內(nèi)蒙古太陽能熱水系統(tǒng)技術(shù)分享

    冬季即將來臨，內(nèi)蒙古地區(qū)很多家庭和企業(yè)對(duì)太陽能熱水系統(tǒng)都會(huì)有相應(yīng)的需求，今日呼和浩特市巨晟科技有限責(zé)任公司，為大家分享一些關(guān)于內(nèi)蒙古太陽能熱水系統(tǒng)技術(shù)相關(guān)知識(shí)，希望對(duì)大家有所助益。

   太陽能熱水系統(tǒng)是以太陽輻射能為熱源，將吸收的太陽能轉(zhuǎn)為熱能以加熱水的裝置，包括太陽能集熱裝置、儲(chǔ)熱裝置、循環(huán)管路裝置等。由于太陽能熱水系統(tǒng)在全年運(yùn)行中受天氣的影響很大，其獨(dú)立應(yīng)用存在間歇性、不穩(wěn)定性和地區(qū)差異性，在太陽能應(yīng)用中除利用集熱器將太陽能轉(zhuǎn)換成熱能外，一般還應(yīng)采取熱水保障系統(tǒng)（輔助加熱系統(tǒng)）和儲(chǔ)熱措施來確保太陽能熱水系統(tǒng)全天候穩(wěn)定供應(yīng)熱水。

內(nèi)蒙古太陽能熱水系統(tǒng)

太陽能供熱水系統(tǒng)按其集熱、儲(chǔ)熱和輔助加熱方式分為三種：（1）單機(jī)太陽熱水器，即分戶集熱、儲(chǔ)熱、輔助加熱；（2）集中式中央太陽能供熱水系統(tǒng)，即集中集熱、儲(chǔ)熱，集中輔助加熱或分戶輔助加熱；（3）半集中方式，即集中集熱、分戶儲(chǔ)熱和輔助加熱。

（一）單機(jī)入戶系統(tǒng)

家用太陽熱水器的特點(diǎn)是用戶單獨(dú)安裝、獨(dú)立使用，太陽能熱水系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單，且互不干擾。由于不存在計(jì)費(fèi)問題，物業(yè)管理方便。但用戶輔助加熱部分耗能大，綜合造價(jià)與同檔次的中央熱水系統(tǒng)相比相對(duì)較高；因無可靠的回水系統(tǒng)，供水管路存水變涼造成熱能浪費(fèi)，熱水資源無法共享使系統(tǒng)資源不能充分利用；系統(tǒng)管道較多，與建筑配合難度較大。該系統(tǒng)一般適用于統(tǒng)一安裝的多層建筑。

單機(jī)入戶的供水系統(tǒng)中有兩種形式，一種是集熱器與水箱一體，白天水在集熱器中加熱后存儲(chǔ)在水箱中，用水時(shí)采用落水法或頂水法取水；另一種為分體式系統(tǒng)，換熱介質(zhì)通過循環(huán)泵在集熱器和水箱內(nèi)換熱盤管中循環(huán)，將太陽熱能傳遞到水箱中，用水時(shí)靠自來水水壓將熱水頂出。該種形式水箱與集熱器分離，容易與建筑配合以實(shí)現(xiàn)與建筑的一體化。

陽臺(tái)壁掛太陽能熱水系統(tǒng)

（二）集中集熱儲(chǔ)熱系統(tǒng)

集中式中央太陽能供熱水系統(tǒng)的特點(diǎn)是集成化程度高，集中儲(chǔ)熱方式利于降低造價(jià)并減少熱損失，輔助加熱系統(tǒng)集中利于補(bǔ)熱；熱水系統(tǒng)供應(yīng)管路簡(jiǎn)單，合理的干管循環(huán)回水保證供水品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)各用水終端即開即熱；對(duì)于住宅小區(qū)，集中式系統(tǒng)相對(duì)分戶系統(tǒng)有初期投資少、集成化程度高的優(yōu)勢(shì)，模塊化的集熱器與建筑結(jié)合也比較美觀。但該類系統(tǒng)集中運(yùn)行一旦出現(xiàn)故障，用戶熱水將不能得到保證，。該系統(tǒng)在用水時(shí)間上可能受系統(tǒng)運(yùn)行方式影響，當(dāng)24小時(shí)供熱水運(yùn)行費(fèi)用太高時(shí)，改用定時(shí)供熱水將使用戶用熱水受到限制。

