太阳能热水系统在住宅项目中的应用研究

太阳能热水系统在住宅项目中的应用研究
摘要：太阳能热水系统在建筑热水系统中的应用，是我们国家多年来大力推广的建筑节能减排措施中的重要一环。

经过多年工程使用和相关规范的完善，公共建筑的太阳能热水系统已经比较成熟，但住宅太阳能热水系统仍然存在较大的不足之处。

基于此，本文对太阳能热水系统在住宅项目中的应用进行研究，以供参考。

关键词：太阳能；热水系统；住宅项目
引言
太阳能是清洁可再生能源，是21世纪以后人类可期待的、最有希望的能源之一。

太阳能热水器是利用太阳辐射能的装置，对阳光进行吸收并传递热能给水箱内的水，以达到提高水温并向人们供给生活热水的目的。

太阳能热水系统的发明和普及改善了人们的生活，更重要的是减少了对生活中常规能源尤其是化石能源的消耗。

太阳能热水系统是我国在太阳能热利用领域具有自主知识产权、技术最成熟、依赖国内市场产业化发展最快、市场潜力最大的技术，也是我国在可再生能源领域唯一达到了国际领先水平的自主开发技术。

1太阳能热水系统分类
一般住宅太阳能热水系统常用的系统分类：按照太阳能集热板与储热水箱的相对位置是否一同设置分为分散式、集中式；按照太阳能集热板内传热工质是否为用户消费的热水情况分为直接系统、间接系统；按照系统传热工质与大气接触的情况分为敞开式、封闭式；按照热水系统循环的是否采用加压情况分为自然循环系统、强制循环系统。

2目前住宅太阳能热水设计现状
2.1产品质量有待提升
管道泄漏、水箱故障是太阳能热水系统的常见故障，集热器破损时有发生。

这些产品及零部件故障说明太阳能产品质量不过关。

房地产企业是采购主体，却不是使用者，没有足够的动机去选择质量好的产品，即便有居民愿意用太阳能能热水，极有可能遇到的都是质量差的太阳能热水产品。

对太阳能企业的调查也佐证了这一情况，仅有20%的企业认为过硬的产品质量是中标的条件之一，66.7%的企业认为低的投标价格才是中标关键，在利益的驱使下，低廉的价格和过硬的产品质量难以共存。

2.2太阳能热水系统的设计问题
随着国家经济的发展，人民群众越来越富裕，生活也越来越好。

很多群众对生活品质的要求早就已经不是简单的够用就好了，而是更在意生活的舒适体验度，而这种太阳能热水系统设计无论如何都不能说是舒适的。

很多住户装修时采用各种方法缩短热水出水时间，以提升用水舒适度，但对于位于公区的太阳能供水管，住户就无能为力了，以至于有将太阳能热水进水关闭，弃之不用的情况，这毫无疑问是一种极大的浪费。

2.3运维难题亟待解决
调研发现，集中集热-集中储热式太阳能热水系统工程运维最为困难，其次是集中集热-分散储热式太阳能热水系统工程，阳台壁挂式太阳能热水系统工程相对较好些。

