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分体式太阳热水器在建筑节能中的应用

`清洁能源网   2009 年 12 月 11 日 11:14   来源:中国新能源网

  导语:本文通过实例,介绍了一种能够与建筑完美结合的分体式太阳热水器及其应用,讲述了分体式太阳热水器在筑节能中所起的作用。

引言

  随着社会的发展和人们生活水平的提高,人们对住房的质量的要求也越来越高,宽敞、舒适、设施齐全(如热水、采暖、制冷等设施)的住房已成为大势所趋。在很多公共场所,如宾馆、浴池、医院和学校等,对热水、采暖等的需求更大。据统计,建筑能耗约占我国总能耗的近30%,其能量需求相当大。然而,我国目前的能源供给形势并不容乐观,目前每年都需要进口大量石油,人均能源占有量远远低于世界平均水平,而且常规矿物能源日益减少,但能源总需求确在不断增加。在这种情况下,一方面要提倡节能降耗,另一方面要加快开发利用可再生能源,以解决能源紧张的问题。

  2005228日,第十届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议通过了《中华人民共和国可再生能源法》,以法律的形式确立了可再生能源的地位,目的是通过开发和利用可再生能源,改善我国的能源结构,保护环境,实现经济社会的可持续发展。

1 分体式太阳热水器简介

  1.1 系统简介

  在太阳能热利用中,发展最快、应用最广的是太阳热水器。目前在国内安装的绝大部分是紧凑式太阳热水器。由于太阳热水器的利用主要是以建筑为载体的,紧凑式太阳热水器很不适合在屋面上安装:一是视觉效果不好,影响建筑美观;二是很难与建筑进行完美的结合;三是在屋面上安装紧凑式太阳热水器较危险,加之紧凑式太阳热水器本身无法解决的一些问题,如真空管易结垢、易炸管碎管、不承压、不易自动控制等,限制了它的推广和使用。

  分体式太阳热水器是一种间接式热交换、强迫式双循环的分离式承压热水系统。热水系统的集热器可以安装在屋面、墙壁、阳台等位置,能够实现太阳集热器与建筑的完美结合,而且储水箱的安装位置很灵活,加上真空管不结垢、不炸管、承压、全天候供应热水、自动运行等诸多优点,它代表了太阳热水器的发展方向,并且应用也越来越广泛。

1.2 与建筑的结合

  分体式太阳热水器与建筑的结合主要是集热器与建筑的结合,有平屋面、坡屋面、墙壁、阳台安装等几种情况。

  平屋面安装集热器只需采用专用的安装支架即可,平屋面上应打上基座,并预留固定用预埋件,露出基础顶面的预埋件应做好防腐处理;基础完工后,应做好防水。安装时,采用螺栓等连接件与安装支架连接牢固即可。

  对于坡屋面安装,要求在屋面施工时做好集热器安装连接件和管道套管的预埋,并做好防水。防水的处理至关重要,连接件和套管等在屋面做现浇时就应该埋好,防水材料的收口要扎好,并且要填充油膏、密封胶等。

  其他安装方式主要是壁挂式,有阳台壁挂式、墙面壁挂式等。所安装的集热器就是墙面壁挂式安装,它的安装与平屋面类似,也采用专用的安装支架,在墙面上打膨胀螺栓即可。

1.3 与建筑同步进行

  分体式太阳热水器能够与建筑进行很好的结合,这是太阳热水器与建筑一体化的前提,而如何实施是关键。

  分体式太阳热水器与建筑的结合应是在开发商、建筑设计单位进行建筑设计之前就将太阳热水器考虑在内,在建筑设计、结构设计、给排水设计和电气设计时将太阳热水器设计在内,并且与太阳能厂商沟通,选择合适的太阳能系统,以便预留好集热器、水箱、管道等的安装空间,这样不但可以使集热器与建筑达到完美的结合,又可以解决好防水、管道布置等难题。

