东北地区小高层住宅太阳能热水系统应用的几点体会

论文住宅太阳能热水系统应用的几点体会摘要：以通辽某住宅小区为例，介绍太阳能热水系统在住宅中遇到的一些问题。关键词：多层住宅太阳能热水系统 分户计量现如今，我国大力提倡环境保护和能源节约，使得太阳能技术得到长足的发展，而家用太阳能热水器也已经走进了千家万户。它具有节约常规能源、不会造成环境污染、使用方便、经济效益明显等优点。但是太阳能热水系统尚未完全纳入建筑给排水设计，造成住户在购买商品房后各自安装太阳能热水器，因没有统一的规划，使得布置上零零落落；且现在新建住宅多采用变频泵供水，住户只好用塑料管沿外墙把冷水接至太阳能热水器，再沿外墙把热水引下，在外墙凿洞进入室内。由于所采用的塑料管颜色不一、管径各异，未采取可靠的固定措施，极易造成事故；且水管布在外墙面，墙面上千疮百孔，遇漏水，墙上水渍斑斑，严重影响市容市貌；有的利用卫生间或厨房管道井，将冷热水引至屋顶，虽然对建筑外立面没有影响，但由于施工水平参次不齐，留下很多安全隐患。针对上述情况，笔者考虑在住宅给排水设计时应把太阳能热水系统作为设计内容之一，以避免上述情况的出现。并且当前太阳能热水系统应用实际情况表明，普通住宅太阳能项目在设计上还处于初期阶段，各种太阳能热水形式鱼龙混杂。到底选用哪种形式，令众多给排水设计人员非常头痛。在此，以通辽新城住宅小区为例，说说我的一些个人体会。总体而言，对于普通住宅，一般来说选用分户太阳能系统比较经济合理。分户太阳能有利于分户计量水量，成本分担也很明确，缺点就是不统一，影响外观。所以应该通过先期太阳能设计，来避免这种情况的出现。太阳能热水系统是将太阳能转换为热能，用来将冷水加热所需要的部件及附件组成的完整装置。包括集热器、贮水箱、连接管路、控制系统、支架及其它部件。该住宅小区位于通辽市城北，属新建小区。屋顶为坡屋顶和平屋顶相结合，甲方要求安装太阳能。针对市场上太阳能热水器品牌形式繁多，所以选型是整个设计的关键。在采用分户太阳能系统的方针下，经多方比较后，最终确定选用带卧式副水箱全自动型产品(坡屋顶式)。集热器敷设在坡屋顶上，卧式副水箱安置在平屋顶上，由建筑专业做相应处理。冷水管一个单元共用一根，布置在卫生间管井内。该型号克服了现有各种太阳能热水器重心高，在坡屋顶上安装困难等缺点，安全可靠、外形平整，成片安装整齐美观。一、工作原理上水管设于单元公共管井内，位于住宅单元底层的上水阀处于常开状态，自来水经上水管及卧式副水箱中浮球阀自动上水，水满后浮球阀自动关闭。每户住宅的卫生间管井中设一个热水管，在使用时主水箱中的热水经管井内分户热水管流向各住户。副水箱中的水给主水箱补充，副水箱水面下降、浮球阀下降并自动补水，主水箱在自动运行状态下总是充满水。副水箱的水是通过一个混水装置补进主水箱的，可保证在使用热水时，主水箱中的热水缓慢均匀降温，避免骤冷骤热现象的发生。而且当自来水水压不稳时，只要夜间或其它时间自来水水压恢复正常，一小段时间后冷水即通过副水箱的浮球阀自动补满。因进水口在水平面之上，故再停水时水也不会倒流。该套系统的特点：集热效率高。外表面采用选择性Al一N/Al吸收涂层，该涂层对太阳能吸收率高达0.93以上，发射率0.060，内外管间真空度510-3Pa，空晒温度可达250左右；夏季水温可达80，冬季也能产生40以上热水。 (1) 保温性能好。