1、湖南民用區域內太陽能熱水系統的應用摘要：針對太陽能熱水系統應用技術的現狀、對比國內外太陽太陽能熱水系統的應用情況，淺議民用建筑太陽能熱水系統設計要點。調研湖南地區太陽能資源的特點，并結合民用建筑太陽能熱水系統應用技術規范（GB50364-2005），闡述湖南區域內民用太陽能熱水系統的優化配置方案。關鍵詞：太陽能熱水系統 湖南區域 民用 優化配置1.前言 隨著經濟和社會的不斷發展,石油、 天然氣和煤炭等常規能源的短缺問題越來越明顯,人們利用可再生能源的需求日益迫切。同時,隨著國際上要求減少等溫室氣體排放的呼聲越來越高,人們對使用清潔能源的意愿不斷增強。因此,作為主要的清潔和可再生能源,在世界范圍

2、內, 太陽能正被日益廣泛地得到應用和研究。通過學習并總結太陽能熱水系統運用較好的云南、山東省份的工程經驗，針對湖南省太陽能資源及氣候條件的實際情況，提出了在湖南地區太陽能熱利用與民用建筑一體化的可行實施方案。2. 目前國內外太陽能熱水系統應用現狀對比在太陽能熱水器方面，2010年全球累計安裝面積為2.46億平方米，其中中國占64%；2010年全球新增裝機量3300萬平方米，中國為2500萬平方米，占了新增量的80%，而排在第二位的德國僅占3.1%。中國擁有世界上唯一的商業化運作最好的太陽能熱水器市場，也是世界上最大的太陽能熱水器市場，還擁有全球最大的太陽能熱水器生產能力。 國外主要使用太陽能熱

3、水器供暖，其次才是供熱水；而我國主要是供熱水，供暖尚處于示范階段。 在太陽能熱水器技術方面，最先進的國家和地區為美國和歐洲。另外，歐洲也有良好的政策，如強制安裝政策和補貼政策等。 國際上太陽能熱水器的發展趨勢是與常規能源相結合，輔助的能源可以是煤、油和氣等。與供暖系統結合，與建筑體系相結合是國外太陽能熱水器發展的方向。歐洲的主流產品也就是我國的主要發展方向。而當前我國太陽能熱水器產品比較單一，還應加強平板型熱水器的研發和生產，開發出凍冰地區可用的高性能熱水器。 3.湖南民用區域內太陽能熱水系統的設計現代城市住宅以高層為主，屋頂安裝位置普遍較小，不能滿足所有的住戶安裝使用太陽能的要求，同時雜亂不

4、規則安裝的普通熱水器也造成城市中視覺污染，影響了建筑景觀和城市景觀。于是高層住宅對太陽能熱水器在與建筑一體化及節能方面提出了新的課題。筆者以一處高層建筑為典型代表，介紹一種分體式太陽能熱水系統在高層建筑的應用方案。在造價增加不多的前提下，擴大太陽能熱水器的應用范圍，并滿足建筑節能、環保經濟、安裝方便、建筑美觀和生活需要等各方面要求。3.1概況湖南省某小區高層住宅樓，兩棟20層，一棟15層建筑總面積約為22500m ,框剪結構，共118套房。地處安徽省合肥市，北緯，亞熱帶季風氣候，屬屵類氣候區，全年日照時數為1583.7至1753.8小時，平均年太陽輻射總量約為48005200MJ/m .a，太

5、陽能資源比較豐富，季節分布好，自然條件優越，是太陽能開發利用的理想地區。于是在設計時就考慮到安裝太陽能熱水器。經過多方調研，本工程選擇承壓型分戶集熱分戶水箱方案，系統原理圖見圖1。圖1.熱水系統原理圖3.2太陽能熱水器的系統設計太陽能熱水器系統由集熱器系統、水箱系統、控制系統、過熱保護系統和管路部件組成。（1）集熱器的安裝位置對于高層建筑，太陽能熱水器系統按集熱器安裝位置分為集中式（設在樓頂）和分戶式（設在外墻或陽臺）。集中式特點：供熱水管長度過長，熱損失過大；高層屋頂面積不足；屋頂要考慮新增加結構荷載，且易破壞防水層；一旦系統發生故障，所有用戶均不能使用。而分戶式特點：用戶分開安裝；水箱可任

6、意放置指定位置，循環管路可以預埋在墻內，避免影響室內的美；根據用戶需要安裝不同容水量的熱水器，集熱管長度適宜；管網輸配損失小。因為本工程是高層建筑，用戶較多，屋頂面積不夠，且影響建筑造型，改變建筑風格，所以選擇分戶式。（2）按循環方式太陽能熱水器系統分為自然循環、直流式和強迫循環，其中強迫式循環依靠循環水泵，使水在集熱器和水箱之間循環，熱水強制性循環，系統承壓運行，保證出水水溫。（3）集熱器面積當地地下水溫為1020，自來水溫度按10計算，根據建筑給排水設計規范，住宅熱水最高溫度為50，每戶日均熱水用量100。（4）水箱容水量根據上述參數和合肥市用水習慣，采用100L承壓水箱，內膽采用進口2m

7、m厚SUS316L不銹鋼，工作壓力0.6Mpa,并配閥、泄壓閥及排污閥，安全可靠，美觀大方。（5）設地幔加熱器為方便在冬天和陰雨天氣時使用，設地幔加熱器，置于水箱的底部，只加熱部分水量，更加節能。此時該系統就相當于有太陽能熱水器和地幔加熱器共同組成的熱水供應系統，兩個設備即是獨立，又是互相備用。一個發生故障，另一個還可以獨立工作，光電自動互補，并全自動運行。（3）太陽能熱水系統與建筑一體化設計在設計之初就考慮到太陽能熱水器不能影響整個建筑的立面效果和整體的美觀，并且便于建筑設計和安裝。因為集熱器不走水，集熱器重量較輕，約20/m，集熱器就安裝在建筑南外立面（見圖2）。在建筑外立面預埋外挑板，在

8、陽臺設管道井，戶內預埋冷熱水管道和相應控制線路工作。從圖3可以看到，外窗為飄窗，飄窗下設空調外機挑板，集熱器安裝在集熱器外挑板上，兩挑板并列在一起，集熱器仿佛鑲嵌在外墻上，與建筑有機地融為一體，成為建筑美學的點綴，美化視覺環境，改善城市景觀。而水箱放置在南陽臺內側管道井里，冷熱水管道預埋在室內地坪內，又不影響住戶室內裝修效果，故深受住戶歡迎。圖2.集熱器安裝示意圖圖3.建筑外立體面4. 小結分體式太陽能熱水器在高層住宅的應用中關鍵點：從設計源頭開始，要從建筑節能和建筑一體化角度出發考慮安裝太陽能熱水器，并在施工中做好建筑外墻要預留集熱器位置，陽臺內要預留水箱及配件位置，戶內預埋冷熱水管道和相應控制線路工作；根據住戶需要和經濟能力選擇太陽能熱水器系統，強迫式循環多設水泵和控制附件，故造價高些，但能保證一年四季24小時有熱水供應；根據不同地區選擇集熱器安裝角度和安裝方位；系統前方應無遮擋光線的建筑物和樹木。高層住宅使用太陽能熱水器的趨勢：因地制宜，以小型為主，堅持分戶和分散的方式，減少輸配損失，依靠太陽能作為熱源，推廣各種分體式太陽能熱水器。分體式太陽能熱水器的推出，大大降低了建筑對太陽能熱水器使用的限制，實現了建筑與太陽能完美結合，太陽能熱水器與建筑一體化。參考文獻1夏熱冬