太阳能热水系统在高层住宅建筑中的应用
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太阳能热水系统在高层住宅建筑中的应用
作者：谢政权
来源：《中国房地产业》 2016年第5期
文/ 谢政权 恒大地产集团山西公司 山西太原 030006
【摘要】通过对目前太阳能热水器产品进行分类对比，得出不同类型的太阳能热水器在高层住宅建筑中的应用范围，为以后安装太阳能热水器的用户提供参考。
【关键词】热水器；太阳能；高层建筑；光能
【中图分类号】TU822
【文献标识码】A
前言：
太阳能最广泛的应用即光- 热系统，在单、多层住宅项目中普及率较高。但是随着城市化进程的速度加快，土地成为稀缺资源，高层建筑成为建筑市场主流；国家节能要求越来越严格，大量城市要求安装太阳能热力系统，给太阳能热力系统在中高层住宅的应用推广带来了机遇及挑战。本文就太阳能热水系统在高层住宅类房地产开发项目中的应用做出了探讨，提供了部分可行性方案。
太阳能热水系统以太阳能转换为热能进行加热时的装置。一般包括集热器、贮水箱、泵、管道、支架、控制系统和必要的辅助加热系统。
1、住宅建筑太阳能集热器产品介绍
太阳能集热器是把光能转换为热能的核心部件，集热器质量的好坏直接决定该太阳能集热系统的成败。按照结构形式分，主要有平板型和真空管型两大类。
1.1 平板型太阳能集热器
平板型集热器一般由主要有透明钢化玻璃层、吸热层、隔热层、加热铜管和铝合金框架等几部分组成。系统工作时，光辐射穿透盖板，吸热层吸热加热铜管内热媒。平板型集热器结构简单，安全可靠，不怕坠物破坏，成本较低，可定制特殊尺寸，与建筑一体化结合度较高，使用范围广。
另外有一种全流道不锈钢平板太阳能集热器：通过液压成型、整体焊接成型密置流道，流道间设置微流道，形成全流道结构，改变传统板-铜管热传导结构，直接集热传热，热传导更快更直接，显著提高集热效率。该集热器具有循环快、热阻小、传热效率高、流道同程、流量均衡等特点，从根本上提高集热器热转换效率。缺点是：市场仅量产厂家少，价格比普通板式高20%，机床冲压一次成型，产品尺寸受限，无法个性化定制。
1.2 真空管集热器
真空管集热器可分为全玻璃、玻璃—金属真空管两种类型。将吸热膜涂于抽成真空的双层玻璃管内壁就是真空管集热器，水流经玻璃管；外层玻璃，内层U 形金属管或热管式吸热。
真空管集热器的优点是：抗冻性好、加热快、不易结垢、保温好，安装方简便；缺点是：易被外力破坏，不适宜用于阳台壁挂；管长定型，一般1.5m、1.8m，与建筑一体化结合较差。
太阳能热水系统形式的选择
2、太阳能热力系统分类
目前，应用于住宅类建筑的太阳能热力系统一般有以下3 种类型：分户式、集分式、集中式太阳能。
2.1 分户式太阳能：
在住宅中根据其安装形式不同，一般包括一体化太阳能和阳台壁挂式太阳能热水器。多层建筑常用的一体化产品，由于该产品集热器和储热水箱一体，设置于屋面，结构简单，本文不再讨论。另外一种是阳台壁挂式太阳能热水器，此系统储热水箱和集热器是分开的，水箱安装高度必须大于集热器。未避免高空坠物破坏，阳台壁挂系统优先选用平板集热器；储热/ 换热水箱一般为夹套式换热或内置铜盘管，并带有电加热棒。在光照充足的时间段，集热器受光照加热，集热器里的热媒温度升高，与水箱内热媒形成温度差，热水轻，向上走，形成自然流动，加热水箱内冷水。水箱一般带保温功能，可保证晚间使用时水温。水箱自带电辅助加热，若遇连阴雨天气或使用热水量大于水箱储水量，电加热功能启动可实现24h 供应热水。
2.2 集中集热—集中储热式太阳能热力系统（集中式）
2.2.1 系统特点
本系统是集中集热、换热式太阳能热水系统，直接给住户提供热水。采用强制循环直接加热系统，并配有辅助电加热装置。集热器集中安装在屋顶上（需架高约2m，单项工程具体确定），水箱、泵、控制柜等也安装在屋顶上。热水管道按同程式布置（注意：泵、水箱不可直接设置于卧室上方）。该系统在晴好天气时主要靠全玻璃真空太阳能集热器集热，在阴雨天气可通 过电加热设备辅助加热，保证用户24 小时热水需求。需要每户设置热水计量表。
2.2.2 系统控制
系统采用温差循环方式集热，控制系统应该满足如下功能：
水温水位显示；温差循环；定温出水：定温上水：手动上水：定时上水：自动上水；
手动加热；自动加热；定时间段管路循环；
防冻循环功能；防冻电热带功能；用户管路防冻功能；高温度保护；低水位保护；停电保持；故障报警；
设有短路、过流、漏电、过温断电四种安全防护功能。
2.3 集分式太阳能
2.3.1 系统特点
本系统只给住户提供热媒，在每户阳台( 优先生活阳台) 上设储热/ 换热水箱（80L，带电辅助加热），热媒管布置在水箱旁。屋顶集中设置真空管集热器/ 组、热媒循环水泵、缓冲水箱、管道、支架、电线等设备。热水管道按同程式布置。泵、水箱不可直接设置于卧室上方。
一是介质作为热媒直接循环（介质消耗量大），一是设缓冲水箱。
2.3.2 控制方式
与集中式太阳能热力系统控制系统基本一致，不同点是辅助加热位于住户套内，热媒温度过低，停止供热，由业主自行启动电辅助加热系统。
结论：
集中式虽初投资较低，但后期管理复杂、运行费用较高，而初投资费用可归于建安费，若考虑对建筑外立面影响，优先采用集中分散式系统，屋顶面积不足时，采用集中分散式+ 分户式；若考虑实际使用效果，优先采用中分户式系统，有无南向阳台户型时，采用集中分散式+
分户式；不建议采用集中式（更适用于公共建筑）。
参考文献：
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