浅析太阳能热水系统在住宅设计中的应用.docVIP

精品论文 参考文献 浅析太阳能热水系统在住宅设计中的应用 河北省建筑设计院上海分院 上海市 200127 摘要：近年来我国面临着十分严峻的能源危机，能源供应紧缺。寻找合适的替代能源迫在眉睫。太阳能属于可再生能源，是解决现有能源困境的合适道路。在太阳能的众多应用中，最有潜力的应用便是在建筑中，因而太阳能热水系统就成为了太阳能在建筑中的主要应用方面。 关键词：太阳能；热水系统；住宅设计 引言 太阳能作为一种清洁安全的可再生能源，是节能环保的重要途径。在建筑设计中体现绿色环保思想，凸显节能亮点，将太阳能清洁能源引入到建筑或景观、园林设计当中，充分利用太阳能，采用更加节能的建筑围护结构以及采暖、热水和空调系统，减少电力等常规能源采暖、热水和空调使用，是未来住宅设计的发展道路之一。太阳能热水器是最为常用的太阳能利用装置，能够提供洗浴、生活和采暖热水，能量大、时间长、周期运行费用低、使用长、无噪声、无污染、无危险，如能广泛应用于住宅热水供应系统中，可产生长远的经济效益。 1太阳能热水系统概述 太阳能热水系统是当前所有太阳能利用形式中技术上最成熟、经济上也最有竞争力的绿色能源形式。从建筑的给排水系统角度而言，它是指以太阳能为热源，或者结合其他能源，供给日常生活用热水，然后通过相应的管路输送到用热水点的系统。它主要由集热系统和水供应系统组成，主要包括：太阳能集热器、贮水箱、循环管路、热交换器、控制系统等和附件，有些系统还添加辅助能源（如电能）来保证没有日光的热水供应。太阳能的集热系统是太阳能热水系统的重要组成部分，它关系到太阳能的合理收集和利用；水供应系统和常规的生活热水供应系统相似，辅助热水的供应。 2太阳能热水系统在住宅设计中的应用 2.1分户式系统实施 当前市场上较为普遍的是单户型紧凑式的太阳能循环热水器。将两种太阳能供热系统进行对比分析，其中分户式太阳能热水系统的初期造价虽然较高，但是单个用户可以实现独立系统的设置，相互之间不存在影响，一旦出现问题也非常容易解决，管理方法比较简便，运行费用较低。缺点是每户独立的设置和运行将会造成管线复杂的状况，其中采用落水法进行出水，高层住户的热水供应压力同中低层住户比较相对较小，使用过程中冷热水的压力交替容易产生不平衡状况，一部分用户在使用中会存在一定的不便。下层住户热水出水的管道线路较长，在热水的使用中会经历较长时间的凉水放出阶段，引起不必要的水资源浪费。紧凑式自然循环太阳能设备的抗风和抗冻性能较差，一旦存在管道的破裂就无法使用。 2.2集中式供热系统 集中-分散太阳能供热系统应用原理为：实行集中器供热，在循环泵的作用中，将热水输送至每一个用户中，同时对水箱中的温度进行判定，主要借助的是温差控制和电磁阀，借助换热器在水箱中的作用，实现对水箱中的凉水加热，水箱中的水在没有达到设定中的温度时，需要借助辅助器设施继续进行加热，在使用过程中，热水会被冷水顶出，水压可以长期保持稳定，单个用户可以对热水进行单独使用，充分保证了热水资源的平均分配；集热部分可以在压力作用下持续运行，系统的运行模式保持在循环封闭状态下，避免了水质的堆积造成水垢阻塞，运行方式简单。并且该系统可以实现热水在每家每户中的储存，减少水箱在屋中或是在地下室中占据过大的面积，整个运行的线路之间对建筑外观不会造成严重影响。系统只需要消耗较少的循环泵能量。系统主要由热管式的真空集热器、循环线路、控制阀、换热器等部件。热管式真空集热器组的连接方式为串联，换热器连接方式为并联。 这一系统的优点主要有：实现了太阳集热和建筑的融合，设备的安装主要在用户的屋顶，管线较为简单，各个用户之间的计费可以实现相互独立；使用热管式真空管线，太阳能的集热系统在封闭的环境下实现循环，保证了供热的及时和高效，以及供热的均衡；由于系统之间实行的是间接加热的方式，真空管中未进行通水，不会有水垢的堆积，集热器可以保持长时间的集热。其中还应用了防冻介质，保障了其在严寒天气状况下的安全运行。太阳能集热管中应用了真空集热管技术，即使真空管出现了破裂，也不会存在系统漏水现象，太阳能集热系统依旧可以持续运行下去，只是真空管的集热效果有所降低。单个用户的承压换热箱是独立的，系统中的水资源补充全部来自小区住户家庭中，用户的使用量保持一定的平衡，在冷热水之间保持了压力的平衡，使用和操作都十分简便，不需要对用户进行额外计费。集中-分散太阳能系统实现了智能化的控制，功能齐全，管理便利，拥有较高的可靠性。 系统的缺陷主要有：系统的初期投资成本较高，但系统的使用时间较长，集热和节能能力较高。集