浅谈住宅小区太阳能热水系统合理的应用.doc

1、1浅谈住宅小区太阳能热水系统合理的应用摘要：本文住宅小区太阳能热水系统形式进行了讨论，针对不同的住宅选择合适的太阳能热水形式。 关键词： 一体化设计 ； 集中供热分户计量； 集中集热分户供热 ； 阳台壁挂式太阳能热水器 中图分类号：S214 文献标识码：A 文章编号： 引言： 现在全社会正在大力提倡节能减排，在住宅建筑采用太阳能供应生活热水成为发展趋势，全国已有多地开始推广太阳能热水系统在住宅小区的应用，多地出台文件强制性要求在住宅小区内开展太阳能热水系统一体化设计、施工、验收。然而在住宅小区内如何合理的太阳能热水系统，如何选择太阳能形式，在实际应用过程中出现很多问题，造成了虽然设置了太阳能，

2、但并未达到预期的节能效果，甚至浪费能源和资金。笔者在此针对不同的住宅如何选择太阳能热水系统进行讨论，以方便在设计过程中合理的选用太阳能热水系统。 1.住宅建筑中常用的太阳能热水系统型式 要实现住宅建筑与太阳能热水系统一体化，需要多个专业进行配合。既需要太阳能生产厂商根据房地产行业的发展推出适应各种建筑的新型产品，与建筑设计进行太阳能热水系统一体化应用，又需要建筑学专业2在建筑设计时将太阳能集热器在外形上与建筑造型相融合，保证建筑造型里面效果，还需要设备专业进行太阳能的收集、贮存、利用及室内生活热水供应的设计，并与辅助热源相结合，充分利用太阳，又保证室内热水的供应。太阳能热水系统与建筑的一体化设

3、计是太阳能在住宅建筑中成功应用的重要前提。 住宅建筑中常用的太阳能热水系统主要有分户式、集中供热分户计量式、集中集热分户供热式三种形。 1.1 分户式太阳能热水系统 常用于住宅的分户式系统有家用整体式、家用分体式及阳台壁挂式3 种，整体式即太阳能集热器和热水箱整体安装在屋顶；分体式即热水箱和集热器分开安装，集热器安装于屋顶，每户热水箱设于室内；阳台壁挂式集热器设在阳台外壁挂，热水箱通常设于室内阳台处；此 3 种形式均为各户自成独立的系统，不存在热水计量问题，系统简单，安全隐患也比较好解决，共同特点如下：（1）独立性能好，各户单独使用，互不影响，管理方便；（2）管路较多，每户都设有热水箱，总成本

4、高于集中式太阳能热水系统；（3） 对建筑立面有一定的影响，需要建筑设计专业在方案阶段充分考虑集热器和建筑立面相结合，进行一体化设计。 1.2 集中供热分户计量式太阳能热水系统（又叫完全集中式系统） 集中供热分户计量式太阳能热水系统的原理为：通过在屋顶集中设置集热器集热，热水进入蓄热水箱储存，通过变频泵送至各用户使用，热水箱内水温没有达到所设定温度要求时启用辅助加热设施，需设循环管路，系统可根据要求实现 24 小时供水或定时供水。集中供热分户计量3式太阳能热水系统集成化程度高，管路简单，初期投资较少。但由于系统集中运行，一旦某点出现故障，维修服务不及时，则将影响一大片用户，使许多用户热水供应不能

5、得到保证。且循环管路系统设计不当时，会出现支管较长，使用时需先放出较多冷水，浪费水资源。此种系统属于直接系统，优缺点如下：（1）集成化程度高，集中储热有利于降低造价并减少热损失；集中辅助加热，能源利用效率高；热水集中供应可优化设计，管路简单；干管循环保证供水品质，但可能由于设计不当，使用户长时间空放冷水而造成浪费。 （2）对于住宅小区，相对比分户式太阳能热水系统，具有初投资少、集成化程度高的优势，同时模块化的集热器与建筑结合也比较美观。 （3）需通过分户计量收取生活热水费，物业管理难度加大。 （4）系统集中运行，一旦出现局部故障，用户热水将不能得到保证。 1.3 集中集热分户供热式太阳能热水系

6、统（又叫半集中式系统 ） 集中集热分户供热式太阳能热水系统的原理为：通过在屋顶集中设置集热器集热，由循环泵将太阳能集热器中热水输送到每个用户的承压水箱中，通过判断水箱中的水温和集热管中的温度由温差控制启动电磁阀，在水箱中采用换热盘管将水箱中的水加热，水箱中的水温没有达到设定温度则启用辅助加热。用水时，热水由冷水顶出，水压稳定。各户单独使用，热水资源分配均匀。集热部分可承压运行，系统闭式循环，避免因水质引起管路和集热器结垢，运行控制方式简单。热水储存于每户中，这样可以减少水箱占用屋面或地下室面积，整个系统的管路在建筑中不影响建筑美观。系统只需少量的循环水泵能耗，各户用热水通过4户内冷换热制得，不