因热水费收
取困难、热水不足、用水居民少及故障多等因素，物业部门抵触情绪大，部分集中集热-集中
储热式太阳能热水项目处于停运状态或者无人管理的状态。

3太阳能热水系统在住宅项目中的应用
3.1不同太阳能板的应用
（1）玻璃真空管太阳能集热板，可细分为全玻璃真空管式、热管真空管式、U型管真
空管式。

常用的为全玻璃真空管式，其优点为安全、节能、环保、经济。

单独的玻璃真空管
太阳能热水器使用时受温度、天气条件影响较大，一些严寒地区也可通过增加辅助电加热功能。

玻璃真空管太阳能制热效率较高，太阳能不足时可通过电辅助加热，以保证太阳能可以
全年全天候运行，因为为真空形式即使环境温度低时效率仍然比较高。

其缺点在于真空管不
能承压，易结垢，体积比较庞大、玻璃管易碎。

（2）平板型太阳能集热板，平板型太阳能
热水器可分为管板式、翼管式、蛇管式、扁盒式、圆管式和热管式。

平板型集热板以其耐用
性好、集热面积比高、故障率低、可承压运行等优点，是应用最为广泛的系列。

同时，平板
型集热板安装方便易于与建筑相结合，可在无水状态下空晒，其热性能也很稳定。

其缺点由
于盖板内不是真空形式，散热快保温差，因此外部温度较低时集热性能力差，辅助加热的能
耗更高。

在环境温度低的集热效率较低。

更换时是整个太阳能板更换，不适用于适合冬天结
冰的地区选用。

（3）陶瓷中空平板型太阳能集热板，陶瓷太阳能板是以普通陶瓷为基体，
立体网状钒钛黑瓷为表面层的中空薄壁扁盒式太阳能集热体。

陶瓷太阳能板整体为瓷质材料，不透水、不渗水、强度高、刚性好，不腐蚀、不老化、不退色，无毒、无害、无放射性，阳
光吸收率不会衰减，具有长期较高的光热转换效率，可与建筑一体化施工。

3.2提升系统设计水平，确保工程质量
随着高层建筑越来越多，集中集热式太阳能热水项目因屋顶面积有限，难以满足居民用
水需求已是常态，户用阳台壁挂式项目尽管能够解决此问题，但保证高空安装太阳能集热器
的安全性却不容忽视，尽管现有标准图集提出应统一配置托台，但仍有部分新建项目无法做
到统一设计，未按要求执行，留下安全隐患。

因此，中高层户用阳台壁挂式太阳能热水系统
应强制统一配置托台。

此外，集热器受遮挡、水箱选型过大、水箱放在室外、膨胀阀过小、
管道过长及未进行保温处理等设计不合理的现象时有发生，严重影响太阳能热水系统效率。

建议设计院和太阳能企业联合开展太阳能热水系统设计，鼓励太阳能企业持有给水排水专业
设计资质，提升太阳能热水系统设计水平，推动同步设计。

3.3太阳能热水系统与建筑一体化设计
太阳能热水系统与建筑的一体化是一项复杂的综合技术：设计、安装与验收涉及建筑、
结构、电气与给排水等各个专业。

在系统设计中，给排水专业应向建筑专业提出具体的系统
设计方案和技术要求，并向电气专业提出完整明确的系统控制方案；建筑专业应根据建筑外
立面，合理明确太阳能热水系统的各组成部分在建筑中的位置；结构专业对设置在建筑中的
太阳能板件和水箱等的荷载进行计算校核等。

太阳能热水系统组件从外观上应与整体建筑和
外观环境有机结合，如集热器可结合建筑南向坡屋面整体协调考虑，阳台式太阳能热水器集
热板可与阳台栏板相结合整体设计，设置合理的建筑女儿墙高度对屋面太阳能设备进行掩饰，避免建筑立面突兀等。

另外太阳能热水系统的输水管、控制及电缆管线应与建筑物其他管线
统筹安排，系统设计要求在结构上安全、管路布置上合理、系统运行上可靠，并做到统一规划、同步设计、同步施工，实现与建筑的协调统一。

3.4太阳能热水系统的安全保护措施
为保证住户用水安全，避免烫伤事故发生，设计人员在设计中：①考虑在屋面设置过
温控制电磁阀，当太阳能热水器出水管达到70℃时，电磁阀打开，高温出水直接被排放至安
全处；②在住户阳台处设置的三通电磁阀在入户热水温度超过70℃时，控制器有声光报警
作用，同时控制三通电磁阀关闭，使过温热水无法进入户内，从设计角度更大限度保证住户热水用水安全。

结束语
综上所述，住宅太阳能热水器的发展日新月异。

设计师在设计时要紧跟市场，了解市场产品动态；同时也要参与市场，好的设计理念来源于平时的积累，又反过来指导市场，不断督促产品创新，形成良好的循环。

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