西昌高层住宅太阳能热水系统方案的分析 西昌市建筑勘测设计院有限 .doc

西昌高层住宅太阳能热水系统方案的分析 西昌市建筑勘测设计院有限公司 陈其芬 一 前言： 随着我国经济社会发展，城市化进程不断加快，人民生活水平，物质条件不断提高，按照国家节能减排政策，根据西昌气候条件，地理位置， 西昌市太阳能资源的利用有着独特优势，根据日照分析知，西昌常年东面、南面、西面日照比较好，南面最好，大多房屋南北朝向。常年日照数2431.4小时，冬半年（12月至次年4月）是全年日照数高值期，月平均日照数均在200小时以上，占可照时数的60%－70%左右，其中，3月最多，达258小时。年均日照2431.4小时，年辐照量约为5600MJ/m2。年均每日大于6小时日照天数为236.5天，且多分布在旱季(11～5月)，其年均每日小于6小时日照天数为128.5天，且多分布在雨季(6～10月)，日辐照量大时处于日平均气温较低时段，日辐照量小时又处于日平均气温较高时段，正是有日平均气温与辐照量的互补作用，西昌市的太阳能光热利用有效天数基本保持在280天以上，节能效率达77%以上。 二 概况： 根据国内太阳能技术应用比较成熟地区的经验，针对西昌高层住宅太阳能热水系统方案，提出一些个人意见，建议采用以下几种方案： 方案一：阳台分体式家用太阳能热水器； 方案二：集中式太阳能热水工程； 方案三：直插式家用太阳能热水器； 三 几种方案的研讨 方案一：阳台分体式家用太阳能热水器 (1)原理图如下：(见图一) 图一 (2)阳台分体式家用太阳能热水器优点： 集热器阳台壁挂安装和建筑有效结合，解决了太阳能屋面安装面积不足造成高层建筑不能很好使用太阳能的难题，同时此系统导热系统实现自然循环，避免机械噪音与故障，冷热水循环系统承压运行，自然水压，保证洗浴的舒适性； (3)阳台分体式家用太阳能热水器缺点： 集热器阳台壁挂安装室外部分管道安装外露，影响立面造型美观； (4)阳台分体式家用太阳能热水器要求： 安装太阳能阳台的挑板要根据太阳能型号确定荷载，由结构专业配筋，同时根据太阳能集热板大小由建筑专业确定阳台挑板长短，配合建筑立面造型，在方案报批阶段应统一考虑；管道安装预留孔洞，解决管道安装影响立面造型美观； 阳台分体式家用太阳能热水器采用真空管集热器时，根据西昌气温情况，太阳能承压水箱采用有泄压装置的承压热水箱；以免承压过大，造成不必要的安全事故；安装时应由厂家提供相关资料说明和有关技术要求。 (5)阳台分体式家用太阳能热水器安装几种方式： (a) 实墙式安装：(见图二) 图二 (b) 栏杆式安装:(见图三) 图三 阳台分体式家用太阳能热水器安装示意图： (见图四) 图四 方案二：集中式太阳能热水工程 (1) 原理图如下：(见图五) 图五 集中太阳能热水工程优点： 高层住宅建筑离不开电梯间，电梯间一般高于顶层屋面，将集热器阵列按常规摆放在顶层屋面，将循环水箱高置于电梯间上，比集热器高出一层，让太阳能系统形成自然循环方式；水箱架高后，又同时解决了顶层用户淋浴水压不足问题，单管送热水，可以把回水泵和控制器去掉，为了提高热水质量而采用双管循环送水管路；此系统将电辅助加热设于室内，让用户根据水温和自己的要求开启辅助热源，建议配置热式电热水器。蓄热式电热水器不节能，因为用热水少时也要加热一箱水，与太阳能热水管串联总要先用完电热水器内水才能使用太阳能热水。当遇到连阴天水温达不到洗浴要求时，开启电热水器，太阳能的温水通过电热水器使用，一方面温水加热节约能源，另一方面用多少热水就用多少电，这种方式是节能最大化。为了让此系统更好节能，水箱补冷水补到底部，用热水要先用上部热水，为了用户使用方便随时知道水温，可以每户加装不用电的感应温度计，或者每个单元在电梯入口加装一个主管道水温显示器，便于用户了解即时水温。 集中太阳能热水工程缺点： 热水，热水回水管道长，水压不稳定，用户热水分配不均匀(每家热水用量不能自己控制)。 集中太阳能热水工程安装要求： 每户屋面太阳能及管道安装面积大慨3.0平方米，建筑专业考虑太阳能集热器安装位置，热水储水箱位置， 结构专业考虑太阳能热水器荷载，便于太阳能热水器均匀布置；由于西昌地区属于九度地震区，建议建筑专业除规划要求外，尽量不设坡屋面。 集中式太阳能热水工程屋面安装方式要以建筑结构统一配合，设计时提前提供蓄热水箱重量和集热器重量和面积，以便结构把水箱承重荷载计入结构计算中，集热器布置与建筑人员协商，以免影响建筑造型。此系统与电气设计人员协调，提供电热水器的功率，电气设计中配置相应的开关插座；这样才体现了太阳能与建筑一体化的发展趋势。 (5) 集中式太阳能热水工程屋面安装示意图： (见图六、图七)