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简析太阳能集中供热水系统在建筑中应用 　　摘 要：随着我国对新能源的开发和利用，人们对太阳能资源的利用也越来越普遍，作为一种新能源，是一种清洁无污染的可再生能源。太阳能热水系统是以吸收太阳辐射能为热源，将太阳能转为热能以达到加热水的目的的整套装置。本文作者根据多年工作经验，阐述了太阳能热水系统的组成及工作原理、住宅太阳能集中热水供应系统设计中的储热水箱及水温设定等问题，希望能为住宅太阳能集中热水供应系统的设计提供启迪和参考。 　　关键词：太阳能集中热水供应系统；储热水箱；水温；压力平衡 　　中图分类号： TU822+.1 文献标识码： A 文章编号： 　　随着我国经济水平的不断发展，能源问题在经济发展水平中的影响也越来越明显，可持续发展新能源的开发和利用成为解决能源问题的重要途径，其中太阳能的开发和利用首当其冲。我国太阳能的开发和利用目前其主要应用集中在小型家用热水系统上。从发展趋势来看，太阳能热水系统趋于由小型家用系统向大型集中式系统发展。近几年来，集中式太阳能热水系统设计安装已取得了长足的发展，使用也越来越趋于普遍。 　　1太阳能热水系统组成 　　太阳能热水系统主要由以下四部分组成： 　　1.1集热器：主要由集热管和联集器组成。根据其形式、特点及使用范围，分为池式、袋式、筒式、管板式、真空管式 及 热 管 真 空 管式，其中真空管式应用最广泛。集热器间可以并联、串联或混联。整个集热器固定在平屋顶的混凝土基础上。 　　1.2 集热水箱：集热水箱是储存热水的蓄热设备，以保证热水供应的稳定。其要求与普通热水箱基本相同，并根据不同地区采用不同的保温处理。集热水箱根据系统要求设置于平屋顶上。 　　1.3 连接管道：连接集热器与集热水箱以便形成一个完整的循环系统，管道布置分为等程式。连接管道应根据不同地区采用不同的保温处理。 　　1.4 辅助部件：太阳能热水系统的辅助部件包括水位计、温控仪表阀门、过滤器、循环水泵及辅助加热器等，应根据不同情况选用。 　　2 工作原理 　　真空集热管接受太阳辐射，将收集的太阳辐射能转换成热能，逐渐加热真空管和集热器内的水。当集热器内水温达到设定温度时，通过温度传感器、温度控制器及电磁阀、循环水泵等设备，将集热器内的热水，输送到集热水箱储存，同时自动补进冷水。通过对集热水箱、管道及阀门采取保温措施，集热水箱中的高温水即可供用户使用。 　　3 热水系统设计的技术探讨 　　3.1 储热水箱的设置。 　　1）热水系统设计应充分利用太阳能，使加热水所需的能量尽量源自白天的太阳辐射。 　　2）住宅用热水主要为洗浴及厨房等用水，其中洗浴用水占大部分，用水时段主要集中在18：00～24：00，大部分热水在集中用水时段前完成制备即可。 　　3）住宅热水供应的非集中时段的用水量占全天用水量的小部分，系统须保证该时段热水供应。因此，住宅太阳能（加辅助加热设备）集中热水供应系统应采用全日制系统，并设置大小储热水箱；大水箱由太阳能集热系统加热（或预热）；小水箱为恒温热水箱，均由辅助加热设备保证水温。热水箱的总容积应满足全天的热水用量，大水箱可结合集热器强制循环系统的布置分设成2个或以上，恒温水箱（小水箱）可设1个，小水箱的容积约占总容积的15%。辅助加热设备在保证小水箱水温的同时，应根据当天太阳辐照强度及大水箱的水温分时段对大水箱进行加热，以确保集中用水时段的热水供应。 　　3.2热水系统的水温设定。 　　1） 从灭菌方面看，军团菌可能存活于储水式的集中热水供应系统中，水温越高，越容易杀死军团菌。据有关资料介绍：水温约 35℃时，军团菌容易存活；约 50℃时，2h 内绝大部分的军团菌死亡；水温在 60℃时，2min内绝大部分军团菌死亡；约 70℃时，军团菌立即死亡。可见，储水式的集中热水供应系统需较高的储水水温。 　　2）从使用安全角度看，据有关资料介绍：70℃的水温在 1s 内即可造成局部烫伤，60℃的水温 7s 内造成局部烫伤，55℃热水造成局部烫伤的时间约为 20s。而居民家中小孩、老人对热水使用的安全性要求更高，故用户端的出水水温不宜过高。 　　3）从居民的用水习惯看，人们洗浴及厨房用水的水温一般不会超过40℃，如集中热水供应的水温为 50℃，则比供应 60℃的热水更易调节至40℃以下的适宜水温，从而减少因调节水温时所浪费的水量，更符合居民的需求。 　　4）从节能角度看，目前作热水器使用的太阳能集热器及常用作辅助设备的空气源热泵热水器，其产出 50℃以下的热水时热效率较高。而集中热水系统供水温度较低时，因热水管网等系统散热所损耗的能量将更少。基于上述卫生、安全、舒适、节能方面的综合考虑，建议集中热水系统的水温设定如下：太阳能集热水箱为55℃，恒温水箱为 60～65℃，系统出水