為解決以上問題，可在上述系統(tǒng)中將集中輔助加熱方式改成分戶加熱方式。該方式運(yùn)行成本低，能實(shí)現(xiàn)太陽能熱水的免費(fèi)供應(yīng)，但同時(shí)也會(huì)出現(xiàn)個(gè)別用戶大量使用熱水造成其他用戶的熱水量減少的現(xiàn)象，需采用經(jīng)濟(jì)手段解決用水平衡。該方式在用水時(shí)間上不受限制，能實(shí)現(xiàn)24小時(shí)供熱水，而且集熱系統(tǒng)出現(xiàn)故障也不會(huì)對(duì)用戶使用造成影響。

集中集熱分戶計(jì)量太陽能熱水系統(tǒng)

（三）半集中式系統(tǒng)

該類系統(tǒng)類似于中央空調(diào)系統(tǒng)。集熱器集中集熱，循環(huán)泵將熱水輸送到每個(gè)用戶的承壓水箱中，通過換熱盤管對(duì)水箱中的水加熱。當(dāng)需要用水時(shí)，若水箱中的水溫沒有達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)啟用輔助加熱；各戶單獨(dú)使用，熱水資源分配均勻，且白天部分用戶用掉箱中熱水后，水箱中的冷水還可以得到一定的熱能；集熱部分可承壓運(yùn)行，系統(tǒng)閉式循環(huán)可避免因水質(zhì)引起管路和集熱器結(jié)垢，運(yùn)行控制方式簡(jiǎn)單。該系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是將熱水儲(chǔ)存于每戶中，這樣可以減少水箱占用屋面或地下室面積，整個(gè)系統(tǒng)的管路在建筑中也不影響建筑美觀。此系統(tǒng)目前尚無應(yīng)用實(shí)例，屬創(chuàng)新概念。

太陽能集熱器的優(yōu)越性早為人們所認(rèn)同，并有多年的使用經(jīng)驗(yàn)。但在住宅建筑中往往將其作為一種設(shè)備支架或掛附在建筑物的墻面、屋面上，其特立獨(dú)行的模樣影響了建筑的觀瞻，以至于許多地區(qū)從整頓市容的角度出發(fā)要求拆除群眾自發(fā)安裝的太陽能集熱裝置。怎樣解決好上述問題，既有效利用太陽能又美化建筑環(huán)境，這已成為廣大業(yè)內(nèi)人士十分關(guān)注的問題。

太陽能與建筑一體化是太陽能利用健康發(fā)展的必由之路。國家發(fā)改委、建設(shè)部對(duì)此十分關(guān)注和支持，相繼在全國范圍內(nèi)建立了一批太陽能與建筑一體化試點(diǎn)工程項(xiàng)目，對(duì)這一事業(yè)的發(fā)展起到了積極推動(dòng)的作用。做好太陽能熱水系統(tǒng)與建筑的一體化設(shè)計(jì)，應(yīng)從太陽能集熱器的選擇和安裝方式兩方面著手，以下分別加以闡述。

集中集熱分戶儲(chǔ)熱太陽能熱水系統(tǒng)

（四）太陽能集熱器選擇

集熱器產(chǎn)品主要有平板式、全玻璃真空管式、熱管式、U型管式幾種，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)以及安裝要求來選擇適當(dāng)?shù)募療崞鳌?/p>

（1）平板式集熱器

平板式集熱器具有整體性好、壽命長(zhǎng)、故障少、安全隱患低、成本造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，其熱性能也很穩(wěn)定；采用緊湊式或無間隙安裝，在生產(chǎn)熱水的同時(shí)還具有保溫、隔熱、遮光、防水的傳統(tǒng)屋面功能，這就為取代部分或全部屋面構(gòu)件提供了基礎(chǔ)；集熱器形狀結(jié)構(gòu)可靈活設(shè)計(jì)，尺寸可與建筑材料的模數(shù)和建筑結(jié)構(gòu)達(dá)到較好的相容性。此外，平板式集熱器對(duì)安裝方向角度有較高的要求。

平板式集熱器由于蓋板內(nèi)為非真空，保溫性能差，故環(huán)境溫度較低時(shí)集熱性能較差。對(duì)于廣東、福建、海南、廣西、云南等冬天不結(jié)冰的南方地區(qū)用戶，選取用平板式太陽能集熱器是非常合適的。

