陽能熱水器產品進行分類對比，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，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；國家節能要求越來越嚴格，大量城市要求安裝太陽能熱力系統，給太陽能熱力系統在中高層住宅的應用推廣帶來了機遇及挑戰。本文就太陽能熱水系統在高層住宅類房地產開發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﹑控制系統和必要的輔助加熱系統。

1、住宅建筑太陽能集熱器產品介紹

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：市場僅量產廠家少，價格比普通板式高20%，機床沖壓一次成型，產品尺寸受限，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。

太陽能熱水系統形式的選擇

2、太陽能熱力系統分類

目前，應用于住宅類建筑的太陽能熱力系統一般有以下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品，由于該產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，陽臺壁掛系統優先選用平板集熱器；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24h供應熱水。

2.2 集中集熱—集中儲熱式太陽能熱力系統（集中式）

2.2.1 系統特點

本系統是集中集熱﹑換熱式太陽能熱水系統，直接給住戶提供熱水。采用強制循環直接加熱系統，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 各太陽能熱水系統性能對比

2.2.2 系統控制

系統采用溫差循環方式集熱，控制系統應該滿足如下功能：

水溫水位顯示；溫差循環；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；防凍循環功能；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 系統特點

本系統只給住戶提供熱媒，在每戶陽臺(優先生活陽臺)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（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控制系統基本一致，不同點是輔助加熱位于住戶套內，熱媒溫度過低，停止供熱，由業主自行啟動電輔助加熱系統。

TU822

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