太陽能熱水系統在建筑給排水設計中的應用

雍小龍

（浙江大學建筑設計研究院有限公司，杭州310028）

1 引言

集中式太陽能循環熱水供應系統廣泛應用于公共建筑。然而，當使用太陽能和夏熱冬冷地區，現有的操作模式通常有熱量收集和過度的熱量補充不足的情況。能源消耗的集中式操作模式與太陽能熱水供應系統循環密切相關，因此，探索不同運行模式下的輔助熱源的能耗，有利于提高系統效率，降低成本。確定一個合理的經營戰略來提高太陽能系統的運行效率，對現有建筑熱水系統進行節能改造，設計一種新的太陽能熱水系統意義重大。

2 綠色建筑給排水節水節能新技術應用的重要性

節水新技術的應用和給排水的節能綠色建筑具有重要意義。建筑行業在快速發展的過程中已成為當前我國的支柱產業，給排水設計是建設項目的重要組成部分，在現代建設的理念指導下，給排水設計應注重節能環保效果，尤其是在當前綠色建筑發展的黃金時代，供水和排水設計應重視相關人員的能力要求，來促進綠色建筑節能節水的效果【1】。為實現給排水新技術節能目標，主要通過節水、循環資源、提高能效等方式來實施，而相關技術的應用也有助于降低施工成本，保護和節約用水，符合當前綠色建筑發展過程中可持續發展的理念。為了進一步促進提高建筑節能環保，國家高度重視給排水新型技術的應用和推廣。相關新技術的推廣和應用程序也有利于可持續發展的建筑行業，這也是相關新技術應用的重要性。

3 太陽能熱水系統在建筑給排水設計中的應用

3.1 給排水集中能源系統的應用

集中能源系統的太陽能供水、排水系統和熱水系統主要是有效控制能源的太陽能系統, 以平衡子系統之間的能量分布。在設計供水和排水系統過程中，傳統的集中式能源系統只能分配總體能源，但不能調整和優化各子系統的能量。因此，這將在很大程度上影響消費者的正常使用。太陽能熱水系統的應用程序集中能源管理系統可以很好地解決建筑給排水的一些問題。例如,在應用的過程中供水和排水系統可以使用太陽能加熱自來水和散熱【2】。在夏季以外的季節，由于溫度因素的影響，在使用太陽能系統加熱自來水時，需要提前使用太陽能處理器對自來水進行預處理。經過處理后，太陽能系統內的加熱管用于加熱預先加熱過的自來水。在這個過程中，給排水設計不僅可以使太陽能熱水系統的各子系統得到科學合理的合作，還能促進能源系統的運行效率。

3.2 在建筑給排水循環系統中的應用

目前，在建筑給排水設計中應用最廣泛的太陽能熱水系統模式是循環模式。其運行過程主要包括以下4 個方面:

1）通過建筑給排水系統收集太陽能資源。

2）太陽能被收集后，能量被傳輸到系統中的收集管。

3）輸送到集水管后，把水放在集中供暖的水箱中，使水溫適宜，符合居民的使用標準。

4）水和水箱的溫度是相互影響的，水溫度提升將導致水箱溫度上升。太陽能熱水系統的循環方式有效降低了建筑給排水系統中外部環境對供水溫度的影響，提高了給排水效率，在太陽能熱水系統的施工安裝過程中，也減少了許多環節和步驟，降低了施工人員的工作強度和工作時間，提高了工作效率。

3.3 應用新型節能設備

過去在建筑施工過程中出現資源浪費問題的一個重要原因就是沒有合適的節能設備，而應用新型節能設備能夠有效解決相關問題。管材和閥門是給排水施工中非常重要的設備，同時也是應用范圍最廣的一種設備【3】。當前，國內在建筑給排水施工過程中應用的管材和閥門通常都是一些比較普通的材質，防水、防腐的性能并不好，完全無法與當前的一些新型管材和閥門相比。應用普通材質的管材和閥門進行給排水施工，在施工完成投入使用后，很快就會出現一些腐蝕、老化及其他方面的問題，而對其進行維修需要投入一定的人力、物力，從而造成資源浪費。而應用一些優質的新型管材和閥門進行給排水施工，不僅能夠達到節能環保的效果，而且還能減少水資源的污染和浪費情況。為了進一步推動其應用，國家應對此提出一些硬性要求，并對其落實情況給予監督。另外，相關部門應當加快一些新型節水衛生設備的推廣，這樣也能起到節水節能的效果。

4 太陽能熱水供應系統注意事項

4.1 合理利用太陽能

太陽能熱水供應系統內部結構較為復雜，集熱器需要完全暴露在太陽下，所以，在設計工作中，設計人員要盡可能地減少集熱器四周的遮擋。

4.2 加強協調設計

在規劃設計工作中，設計人員要根據我國南方發熱農村地區的地理環境，包括該地區的氣候環境以及日照條件，科學確定發熱住宅朝向，保證太陽能熱水供應系統的經濟效益與環境效益得到充分發揮。設計中要全面考慮農村居民的熱水使用需求情況，并結合農村居民的經濟能力，合理確定太陽能熱水供應系統的發熱形式與規模【4】。

在住宅設計過程中，設計人員要綜合考慮太陽能熱水供應系統的具體位置，包括系統的主要功能，合理選擇太陽能熱水供應系統，并科學確定集熱器的安裝位置與水箱位置。

合理確定太陽能熱水器的傾角，如果選用整體式太陽能熱水器，為了進一步提升集熱裝置的運行效率，要求相關人員準確記錄下太陽能熱水器的采光傾斜角度，并優化集熱器的安裝流程。

5 結語

綜上所述，隨著我國經濟的持續迅猛發展，科學技術也實現了質的飛躍，人民生活質量得到了很大提高，社會各界越來越重視新型清潔能源的利用，其中就包括建筑給排水設計中對太陽能資源的有效利用。對太陽能資源的有效利用，滿足了人們的日常生活需要，有效減少了氣體的排放，符合當前我國經濟社會可持續發展的要求，緩解了不可再生能源日趨緊張的問題。為了促進生態環境的可持續發展，保障人類的生態居住環境，國家對環保工作的重視程度不斷提升，節能減排已經成為各行各業的重要目標，建筑行業同樣如此。應用各種先進的綠色建筑給排水技術、新型的節能設備，合理設定供水壓力，積極開發和利用第二水源，利用熱水系統節能新技術等，可以實現節水節能的目的。