河南省民用建筑太阳能热水系统一体化设计研究

The Integration Design Research of Solar Water Heating System of Civil Building in He'nan Province

Meng Xianwei；Chen Xiuyun

（Huanghuai College，Zhumadian 463000，China）

摘要：就设计、建设民用建筑太阳能热水系统的一体化时所存在的一些问题进行探讨，从建筑设计、热水管的选材、工程系统的经济性、控制系统的方法以及太阳能热水系统一体化的运行方式进行探讨，进而使太阳能热水系统的安全、合理、可靠等性能得以提升。

Abstract： We discuss several issues in the design and construction about civil building solar water heating system integration, for instance, architectural design, selection of hot water pipes, the economics of engineering systems, the method of control system and the operation mode of solar hot water system integration. We aim at improving the reliability, rationality, security and convenience.

关键词：民用建筑 太阳能热水系统

Key words： civil building；solar hot water system

中图分类号：TU8文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）19-0094-01

0引言

目前，我国已经是世界最大的太阳能热水器生产国，太阳能热水器市场份额总占有量占世界的76%，并持续递增。但我国太阳能热水器应用技术刚刚起步，与发达国家还有不小差距，从太阳能企业到开发商、设计单位都对太阳能热水系统一体化缺乏系统深入研究。本文就设计、建设民用建筑太阳能热水系统的一体化时所存在的一些问题进行探讨，进而使太阳能热水系统的安全、合理、可靠等性能得以提升。

1当前，在太阳能的利用中存在的问题

1.1 户式太阳能热水器当前所处的工作状态大多是低效、粗放、无序的。需要时常进行管理与维护处理，特别是防冻解冻操作，需要对屋顶到户内的水管作放水待热处理，费热费水还费时；补热及电热防冻装置的安装都需要用到额外的设施，使得用电量与操作程序增加。

1.2 太阳能和用水难以同步，致热水器内水温水量有大的波动；例如：辅助加热与自动补水，这样能够得到恒定的水温、充足的水量，然而在晴天时，太阳能就会过剩，致水沸腾气化结垢，这样对太阳能的利用率只为50％～80％。

1.3 热水管进入住户，大都是通过公用通风管道，堵塞、争占了塞风道，对公共卫生造成妨碍；在安装、使用及维修时会破坏屋顶，从而导致屋顶漏雨；没有将热水管牢靠的固定，容易被风吹掉而造成伤害事故的发生；自装的各式热水器对建筑外观及市容市貌产生妨碍，对邻里和睦、和谐社区的建设不利。

1.4 对于高层建筑的住户，他们各自拥有的屋顶面积比较小，这样每户安装热水器的需求就很被满足；即便有放热水器的地方，但仍然有管线铺设及使用管理难的问题存在。虽然可以使用壁挂式太阳能热水器，可是仍然存在太阳能利用率低级业主负担多的问题。同时由于高层建筑墙集热器的安装维修属高空危险操作，施工企业和个人需要承担的风险都很大；对住户来说，集热器将有限的阳面遮盖，从而对户内视野的通透和冬季太阳得热造成妨碍。

2设计太阳能热水系统一体化的思路

太阳能具有可免费使用、环保的优点；然而它的缺点正是每日的阳光照射的不确定性。晴天、阴雨天变化大；同时季节的变换也会造成阳光照射量的变化。所以只靠靠太阳能不能够满足全天24小时的热水供应。一般所采用的供应热水的方法是太阳能和其它辅助能源的联合使用，供应热水时，首先使用太阳能，若太阳能不足，则采用辅助能源做补充。该设计不但使太阳能源能够得到充分的利用，同时使民用建筑能够全天24小时提供热水。

3太阳能热水系统一体化设计应考虑的问题

3.1 建筑设计方面。

①集热板或集热管采光光照角度和太阳能热量的利用程度有直接关系，建议在建筑方案设计的开始就将太阳能系统一体化设计考虑进来，建筑设计人员与太阳能技术人员一起努力，使建筑设计要求得到最大程度的满足，太阳能资源得到最大程度的利用。

②在设计建筑方案时必须对集热板或集热管和墙体或屋面的结合等一些细部处理加以考虑，管道经济与线路设计要规范、合理。

③在处理方面，要求组件连接牢靠，同时维修拆装要方便。

④施工过程时须考虑方便组件安装和维修、管道集中接头密封等因素。

3.2 太阳能热水系统一体化要有可靠、先进、合理的运行方式。

民用建筑使用的太阳能热水系统一体化，通常应设计为直流定温结合温差循环的运行方式。

3.3 对太阳能源做优先利用，若太阳能不足，再对辅助能源加以利用。

3.4 控制系统的可靠性、先进性及智能化、全自动化。除了上述所说的定温控制、温差循环控制，辅助热智能控制、远程监控、防冻控制等也是太阳能人水系统的控制所需考虑的。

3.5 太阳能热水管材料选择的问题。在选择太阳能热水管材料时，需要重点解决太阳能热水管与节头部位的保温、热水管道走向设计等问题。

3.6 工程系统的经济性。不同种类的太阳能集热器有其不同的特点，都有其适应的房屋类型。优质材料的使用能够使产品品质及使用寿命得以提高，太阳能构件尺寸等手段的优化，可以降低太阳能产品成本。

总之，太阳能热水系统一体化和建筑的完美结合是以实践为基础，然后不断完善的，相信随着工程实践经验的逐步积累及太阳能技术的渐渐成熟，太阳能技术将会有更大的优势发挥出来，为社会做出更大的贡献。

参考文献：

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