論太陽能熱水系統在住宅建筑中的應用

王芳

【摘要】住戶的戶型不同，對太陽能熱水系統的要求不同。究其本源，人們追求的是一個方便和較高性價比，節能減排。本文通過介紹幾種太陽能熱水器和不同太陽能熱水器系統的不同特點和優劣勢，闡述了太陽能熱水系統在住宅建筑中的應用。

【關鍵詞】太陽能;熱水系統;住宅建筑類型;集熱;節能

太陽能熱水系統是利用太陽能集熱器，收集太陽輻射能把水加熱的一種裝置，是目前太陽熱能應用發展中最具經濟價值、技術最成熟且已商業化的一項應用產品。

1、常用太陽能的類型

按集熱功能部分來分，可分為真空玻璃管太陽能熱水器和金屬平板太陽能熱水器;按結構來分，可分為普通式太陽能熱水器和分體式太陽能熱水器。按水箱受壓來分，可以分為承壓式太陽能熱水器和非承壓式太陽能熱水器。以下簡要介紹按集熱功能來分的真空管太陽能熱水器和金屬平板太陽能熱水器。

1.1真空管太陽能熱水器

真空管太陽能熱水器是最早一批，也是經典的一款太陽能熱水器，它至今還活躍在許多農村住宅的屋頂上。真空管太陽能熱水器通過熱脹冷縮的原理，通過吸收太陽中的光線將加熱管中的水加熱。

1.2金屬平板太陽能熱水器

金屬平板太陽能熱水器，也稱平板屋頂式太陽能熱水器，太陽能平板一體機等。平板太陽能熱水器，所以真空管太陽能熱水器相似，但它與真空管太陽能原理不同。其設計可以抵御臺風，冰雹等極端天氣造成的損傷，抗壓力強。

2、太陽能熱水系統的各種形式介紹及安裝

2.1 分戶式太陽能熱水系統

分戶式熱水系統優點在于它的獨立性能較好各門各戶單獨使用，彼此之間互不影響管理也比較方便，但相對于集中式的太陽能熱水系統來說，總成本高于集中式太陽能熱水系統，花費較大。

2.2 集中式太陽能熱水系統

因為其集中管理，成本較分戶式太陽能熱水系統低。由于集中式太陽能熱水系統到集成化程度比較高，所以它有利于優化設計，同時，在其集中儲熱時也可以降低熱量損失，因其集中管理也可以降低造價，減少經濟成本。

半集中式間接加熱熱水系統與集中式太陽能熱水系統的優勢相似。因為集成化程度高，所以可以減少熱量損失。與集中式太陽能熱水系統不同的是，半集中式間接加熱熱水系統成本較集中式加熱系統高，它可以在很大程度上減少用戶和物業管理部門的麻煩。運用此半集中式熱水系統，可以實現全年全天候熱水的供應，可以滿足用戶的熱水用水需求，也就減少了用戶因用水的定時供應而造成的投訴問題。因為此系統只需要少量的循環水泵能耗，差不多不存在計費問題，所以物業管理部門的工作也相對簡單許多。

2.3太陽能熱水系統中，集熱器的安裝形式

當太陽能集熱器安裝在平頂屋上時，為使太陽能集熱器再與建筑物搭接牢靠，所以在屋面，設計師要充分考慮對建筑物需要增加的負荷量，在屋面上應該設置支架或者基座來達到預設的效果。保留足夠的間距，互相不遮擋，實現能源的最高利用。管線在穿過屋面時應該做好防水設施，比如預埋好防水套管等。

當太陽能集熱器安裝在坡屋面上時，可采用嵌入的安裝形式。在屋面上留好孔洞，孔洞的大小要適合集熱器的尺寸，使屋面和集熱器形成一個整體。這種太陽能集熱器的鑲嵌安裝形式，使集熱器的吸熱程度受建筑坡屋面的坡度的影響。合適的角度可以使太陽能集熱器接收到最佳的陽光照射，有利于維護維修人員的安全出入。當太陽能集熱器在外墻面裝飾，即垂直安裝形式時，要充分考慮到太陽能集熱器的安裝和維護問題，不要超重，給排水專業應與建筑專業密切結合，處理好位置關系。

3、太陽能熱水系統在住宅建筑中的應用存在問題

住宅建筑太陽能熱水系統的使用，通常是以單個太陽能熱水器為主要形式，安裝參差不齊，影響住宅建筑的外貌和城市市容市貌的雅觀，小區整體的安裝使用太陽能熱水系統的比率很低。開發項目開發商一般不主動采用，只有根據當地政策被要求安裝時才會進行安裝，但也會盡量少安裝來降低成本。高層的建筑屋面的建筑面積很大程度上不能滿足全樓的熱水需求。因為戶數，人口數較多，所以需要的集熱器占地面積也較大，但是，屋頂的面積是有限的，這就會造成供需不足的狀況。但它的集熱化程度比較高，管路更簡單，維護的費用也相對較低，便于物業的集中管理。

適用于一般住宅的集中分散式。直接式熱水系統集熱化程度較高，管路相對簡單，靈活性也較好，初期投資費用較少，維護費也較少，能耗分戶計量收取，方便了物業的管理。但是相對于集中式熱水系統，太陽能利用率也會根據熱水的收費標準不同而有所區別，需要對熱水進行合乎情理的定價。間接式與直接式相似之處是集熱化程度較高，靈活性較好，初期投資占比比較少，能耗分戶計量，不同的是間接式的熱水資源分配均勻。太陽能利用率高，無需考慮到熱水的定價問題。間接式的管路較為復雜，維護的費用也就相對較高，儲熱水箱占地的面積大會占用一定的空間，太陽能集熱器和管道中通常是防凍液。因為防凍液有腐蝕性，所以系統采用的熱交換器一般需要雙層結構。這樣的間接式熱水系統一般適用于大戶型的住宅。

4、太陽能熱水系統在節能減排上的意義

4.1減少了不可再生資源的過度消耗

太陽能作為可再生資源，在減少經濟支出，節能，環保等方面響應了我國節約資源，保護環境的基本國家政策。近幾年我國太陽能熱水器得到快速發展。我國以煤，石油等為主的能源大量消耗造成空氣質量嚴重污染，太陽能行業在國家節能減排，發展綠色經濟的倡導下不斷的產品升級。在節約不可再生資源的情況下，一大批節能產品相繼投入市場，得到順利推廣。

4.2太陽能熱水系統與綠色建筑的結合應用

太陽能熱水系統作為一種節能減排的裝置與綠色建筑不謀而合。綠色建筑是最大的程度地實現人與自然和諧共生的高質量建筑它遵循著因地制宜的原則，結合當地的氣候，環境，資源，經濟和文化等特點，對建筑的全壽命期內的安全耐久，生活便利，資源節約等指標進行綜合評價。二者的結合對實現綠色家園和建設生態城市有指導性意義。

結語：

太陽能熱水系統在不斷的優化內容，適應各類住宅建筑。相信在日益緊張的能源市場，太陽能熱水系統能為住戶提供更優質服務，為資源可持續發展盡一份力。

參考文獻：

[1]楊慧.太陽能熱水系統在上海地區裝配式住宅建筑中的應用[J].給水排水，2018，54（01），91-98

[2]金俊飛.太陽能熱水系統在住宅中的應用探討[J].江西建材，2017，（06），37-38