  在施工过程中,双方要进行充分的沟通和协商,以便就施工的顺序、进度、注意事项等达成一致,出现问题后及时进行解决和处理。

2 分体式太阳热水器的一般应用

  2.1 适用建筑

  分体式太阳热水器适用范围很广,可以安装于别墅、多层高层建筑的屋面或墙壁、阳台上,也可以安装于厂房、办公楼等的屋顶上,而且在平屋面、坡屋面、墙壁、阳台上都能够很方便的安装,并且都能够取得相同的效果。

  2.2 用途

  目前,绝大多数太阳热水器的用途是为用户提供生活热水。

  分体式太阳热水器可以为家庭提供生活热水,也可以为宾馆、医院、学校、浴池、游泳池等提供大量热水;太阳热水器可以独立提供热水,也可以作为其他能源的辅助能源,提供预热水。
因为分体式太阳热水器是一种承压热水系统,因此它可以实现多路供水,如同时洗浴、洗手、洗菜等,并且水压较大,能够进行淋浴、冲浪浴等。

3 其他方面的应用--采暖

  3.1 运行原理

  在我国,包括新建的建筑在内,95%以上的建筑都属于高能耗建筑,单位面积采暖能耗高达气候条件相同的发达国家的3倍。目前,我国采暖所需能量约占建筑能耗的近二分之一。因此,采用分体式太阳热水器作为采暖的辅助能源,是很有效的节能手段。
分体式太阳热水采暖系统运行图。

  太阳能采暖系统有两种功能,一是进行采暖,二是为用户提供热水。一般情况下,太阳能采暖系统的散热器都采用铜管或PP-R管盘于地面下或墙体内,属于低温辐射采暖系统。一般采暖热水在40℃~50℃,室内温度可以达到15℃~20℃。也有的散热器采用常规的暖气片,暖气片置于地面或挂于墙上,这样和城市供暖的形式基本上一样。

  3.2 系统的选择

  选择分体式太阳热水器采暖系统较复杂。若按采暖热量需求配置集热器,则所需的集热器面积大,投资多,冬季采暖可节约大量常规能源,但在春、夏、秋季时会产生大量热水,远远超出用户的热水需求,造成大量的能源浪费和投资浪费;若按热水需求配置集热器,则所需的集热器面积小,投资少,但冬季采暖时太阳热水系统只能提供很少的能量,要用常规能源来提供大量的采暖所需的能量。

  为提高太阳能供热时的节能率,应对太阳热水器采暖系统进行全年综合考虑,既要保证夏季不要产生过多的热水,又要保证冬季能够得到尽量多的太阳能量,另外也要考虑当地的气候条件。一般情况下,南方温度较高的地区可以少配置一些集热器,北方温度低、采暖需求大的地区可以多配置一些集热器,另外用户的特殊要求也左右着系统的选择。

  在采用分体式太阳热水器进行采暖的同时,也要考虑降低采暖能耗、设置通风系统,以减少热损失、保证空气清新,这样可以减小集热器面积,降低造价,发挥太阳能采暖的最佳效益。

  4 节能效益分析

  一般情况下,每平方米集热器每年可提供能量约450KWh,如果安装2 m2集热器的话,则一年可提供能量约900kWh,若电价按0.6/ kWh计算,则一年可节约电费540元。如果一台2m2的普通直插式真空管太阳热水器的价格为2500元,则45年时间即可收回热水器投资,以后即可以无费用的使用太阳热水器。

  截止至2004年底,全国的太阳热水器的总保有量约6000m2。按这个数量计算,则全国每年就可节省约400tce,其显著的节能效果已得到了各界人士的广泛认可。

  5 结论

  经过各界人士的不断努力,太阳能与建筑的结合越来越紧密,太阳热水器的普及率也越来越高,目前我国太阳热水器的户用比约为5%,而且其他方面的应用如采暖、制冷、太阳能房等,也得到了较快的发展。但是,我国太阳热水器的普及率与应用水平较发达国家的差距仍很大,这就需要我们不断努力,逐步实现太阳热水器部件的建筑一体化,将太阳热水器在建筑中的应用发挥到最大限度,使太阳热水器在建筑节能方面做出更大的贡献,并推动节能建筑的发展,同时也壮大太阳能行业的发展。

> 关键词:分体式太阳热水器 建筑节能 应用    




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