太阳能与建筑结合现状与前景

1、太阳能与建筑结合现状与前景一、太阳能热水系统与建筑结合现状首先看一下太阳能产品在建筑中的位置如图一所示：（图一）太阳能热水系统与建筑结合示意图1、国内太阳能市场（1）产品类型 (a)集热器如：图二、图三、图四所示（图二）真空管集热器主要技术参数（图三）单双玻热管、U型管真空集热器主要参数（图四）平板集热器主要参数（b）太阳能热水器 如：图五和表1所示（图五）太阳能热水器主要参数表1：太阳能热水器参数表名称型号容水量（升）结构尺寸（mm）倾角（度）电加热功率（Kw）防冻措施日得热量（MJ/m2·日）热损w/m3·K备注投影支撑点左右×前后A×B左右

2、5;前后A×B2、国外太阳能市场（1）国内外产品差别1998年我国年产热水器总销量为350万m2，保有量为1500万m2，其中真空管约占市场60%，平板占市场30%。1999年其总销量为500万m2,保有量为2000万m2,其中真空管份额上升为85%，平板则下降到12%。（2）太阳能热水器产品与工程所占市份额产品约占市场销售总额70- 80%工程约占市场销售总额20-30%举例：北京十个代表企业（包括清华、天普、九阳等）07年统计年销售产品5.3亿元（占80%）年工程款1.3亿元（占20%）近几年，由于太阳能热水器三次下乡活动中的副面影响，加上国家出台大中城市强制安装太阳能热水器，真

3、空管产品上升势头有所扼制，甚至个别地区产量下降或转产，平板热水器份额上升较快，预计全国会超过20-25%。然而国外情况正好与我国情况相反，形成剪刀差。如表2所示。表2：1998及1999年欧洲太阳能热水器安装表国家1998年（万米2/年）1999年（万米2/年）平板真空管合计平板真空管合计德国34.895.341.1940.286.0046.28希腊15.440.115.5415.90.1016.00法国2.750.002.753.230.003.23意大利2.60.12.704.360.154.51荷兰2.660.002.662.770.002.77西班牙1.960.001.962.10.0

4、02.10丹麦1.770.031.771.560.001.56瑞典0.970.001.001.170.011.18葡萄牙0.800.000.800.800.000.80英国0.900.010.900.900.000.90比利时0.240.100.250.250.010.26芬兰0.080.000.080.100.000.10总计66.065.0571.1173.396.2779.66份额92.9%7.1%89.3%10.7%注：该表由欧盟太阳能热产业联盟（ESTIF）提供。（2）国内外工程差别国外太阳能热水系统绝大多数以承压双循环回路（二次循环或间接循环）为主，其目的不仅可以防冻，而且洗澡舒适

5、、安全、易操作。国内太阳能热水系统绝大多数以非承压但循环回路，放水排空为主。其目的是降低工程造价。但随着我国国民经济的提高，人民生活的改善，会逐步与国际接轨。二、太阳能热水系统与建筑结合前景1、太阳能热水器产品的发展前景，如表3所示。表3：太阳能热水器五大质量因素序号项目指标要求影响因素备注1热性能（包括热效率和热损失）GB/T20095-2006 平均日得热量直接：7MJ/m2间接：6.3MJ/m2）系统升温25水箱每天t8 NY/T343-1998 自然循环45%5.0w/m2 闷晒式45%13w/m2 真空管45%2w/m21、真空管包括：材质：真空度：涂层：应力：平均热损系数：太阳曝辐

6、量：25冷水与90热水反复冲击三次进行考验2、朝向正南或向东20° 向西32°之间，节能率5%3、倾角全年当地纬度夏季为主-10度冬季为主+10度4、水箱保暖包括：聚氨酯发泡密度水箱保温厚度（最佳）水箱内胆要求防腐5、管中的固体悬浮物6、管间距大小7、管中存水越少越好8、系统运行方式不少真空管采用非3.3玻璃，有的甚至用“95”料G800w/m2,水温358t环30向东28° 向西40°节能率10%同一个倾角在石家庄与黑龙江塔河使用，其效率相差22%自然循环效率最高，定温次之，第三是强制循环。2运行可靠性不渗漏水，热性能正常，不发生任何事故1、渗漏水（密

7、封圈、管材、管件、阀门、水箱焊接）2、水箱建筑承受载荷不能超过允许压力3、防冰冻措施4、温度、水位控制可靠产品处于闷嗮状态下（用户一天不用热水，连续好日照二天就会产生高温过热）能确保产品的安全。3使用安全不发生人身伤害无财产损失1、水温602、用于炊事（节能）要求达到饮用水标准3、电加热水箱应进行3C认证4、“六防”要求，防漏电、放干烧、防雷电、防风雪、防过热、防过载5、提供维护和检修方便6、电热的安全要求标识、控制、放烫伤用户安装要考虑维修通道4使用寿命1015年以上1、管子材质、结构工艺及性能质量2、水箱内胆材料及焊接质量3、支架的材质、工艺、结构和抗化性能4、控制器、电加热器的质量5、管