（2）全玻璃真空管式集熱器

全玻璃真空管式集熱器效率高，四季均可提供生活熱水，對(duì)長(zhǎng)江、黃河流域地區(qū)的用戶比較適宜。真空管對(duì)安裝角度無特殊要求，水平安裝時(shí)可實(shí)現(xiàn)按季節(jié)跟蹤陽光，豎向安裝可實(shí)現(xiàn)一天內(nèi)跟蹤陽光，但與平板式集熱器相比存在一定的安全隱患，有可能發(fā)生爆管的現(xiàn)象，且系統(tǒng)不能承壓運(yùn)行。

（3）熱管式集熱器

熱管式集熱器能抗-40°C低溫，而平板式、真空管式都無法抵抗如此低溫，故東北三省、內(nèi)蒙古、新疆、西藏地區(qū)的用戶必須選用熱管型太陽能集熱器，但熱管式的造價(jià)高昂。

（4）U型管式集熱器

對(duì)于工業(yè)用途的熱水，一般要求70~900℃的較高溫度，并且要求承壓，因此選用U型管式是比較劃算的，它可承壓、產(chǎn)水溫度高且無安全隱患，系統(tǒng)穩(wěn)定性好，價(jià)格也比熱管式低。

（五）太陽能集熱器安裝設(shè)計(jì)

城市建筑多屬多層以上建筑，其中多層建筑屋頂集熱面積一般能滿足太陽熱水系統(tǒng)需求，故安裝形式以屋頂安裝為主。高層建筑由于建筑面積大，相對(duì)屋頂面積過小故不能滿足集熱需求，可利用東、南、西三個(gè)建筑立面的陽臺(tái)、窗間墻等部位解決集熱面積不足的問題。

（1）坡屋面安裝方式。坡屋面多采用集熱器與屋面結(jié)合，平鋪在屋面上的集熱器能很好地與屋面一體化。

（2）平屋面安裝方式。在平屋面建筑中，屋面安裝是一種風(fēng)險(xiǎn)較小、較安全的方式，故一般盡可能將集熱器安裝在屋面上。在安裝中，如果直接將集熱器布置在屋面上，將占據(jù)住戶活動(dòng)的空間并影響屋面的使用。而將集熱器安裝在屋面上的架空鋼架上，則不影響原樓面的利用（綠化、曬被褥、休閑等），甚至可以起到美化和遮陽的作用。架空安裝在一定程度上能增加集熱面積，其遮陽效果還能降低頂層房間的空調(diào)能耗，但必須考慮安全性能以及維修的方便。

（3）立面安裝方式。在高層建筑中，有時(shí)即使屋面全部利用了還不能解決集熱面積不足的問題，這時(shí)可采用立面安裝形式。立面安裝應(yīng)盡量使集熱器多接收太陽光，避免遮擋，且安全問題應(yīng)特別重視。

全玻璃真空管集熱器在立面安裝使用時(shí)，由于存在爆管問題，一般以內(nèi)插U管式集熱器或熱管集熱器代替，采用承壓運(yùn)行方式。平板式集熱器由于對(duì)安裝位置角度要求較嚴(yán)，在立面安裝使用時(shí)應(yīng)盡量與墻面成一定角度。目前立面利用太陽能多采用分體式單機(jī)系統(tǒng)，每戶單獨(dú)安裝，水箱置于陽臺(tái)或衛(wèi)生間內(nèi)。

在與建筑一體化方面，可將集熱器與建筑遮陽結(jié)合，在集熱的同時(shí)起到遮陽與擋雨的作用；可在立面垂直安裝，利用陽臺(tái)欄桿或者窗間墻等作為集熱器布置空間或直接將集熱器作為陽臺(tái)護(hù)欄。此外集熱器還可以安裝在南立面空調(diào)機(jī)外側(cè)，這樣可起到遮擋空調(diào)機(jī)的目的。

隨著多種太陽能產(chǎn)品的成熟，能滿足不同安裝形式的產(chǎn)品日益增多，太陽熱水系統(tǒng)與建筑一體化將能更好地得到實(shí)現(xiàn)。在設(shè)計(jì)過程中，首先應(yīng)由建筑師根據(jù)需求確定太陽集熱器面積，在建筑設(shè)計(jì)中根據(jù)不同形式集熱器特點(diǎn)，預(yù)先留有集熱器安裝位置并安排預(yù)埋件，同時(shí)預(yù)留相應(yīng)的孔洞方便管路的安排。其他的專業(yè)如給水專業(yè)根據(jù)使用要求確定系統(tǒng)運(yùn)行方式，進(jìn)行管路的布置和水力計(jì)算，再由太陽能設(shè)備廠家完成安裝施工。

文章來源：國產(chǎn)建筑節(jié)能大師