1、1太阳能热水工程设计中的关键技术及实施摘要：针对太阳能市场上以生产厂家自行设计为主的工程质量参差不齐的现状；对设计中应重点注意的关键问题进行了分析，并解释了关键措施的要点。 关键词：集热面积 太阳能 中图分类号：TK511 文献标识码：A 文章编号： 0 前言 在国家建设资源节约型社会的号召下；随着各行各业的有关节能政策的出台；作为节能环保事业的排头兵的太阳能行业正在国内如火如荼的推广普及。催生着各式各样的太阳能系统形式出现在建筑的热水系统的应用中；在热水系统在建筑中大量应用的同时，暴露出在系统的设计中的一些问题；现对其进行分析并提出注意事项。 1 国内技术应用现状 国内的太阳能热水系统的应用
2、较晚，尚处于起步阶段。虽然太阳能的安装面积和制造能力居于全球之最，但技术含量普遍较低，产品质量良莠不齐。产品的集热效率与使用寿命远低于国外同类型产品的使用寿命。而且由于国家没有相应的准入制度，致使太阳能集热器的规格、尺寸和安装位置等因为生产厂家而不同、与建筑的结合形势差异较大；虽然近年来随着各省市都陆续出台了相应的太阳能系统设计图集，但落实和实践上仍然有相当的距离。 2很多的太阳能热水工程由太阳能生产厂家自行设计、安装；在系统优化、参数设置、运行控制、现场施工等诸多方面差异较大；致使太阳能热水系统的应用推广普及成了负面影响和不成功的案例。 国内的太阳能应用多以低效率小型家用太阳能热水器为主；随
3、着太阳能建筑一体化的应用推广；全国各地都不断建立起来数量不少的太阳能热水系统工程样板示范工程。其建筑形式涵盖了低层、多层、高层建筑等各种公用、民用等建筑形式。目前由于太阳能热水工程的应用范围限于中低温领域；工业热利用领域的应用较少。 2 太阳能集热系统设计中的关键问题分析 （1） 、选用集热器形式 目前在太阳能热水工程中通常采用的太阳能集热器主要有平板型太阳能集热器、全玻璃真空管集热器、U 型管式真空管集热器、热管式真空管集热器和直流式真空管集热器五种。根据系统形式多根据承压系统和非承压系统的不同形式选择相适应的太阳能集热器；现在在工程中以用较多的多非承压全玻璃真空管集热器；以其价格低廉，在低
4、温生活热水制热领域效率较高，而在市场得到大面积应用；这得到了业主方和用户的首肯。承压集热器（U 型管集热器、热管集热器、平板集热器）在很多示范工程和项目中得到了应用；集热器效率、稳定性、安全性都较高、在要求较高的热水项目和采暖工程中都得到了一定程度的推广和应用。 （2） 、集热面积的确定 太阳能集热器的集热面积是确定系统的设计供热能力的关键参数；也是确定太阳能热水系统初投资估算和正常运行的重要因素。该集热器3面积的取值的规范不一；没有明确的界定集热面积的国标的规定。一般集热面积的确定根据民用建筑太阳能热水系统以用技术规范（GB50364-2005） ，目前可以由经验公式和推荐选用值两种方法确定
5、；两种方法的取值均来源于现有国内集热器的集热性能和使用经验。太阳能集热面积的计算方法可参见家用太阳热水系统技术条件(GB19141-2003)中规定的计算方法。 但市场上的真空管型集热面积的规定多是以厂家规定的出厂集热面积为准；该集热器面积多参照行业潜规规定或参照经验制定。这对系统设计中集热面积的规定和规范带来了不利影响。 系统设计中使用的集热面积多依据估算和经验值核对后确定；而没有进行详细的模拟和分析，以确定最佳的集热面积。由于气象条件的不同和集热器热性能的差异以及相关经验数据的缺乏。在进行大型太阳能系统的设计时，必须进行细致深入的计算机模拟分析以及实地调研甚至进行一些小型实验；以确定合适的
6、集热面积。太阳能热水系统的模拟分析多采用 TRANSYS 软件进行。避免盲目的仅凭一些经验数据“拍脑袋”而对系统进行设计。 （3） 、集热器的布置 在太阳能热水系统的设计中，集热器一般采用串联和并联相结合的连接方式；在设计中必须充分保证并联系统中的水力平衡；保证系统设计达到集热器要求的设计流量。避免造成某些集热器内的流速过低即小于设计流量，辐照条件好的条件下致使集热器温度急剧升高造成集热器内的水汽化，从而破坏了集热系统的正常运行。 4现在的系统设计中；由于缺乏集热器性能的相关数据；相关集热器的设计流量选取民用建筑太阳能热水系统以用技术规范 （GB50364-2005）中推荐的在无集热器性能参数
7、的条件下的推荐值 0.015L/S.?0.02 L/S.?.这是在高流速系统中的推荐值。使用该值设计系统集热器的进出口温差约在 10 度左右。该设计值不利于水箱内水温分层及集热器进口温度。 在设计中推荐采用低流速系统设计；集热器环路设计的每平方米集热面积对应的设计流量为 0.005L/S，保证集热器进出口温差在 25 摄氏度左右。这样设计的好处在于可以优化水箱的分层效果，降低集热器的进口温度，提高系统运行效率；同时有利于降低系统造价，可以降低集热管路的尺寸及循环水泵的耗电量；以此达到降低系统的初投资与运行费用。 3 结论 集热器作为集热系统的核心元件；是决定系统效率高低的关键因素。集热面积是决定系统供热能力和系统的初投资。在系统的设计中应根据实际情况确定合理的集热面积和集热系统流量。以此确定最佳的集热系统及运行管理方式。 参考文献 1 GB 50364-2005 民用建筑太阳能热水系统应用技术规范 2 郑瑞澄.民用建筑太阳能热水系统工程技术手册.北京：化工出版社，2006 53 国内外太阳能热水系统比较.世博中心项目给水排水设计团队 4 王靖华 毛欣炜.优化太阳能和水蓄热技术用于生活热水的研究.