7、存在各户热水计量收费问题，物业管理简单。此种系统属于间接系统，其优缺点如下： 1.3.1 相对分户式太阳能热水系统，具有初投资少、集成化程度高的优势，同时模块化的集热器与建筑结合也比较美观。 1.3.2 太阳能热水系统集热部分可承压运行，系统闭式循环，避免因水质引起管路和集热器结垢，运行控制方式简单。 1.3.3 将热水储存于每户中，这样可以减少水箱占用屋面或地下室面积，整个系统的管路在建筑中不影响建筑美观。 1.3.4 系统只需少量的循环水泵能耗，几乎不存在计费问题，物业管理简单。 1.3.5 不存在分户计量问题，物业管理简单方便。 1.3.6 总成本略高于集中供热分户计量式太阳能热水系统。

8、 2.住宅小区太阳能热水系统合理选择 在选择住宅太阳能热水系统形式时，需要从建筑屋顶形式和建筑层数考虑。 2.1 对于 6 层及 6 层以下住宅，当为坡屋顶时，适合采用分户太阳能热水系统。既可采用分体式太阳能热水系统，结合坡屋顶造型与尺寸，将集热器与屋顶融为一体，利用集热器的金属质感为住宅增添一种现代感与技术美；也可采用采用整体式太阳能热水器，将每户的集热器及水箱整体安装于建筑屋面；亦可采用阳台壁挂式太阳能热水器，将集热器设于每户的阳台外墙上，热水箱设于户内阳台处。当屋顶为平屋顶时，则既可以像坡屋顶那样采用上述 3 种分户式太阳能热水器，也可采用集5中太阳能热水系统（包括完全集中式和半集中式）

9、 ，将集热器及热水机房设置屋顶。 2.2 对于 6-12 层住宅，由于建筑高度比较高，若采用在屋顶设整体式或分体式分户系统，则每户管道长度过长，使用时需放大量的冷水，使用成本和安装成本都大大提高，因此不适合采用上述两种形式，可采用集中太阳能热水系统（包括完全集中和半集中式）和阳台壁挂式太阳能热水系统。采用集中热水系统时，如为坡屋顶，宜将坡屋顶坡度与集热倾角一致，以利于较好的接收太阳辐射与太阳能集热器效能的发挥，如能合理的规划设计坡屋顶部高度及空间，将太阳能热水机房设于坡屋顶内，可有效利用顶部空间，达到节能效果。 2.3 对于 12-18 层住宅，此类住宅建筑高度高，户数多，不适合采用整体式及分

10、体式分户太阳能热水系统。当采用集中太阳能热水系统时，屋顶可有效用于设置太阳能集热器的面积常常不能满足所需要的面积。因此对于 12-18 层的住宅，可采用阳台壁挂式太阳能热水系统和集中太阳能热水系统相结合的形式或全部采用阳台壁挂式太阳能热水系统。由于高层住宅采用阳台壁挂式太阳能热水系统时，底部数层往往受到小区绿化或建筑物的遮挡，太阳能利用效率相对比较低，因此在设计时应考虑加大集热面积。当采用阳台壁挂和集中太阳能热水系统相结合方式时，考虑日照遮挡因素，宜在顶部数层采用阳台壁挂式太阳能热水系统，下部分采用集中太阳能热水系统，此种方式可充分利用太阳能。 2.4 对于 18 层以上住宅，由于屋面可利用的

11、安装太阳能集热器的面积太小，则不适合设集中太阳能热水系统。如甲方要求或地方政策要求6的话，可采用阳台壁挂式太阳能热水系统，但在方案设计时，需建筑设计师和太阳能厂家密切配合，做到太阳能集热器和立面的完美结合。 3.结束语 住宅建筑太阳能热水系统有多种形式可供选择，选择的首要原则是能够实现太阳能与建筑一体化。整体式太阳能热水器及分体式太阳能热水器技术成熟，每户单独一套系统，互不影响，但管线较多，可考虑在建筑设计时预留管道井。阳台壁挂式太阳能热水器布置应紧密结合建筑立面，可将集热器与阳台栏板、飘窗下部、上下窗间墙以及左右窗间墙部位结合形成竖向划分，使整个建筑在垂直方向形成强烈的节奏感。 当采用集中太阳能热水系统时，可采用集中供热分户计量式、集中集热分户供热式两种形式。尤其是集中集热分户供热式，不存在设计与施工技术上的风险，易实现冷热水压力平衡，不存在水量和辅助加热电力计费问题，物业管理简单，但一次性投资相对较高，每户需要在卫生间内另设太阳能热水箱，需在设计时考虑位置。 参考文献： 1谢丽萍，张帆，李传志。中石油驻乌鲁木齐某基地服务中心太阳能热水系统设计。给水排水，2008， 34(S2). 2世博中心项目给水排水设计团队。国内外太阳能热水系统应用比较。给水排水，2008， 34（1）：6771. 3赵文耕,建筑节能与太阳能热水应用。给水排水，2004.30（8）：11.