8、件、阀门、配件的质量水箱内胆不锈钢焊接质量可从颜色鉴别5外形协调美观不影响城镇市容的观瞻1、产品结构、外形及尺寸要与建筑相匹配、协调，不影响观瞻2、产品颜色要美观大方，尽可能防止产生污染热水器的冷热水管应与建筑固定、防止漂移、产品尺寸标准要标明。水箱外壳采用不绣钢或铝板易产生光污染。注：“质量”包括产品质量和安装施工质量。2、太阳能热水系统的发展前景（1）当前大中城市太阳能热水工程发展前景。太阳能热水系统应与建筑基本同步，统一设计和施工，但招标时不能将土建与太阳能产品放在一起指标。（2）同一个楼房或一个建筑集群最好按太阳能工程进行设计施工，不提倡单户安装，这样运行统一管理，不仅造价低，而且用户

9、不存在维修问题，另外清除了对城市市容的不好影响。工程质量也有保证。如果用户或有其他原因需要单户安装也应找信誉好的企业进行认真设计和施工。（3）要积极呼吁和反映要求国家主管部门，制定太阳能热水系统设计安全规范。 安全标准的定义 安全标准的内容 制定安全标准的理由（时代背景）a、我国太阳能热水器行业的发展需求，38项标准无一项安全标准。b、对安全标准的认识过程（恶劣环境）c、与电热水器，煤气热水器相比北京市新能源与可再生能源协会罗运俊2011年4月21日太阳能热水器行业发展思路一、太阳热水器的主要部件研发1、太阳能热水器产品的质量及性能与关键部件太阳能集热器关系十分密切。太阳能集热器的主要类型，如

10、表1所示。表1太阳能集热器主要类型2、太阳能集热器的效率曲线，如图1所示图1集热器效率曲线曲线（直线）代表平板集热器与真空管集热器的热性能效率曲线。说明：曲线的载距表示（Ti-Ta）/G=0时的效率高低。（a+b）的横生标表示两种集热器的交叉点。曲线的下面代表集热器的年有用得热量。曲线的斜度代表集热器的热损失。二、两种集热器热效率分析1、真空管集热器与平板集热器的有效吸热面积及集热器内的存水量。例如：12支47/37*1200的真空管集热器（管间距为75）经计算：每支管子其储水量约为1.2kg，12支管子其容水量为14.4kg（若平均每米2日产热水70kg，则集热器容水量约占20%）该真空管集

11、热器的真正采光面积A,则A=(0.072-0.047)×11×1.15=0.35(m2) 该面积有空隙面积约占集热器外轮廓面积的30%为无效吸热面积。但如果是平板集热器其吸热板芯内容水量约2公斤左右（排管中10/8，集管中20），有效采光面积约为0.9米2（占外轮廓面积约90%以上）综合上述两个因素导致真空管集热器（a+b横坐标左边），即日常洗浴温度）热效率比较低的根本原因。2、产品的承压分析平板与真空管分析平板集热器属金属管连接可承较高水压。真空管集热器承压不能超过0.05MPa，当水箱或联箱内水压为2kg/m2时，每根管（47/37）底托所承压力为34.7kg。若联箱有

12、20支管则底托总压力为694kg。故普遍真空管集热器不适合承压热水工程。3、产品的使用寿命一般情况下，平板与真空管集热器的使用寿命几乎相差1倍平板集热器使用寿命一般为20-30年以上真空管集热器使用寿命一般为10-15年4、产品与建筑结合的难易平板集热器无论从外形、轮廓尺寸及模数、结构强度、连接构件等因素易与建筑结合。真空管集热器与建筑结合因外形、玻璃管结构及类型规格太多等因素，与建筑结合要难一些。5、平板与真空管售后服务分析平板集热器若采用钢化玻璃其售后服务主要是定期清洗盖板的灰尘和检查另部件工作。真空管集热器存在炸管、裂管、密封圈渗漏，管中沉淀物清除问题。（横排、竖排不一样）二、如何发挥真空管集热器产品的优势？自然循环紧凑式太阳能热水器产品如何更新改进?目前该产品适合广大农村、城镇户使用，它们仍然是太阳能市场上的主导产品但应考虑北方冬季如何能正常运行。该产品应从下面几方面进行改进和提高： 储热水箱的不锈钢焊接工艺和质量。 储热水箱的保温厚度与太阳能热水器的倾角按不同地区分别研发生产。 储热水箱的保温及外形还有改进的空间。 真空管内的水质如何确保饮用，其颗粒沉