浅析高层建筑中太阳能热水系统的应用

浅析高层建筑中太阳能热水系统的应用

【摘要】随着房地产市场的不断发展，居民住宅建筑的规模要求越来越高，其中高层住宅也更加普遍。太阳能热水系统在高层住宅中已经得到了广泛的推广。本文针对目前常用的太阳能热水系统类型进行分析，并尝试下提出了适用于高层住宅的太阳能热水系统技术。

【关键词】高层住宅太阳能热水系统技术

随着我国社会经济的高速发展，科学技术日新月异，很多技术被逐渐普及到人们的生活与生产当中，其中太阳能热水系统就在很多高层住宅中进行使用，而且在我国大部分大城市住宅中，无论是房地产开发的项目，还是保障性住房等等，目前都以高层居多，26层以上的住宅已经很普遍。因此，太阳能热水系统在高层建筑中的使用是一个值得探讨的问题。

1 常用太阳能热水系统的分类

1.1 集中集热——分户储热太阳能热水系统

此类系统的太阳能集热器将在屋面进行集中放置，集中储热水箱不在系统中设置，需要针对每一个用户设置一个储热水箱，水箱内部设置换热盘管与电辅助加热装置，在楼梯间或者屋顶处设置控制系统、循环装置，以及必备的一些辅助设施。在太阳不断照射的情况下，集中设置的集热器的温度会不断的提升，在智能控制系统的作用下对循环泵的启动或者停止进行有效控制，保障集热器与更多储热器水箱之间有热媒进行辅助循环，热媒主要利用储热水箱中与换热装置中的水来实现热量交换的功能，从而对储热水箱中的水进行加热。此类通过顶水式供水的方式来对热水进行供应，确保冷水与热水在供水时，水压等同，这样在实际使用的过程中才会更加舒适。将太阳能热循环系统与用户用水系统分割开来，太阳能热水系统的主要功能是为广大用户提供热能，而不是我们所想的热水，因此，热水费用是不必收取的。通常用户的辅助热源都是采用的电加热，太阳能系统与加热的综合使用才能确保用户24小时有热水使用。

1.2 分户集热——分户储热太阳能热水系统

此类系统也被称之为户式太阳能热水系统，主要是以住户为单位进行太阳能热水系统的安装，所产生的热水一般只针对一个用户的使用。通常此类集热器放在屋顶或者阳台，由于热水系统结构存在一定的差异性，使用比较普遍的是多层住宅区，将其设置在屋面的非承压整体式太阳能热水系统，而高层住宅主要设置在阳台外侧的挂式太阳能热水系统。

非承压整体式太阳能热水系统主要是将家用太阳能热水器在屋面进行集中安置，在太阳光的照射下，集热器不断吸收阳光从而使其水温提升，其中存在的循环动力是储热水箱中与集热器中的水温差形成的，保障集热器与储热水箱中的

热水可以自然循环的流动，最后将储热水箱中的水加热。热水实际供应是通过落水式来实现的，然后通过辅助热源对系统自带的电实现加热。依然通过太阳能热水系统与辅助电加热系统为用户提供24小时的热水。

2 太阳能热水系统在高层住宅中的应用

高层住宅在选择太阳能热水系统的过程中应该充分结合楼层的层数、层面的平面布置、住宅户的户型以及立面的外形要求等等，主要考虑情况还是住户的实际日照情况，对这些因素进行综合考虑之后才进行确定。通常在屋面设置太阳能集热器或者集热板，集热的效率是最高的，而且不会影响到外立面，能及时处理一些特殊情况，一定程度的消除安全隐患，因此，首先应该利用的屋面的面积。这些技术比较适用：

2.1 阳台壁挂式太阳能热水系统

2.1.1 分析系统原理（见图1）

2.1.2 阳台壁挂式太阳能热水系统原理的优势

（1）可以单独安装集热器，才能与建筑进行更好的融合，确保建筑整体美观。（2）将储热水箱与集热器进行分离，在阳台外侧安装集热器，这个方法能有效将高层建筑屋面安装面积不足的问题进行解决。（3）每一户都是独立使用，有助于后期的保养与维修管理。（4）当日照资源较为丰富的情况下，可以想用户供应的热量能单独将分户水箱中的水进行加热到指定温度，用户可以不采取二次加热，便能直接使用太阳能系统制备的热水；当然针对日照资源比较差的情况，用户需要用辅助设备进行二次加热。（5）储热水箱承压供水，用户在实际使用的过程中会感觉特别舒适。

2.1.3 适用范围

（1）主要适用地区应该是南方地区，在北方地区使用此类太阳能热水系统，热媒需要添加防冻液；（2）户型较小、屋面可放置集热器的面积不多、南面日照情况较好的高层住宅；

2.2 集中集热——分户储热太阳能热水系统

2.2.1 分析系统原理（见图2）

2.2.2 集中集热——分户储热太阳能热水系统的优势

（1）在屋面位置统一安装集热板，不会影响到建筑的整体设计风格；（2）可以对系统实现共用，确保资源共享，方便广大用户；（3）集热与热循环这两个系统是分开独立的循环系统，在热媒的连接下，使其两者相互统一，实现自控间接换热的目标。系统循环泵控制：利用温差进行控制。对采集唐洋能集热器温度

T1和热媒水回水温度T2，当T1的温度大于T2时，也就是超过设定值时，就会开启系统循环泵。在具体循环加热的过程中，T1与T2的温差小于或者等于设定值时，系统循环泵就会自动关闭，停止加热；一旦温差达到一定温度值时，就可以继续循环加热。（4）当日照丰富的情况时，为用户提供的热量能单独将分户水箱中的水加热到一定的程度，此时，用户也不需要二次加热便可以直接使用太阳能热水系统制备热水；日照资源不足的情