分体太阳能热水系统在建筑中的应用

分体太阳能热水系统在建筑中的应用

摘要：本文在工作实践的基础上，阐述了分体太阳能系统的组成与功能，着重论述了分体太阳能热水系统在别墅太阳能采暖和制冷中的应用以及在别墅泳池加温中的应用。

关键词：分体太阳能系统；与建筑结合；采暖和制冷；游泳池加热；应用市场

1.分体太阳能热水系统的组成与功能

分体系统是太阳能光热利用应用于别墅建筑的最佳方式，包括分体承压式系统和分体非承压式系统。以承压式系统为例简要说明，分体式太阳能热水系统包括：分体集热器、储热水箱、太阳能泵站及管路和控制系统四部分。在满足用户使用热水的同时，也达到了集热器与建筑的完美结合。分体系统是将集热单元与储水箱分开，通过工质的被动循环将集热单元吸收太阳光能而得到的热量传输到储水箱，从而得到热水（热量）的系统，系统的集热器放在屋面上，储水箱放置在地下室或阁楼。

1.1系统组成

主要包括：集热单元、储水箱、控制部分、系统管路（包括膨胀罐）部分。

1.2系统特点

分体安装、承压运行，操作简单；智能化控制系统；集热单元与建筑完美结合，适合各种建筑风格，各种角度的坡屋顶、阳台等；预留辅助能源接口；安装方案多样，运行可靠，满足家用、工程等个性化需求。

1.3安装布置

集热器放在屋面上，储热水箱放在地下室，整个系统承压运行。集热循环管路和用水循环管路在室内贴墙暗敷布置，根据具体情况在不破坏结构的情况下穿墙布置。根据需要做防水处理。

1.4系统工作原理

温差循环：集热器、换热器和泵站中的泵构成温差循环管路。当集热器与水箱的温差达到控制器设定值时泵启动，抽动管路中的工作介质运动，工作介质通过换热器将热量输入到水箱。当集热器与水箱的温差为设定的温度（3℃）时，泵停止，如此往复。

定温循环：泵、水箱和用水端构成定温循环管路。当用水管路的温度降低到控制器设定的最低温度时，泵自动启动将管路中的冷水压入水箱，水箱中的热水与自来水再次混合出设定的热水。

1.5各部分功能

集热器部分：集热单元安装在室外，根据建筑风格的不同，安装在屋顶的不同位置上，使集热部分与建筑有机的融为一体，成为建筑美学的点缀，美化视觉环境，改善城市景观。集热器作为建筑的一部分，完美的镶嵌在建筑坡屋面上，使太阳能集热器与建筑有机的结合起来，造型新颖美观，增加了建筑的欣赏性。集热器采用优质的铝型材喷塑作为边框，具有美观、坚固、乃腐蚀性好的特点，可以保证使用10年以上。真空管采用我公司生产的三高真空管。具有很高的抗冲击性和耐高寒、抗高温和高吸收率的特点。

储热水箱：根据实际情况安放在地下室内，美观大方、安全可靠。储热水箱内胆一般采用2毫米厚SUS316L不锈钢，高频滚压焊接技术有效的解决了防腐问题。60毫米厚进口聚氨酯保温层比普通同厚度的保温层的保温效果提高50%。预

留有辅助能源接口，配有辅助电加热，定温、定时自动控制和手动控制功能。可

以配接家庭或者外部的其它能源，真正实现环保经济。

控制泵站：外壳采用国内先进技术，具有体积小、重量轻的特点。内部的核

心控制部件全部采用国外先进技术，能够自动实现温差循环、定温循环等功能。

具有自动化程度高、模块化、使用寿命长的特点，已经达到国内先进水平，比肩

欧美等国的控制系统。所采用的循环水泵为进口技术生产的热水循环泵，有效的

解决了以往困绕着太阳能厂家的热水循环泵的问题。

系统管路：分为两部分，一部分为集热循环管路部分，这一部分管路从集热

器到储水箱采用φ15的紫铜管，为内锡焊连接，管路可承压1MPa；另一部分为

用水管路。所有管路采用暗敷埋设，并做保温处理。（见安装示意图）安装示意图

2.分体太阳能热水系统在别墅太阳能采暖和制冷中的应用

2.1太阳能蓄热采暖

利用蓄热池把非采暖期的太阳能集热器吸收的热量储存起来供采暖期使用，实现了跨季

节的热量储存，作为别墅冬季采暖的热源。

系统的组成：太阳能集热系统、换热系统、蓄热池、地板辐射采暖系统、控制系统等组成。

系统的运行原理：

集热过程：太阳能集热系统作为太阳能光热转化的设备。在非采暖期集热系统首先将生

活热水水箱中的水加热到设定温度后，系统进行切换。集热系统通过换热系统对蓄热池进行

储热。在采暖期集热系统将生活热水水箱中的水加热到设定温度后，集热系统对室内即时采

暖水箱进行加热。

2.2太阳能制冷

利用太阳能制冷的形式多样，迄今应用较多的是利用太阳能为热源的溴化锂吸收式制冷

机组，其形式有：自然循环式小型吸收式制冷机组、单级热水型吸收式制冷机组、双级热水

型吸收式制冷机组、单、双效组合式制冷机组。

其中由于双效吸收式制冷机要求太阳能热源温度低（65℃以上），利用温差大（达12-25℃）的优点而被许多实际工程中所采用。

在采暖、空调的末端形式上，冬季采用地板辐射采暖；夏季采用盘管风机供冷的方式。

对于制冷空调系统的选择上，结合别墅建筑和使用特点，从系统初期投资和其运行费用等方

面比较，采用地板辐射直接供暖和热泵组合系统。

3.分体系统在别墅泳池加温中的应用

游泳运动不仅是受公众喜爱的体育运动，也是一种高品质的生活象征，现在部分别墅已

有泳池配置。游泳池的水温一般应保持在26℃～28℃之间，PH值：6.5～8.5，游离余氯：

0.4～0.6mg/L。然而，在自然条件下，受自然条件的限制，保持适宜的游泳池水温十分困难，特别是在寒冷季节。为了延长游泳时间，必须对游泳水温加热。若利用电能或燃料进行加热，不仅浪费大量能源，也会造成环境污染。因此开发利用丰富广饶的太阳能，利用太阳能对游

泳池水加热，不仅可以达到延长游泳池的使用时间的目的，而且可以节省大量的能源。

太阳能游泳池的组成：集热系统、水处理系统、换热系统、控制系统等组成。

太阳能游泳池的运行原理：太阳能集热系统是实现光热转换，将能量储存到水箱中，在

游泳池水温低于26℃时，启动换热系统对泳池水进行加热，当温度升高到28℃时，停止换

热系统。为了保持泳池中的水的清澈、透明达到设计要求，必须通过水处理系统对水池进行

处理。

5.结语

分体太阳能系统在与建筑特别是别墅建筑结合方面有着不可比拟的优势，这也是太阳能

光热利用的发展趋势。相信随着太阳能技术的发展，分体式太阳能系统的应用会越来越广泛，从而更好的为客户、为社会服务。

参考文献：