该水箱保温层由高效保温材料聚苯乙烯与聚胶脂发泡而成，保温性能是普通聚苯乙烯泡沫板的3倍，能保温48h以上。 (2) 使用寿命长。产品外壳采用进口双涂彩板和不锈钢，防腐抗老化性能好。真空集热管采用特硬高砌硅玻璃制造，能承受0.6MPa压力，理论寿命为15年。二、设计过程 集热采光面积的确定 太阳能热水器的采光面积与集热器的热性能、使用期间的气象条件、用户所需的水量和水温等诸多因素有关。该住宅小区设计热水量为120L/(人d)，在计算热水量时每户按4人考虑。每一单元热水量V=120412=5760L。按每平方米集热面积可产40热水80L计算，则一个单元需真空管集热面积为72m，选用12排ZT24（1.5)型太阳能热水器。联接方式：集热器组并联。该系统具有自动补水功能，无人值班，通过自动控制的水泵循环换热。即使单支集热管损坏，整个系统照常运行。循环系统 为避免管网内积存有冷水的情况，设计时采用循环泵强制循环的方式，采用温度控制器控制泵的循环。室内管道设计为串联式，以加大各支路水头损失，使得各支路循环阻力相对平衡。循环水泵的扬程应足以克服管道阻力，流量取2L/(minm)。循环水泵采用单相式，安装位置设在系统上部，因安装在室外屋顶处，设计时采取安装防护罩的保护措施。考虑到其电能的收费问题一直是房管部门及住户最伤脑筋的事，既不能及时收取电费还影响邻里关系，设计采用CKJ-F3型楼宇公共用电均分器。该产品由固态双向晶闸管分时输流导通，达到均分电能的目的，由于集成电路振荡器周期误差近似零，均分器精度较高。安装时只须与单元各用户电表相连，然后把负载输入端子与水泵相连即可。 热水管道布置及计量：在进行给排水设计时将室内热水管纳入住宅厨卫设计中、合理布置。厨房、卫生间太阳能热水管集中设于管道井中，因每户拥有一套（大户型两套）卫生间及一套厨房，用水点分散，连接厨房、卫生间的热水支管暗敷在楼板垫层内。本工程在每户卫生间设置冷、热水远传式水表。管材的选用及保温：因屋面热水管长期暴露在外，受太阳曝晒。阳光中的紫外线加速管道老化，所以设计时选用了黑色的铝塑复合管，室内热水管为桔红色热水型铝塑复合管。铝塑复合管导热系数远小于铜管，一般情况下总热损失小于铜管。这样相应减少循环流量，降低运行成本。屋面保温材料采用单面开口高发泡聚乙烯管壳，厚度不小于15mm，保温材料包覆后，屋面热水管应外缠两道宽度为100120mm，厚度为0.22mm黑色聚氯乙烯薄膜保温层，保护层外表用1mm浸塑铁丝扎紧，间距为400450mm。太阳能集热器的安装方位：集热器的最佳布置方位是朝向正南，允许向西偏离15度以内，否则将影响热水器表面上的太阳能辐射强度。建筑专业将坡屋顶倾角做成集热器倾角的角度，这样集热器就可以平铺在坡屋顶上，外观效果非常好看。太阳能热水器各支架与屋面避雷网可靠连接，以防雷击。集热系统的感温元件应安装在最后一块集热器的出水处，而不要安装在回水管路上，否则感温元件不能及时反映热水器中的水温，造成系统集热效率下降。 小结该太阳能热水系统出水水质清洁卫生，住户入住后该热水系统受到了好评。虽然太阳能热水器的初装费用较高，但一次投资，多年受益，不必增加后续费用。但也存在阴雨天或日照不足时无法使用的问题。解决办法是每户自己可以考虑增加辅助电加热器。这就使得太阳能热水系统全天候供应热水成为可能。但此太阳能系统也存在一些不足之处，如通辽