二、太阳能热水系统与建筑一体化应用技术
对我们而言,太阳能是取之不尽的最环保的能源。一般来说,在年日照时数大于1200h,年太阳辐照量大于3500MJ/m2的地区均宜设置太阳能热水系统。近年来,随着太阳能热水技术的不断进步,太阳能得到了越来越广泛的应用,相应地,客户的要求也越来越高,而不同的客户群具有不同的要求:作为住户的要求注重于价格适中、热水充足稳定、安装操作方便;而作为城市规划部门、建筑设计师、房地产开发商等,则要求太阳能热水系统在不影响其原有建筑风格的基础上,更能起到画龙点睛的作用。因此,太阳能热水系统与建筑一体化应用技术成为了当今太阳能热水市场的发展趋势。
(一)技术定义
太阳能热水系统与建筑一体化是将太阳能热水系统应用于建筑并与之结合为整体的应用技术总称。按照集热和热水供应方式的不同,太阳能热水系统又划分为三种子系统,即:分散供热水系统、集中-分散供热水系统、集中供热水系统。
1、分散供热水系统
建筑中每个住户或用户拥有独立的太阳能集热和供热水装置,不同住户或用户间的太阳能热水装置彼此没有关联的供热
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水系统;
2、集中供热水系统
以一个单元或整栋建筑为单位共用一套太阳能热水系统,共用太阳能集热器和储热水箱的供热水系统(如图1);
3、集中-分散供热水系统
建筑中采用集中的太阳能集热器和分散的贮热水箱供水的热水系统,每个住户使用独立的储热水箱(如图2、图3。 图3为增加了一个共用储热水箱的供热水系统)。
图1. 集中供热水系统示意图 图2.集中-分散供热水系统示意图(一) 图3. 集中-分散供热水系统示意图(二)
(二)技术特点
1、各种热水系统的技术特点 (1)分散供热水系统
建筑中不同住户或用户间的太阳能热水装置彼此没有关联;辅助能源安装灵活,产品选型的范围较宽,可使用常规生产的平板、全玻璃真空管和热管式家用太阳能热水器,利于产
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品质量的监控。其缺点是管道铺设较多,布置凌乱,不利于建筑美观,一般不设回水管,使用热水前需要排掉管道内的冷水,空载能耗,造成一定的浪费。
(2)集中供热水系统
太阳能资源得到充分的利用,易于控制,管道数量少,设计安装方式比较灵活多样,易于与建筑结合,利于统一设计统一安装,使用范围广,技术成熟,目前在公共建筑中使用较多。缺点是安装在民用建筑时须注意解决好热水计费问题。
(3)集中-分散供热水系统
该系统是在分散供热水系统和集中供热水系统的基础上综合延伸出来的一种太阳能热水系统与建筑结合方式,储热水箱放置用户室内时,可克服热水管道冷水排水问题。缺点是可能要占据室内空间放置储热水箱,目前安装成本稍高。
2、太阳能热水系统与建筑一体化应用技术的特点 可以从以下四个方面看到推广使用优质的太阳能热水系统与建筑一体化应用技术带来的好处:
从经济节能方面看,普及安装与使用太阳能热水系统,可以节省电、燃气和燃油等国家急需的能源,对个人也可以节约费用;
从社会效益看,普及安装与使用太阳能热水系统,还可以减少大量由于使用常规能源带来的环境污染,减少大量有害气体的排放,保护环境,节省常规能源,实现社会的可持续发展;
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从建筑角度看,实现太阳能热水系统与建筑结合,统一设计统一安装,才可能解决长期形成的太阳能热水器安装与建筑设计的矛盾,符合建筑设计与城市规划的需要;
要大规模地推广太阳能热水系统就必须从建筑设计开始,采用太阳能热水系统与建筑一体化技术,快速有序的发展,才可能解决太阳能热水器行业发展的瓶颈。
(三)技术的适用范围
参照《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》GB50364-2005表4.2.6,给出一般情况下太阳能热水系统在建筑中的适用范围,如表1。
(四)技术的普及程度
太阳能热水器生产厂家一直致力于在多层建筑推广与使用太阳能热水系统;城市居民面对日益高涨的煤气和电价,要求使用太阳能热水系统的呼声也越来越高;政协、人大已有提案要求推广太阳能热水系统。太阳能的利用既符合国家的能源政策,符合群众的要求,又利于环保,正逐步得到越来越多人的认同。
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表1 太阳能热水系统适用范围
民用建筑 建 筑 类 型 低层 多层 高层 集中供热水系统 集热与供 热水方式 太 阳 能 热 水 系 统 类 型 集中-分散供热水系统 分散供热水系统 自然循环 热水系统 强制循环 运行方式 直流式 传热工质直接 与热水换热方式 间接 辅助能源 放置位置 内置 外置 ● ● ● ● ● — ● ● ● — ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● — — — ● ● ● ● — ● 公共建筑 宾馆 游泳公共 医院 馆 浴室 ● — — — ● — ● ● — ● ● — — ● ● ● — ● — ● ● — — ● ● ● ● ● — ● 注:表中“●”为可选用项目。
分散供热水系统是目前应用普及程度最高的系统,多为住户
自己安装太阳能热水系统,近年来部分多层民用建筑在图纸设计阶段已经进行太阳能热水系统的设计;集中供热水系统也是目前应用普及程度较高的系统,但主要用于公共建筑,居住建筑用的很少;集中-分散供热水系统是近年提出的方案,国内推广工作刚起步。
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