太阳能热水系统在住宅建筑应用中存在问题及思考

黄 健

(海口市建设工程质量安全监督站,海口 570206)

太阳能热水系统在住宅建筑应用中存在问题及思考

黄 健

(海口市建设工程质量安全监督站,海口 570206)

论文阐述了太阳能热水系统在南方部分地区住宅建筑应用中存在的问题,呼吁推广使用太阳能热水系统应结合地方实际及工程项目用途加以推广,避免社会资源的浪费。

太阳能热水系统; 应用; 存在问题; 思考

1 太阳能热水系统的优点

见文献[1],太阳能是人类可利用的可再生能源之一。当前,人们对太阳能的利用大体可分为两大方向:一是太阳能光伏发电,即根据光生伏特效应原理,利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能;二是太阳能光热的利用,即利用太阳能集热器,收集太阳辐射达到把水加热的目的。而因为太阳能热水系统在应用太阳能光热方面具有安全可靠、环保节能、方便实用、适用性好等特点,已成为当前应用最广泛、最具经济价值、技术最成熟且已商业化的一项应用产品。

太阳能热水系统具有以下优点:1)取之不尽的能源存在,最低成本供应热水。只要有阳光,即可进行光热转换,一年四季均可运行;2)绿色环保,太阳能作为一种洁净的可再生能源,具有其他能源无可比拟的无环境污染及无安全隐患等优点;3)使用寿命相对较长,主要部件集热器设计使用寿命约为15年;4)经济效益显著。一次投资,长期受益。一般情况下,太阳能热水器可在2～4年内全部收回投资。

由于上述优点,目前全国大多数省份均将推广应用太阳能热水系统作为经济社会可持续发展、完成国家下达节能指标的重要手段,广泛应用于各类建筑,产生了良好的社会经济效益。

2 太阳能热水系统在住宅应用中存在的问题

我国南方有些地区由于其独特的地理、气候特征,在住宅建筑中并不十分适合使用太阳能热水系统,产生了很多问题。

2.1 普遍反映太阳能热水系统并不节能

由于太阳能只能在白天及晴天时才能蓄热,晚上不能产生热能,而平常用水高峰期是在晚上和早上,高峰期用水只能依靠白天加热后储藏在热水箱里的热水,而一箱热水往往不够用,不够部分只能依靠辅助加热。

阴天、雨天不能产生热能,只能依靠电辅助加热,特别是在春节前后2～3个月,我国南方大部分地区经常是阴雨绵绵。

为了保证业主利用太阳能热水系统的舒适性(24 h一打开阀门就有热水供应),许多住宅设计了定时循环泵装置以循环管道水,保证24 h有恒温水供应。另外,为保证有充足的热水供应,在低于设定水温时,要自动启动电加热,以保证24 h有热水供应。上述两项也耗费大量电能。

以上都造成太阳能热水系统耗电多,与我们估计的用多少太阳能热水系统就节约多少电的概念有差距。

2.2 住宅类太阳能热水系统投入使用后利用率不高,造成很大浪费

由于一般太阳能集热器使用寿命只有10～15年(10～15年后安装新的太阳能热水系统费用如何落实,许多住宅小区无明确规定,国家和地方政府也无该类明确规定),业主担心以后没有热水使用,基本上在室内都安装有采用其他能量源的热水器,造成大部分业主都不使用太阳能热水。

许多住宅小区前期入住率低,用水量少,前期分摊费用高(如海口地区太阳能热水系统物业收取的费用大概在25～35元/t之间,是一般自来水的10倍!),渐渐的造成业主都不愿意使用,形成恶性循环,导致太阳能设备闲置不用,造成更大浪费。

我国南方许多地区夏季时间长(有些地区夏季长达7至8个月),早晚温差小,晚上基本上不用热水。而太阳能热水系统一但长期不使用,由于屋顶管道、设备长时间处于高温高压状况,老化非常快,设备很快就损坏,造成很大浪费。

综上所述,太阳能热水系统在住宅中的应用不像预想的那么美好,上述问题值得政府部门认真思考。有些地区为完成建筑节能指标,而在住宅建筑中最大化应用太阳能热水系统,结果工程竣工后大部分被闲置-损坏-拆除,造成了很大的社会资源浪费。

3 几点思考

3.1 政府部门在推广应用太阳能热水系统时应制定适合本地区利用太阳能热水系统的方案

应充分调研,结合本地区地理、气候条件,严格遵循物尽其用、不浪费的基本原则,在适当类别的建筑中推广应用太阳能热水系统。并应根据应用情况及时对存在问题加以分析,调整具体实施措施。我国南方有些地方不适合在住宅项目(特别是多层、高层住宅建筑)单一推广使用太阳能热水系统,容易产生更大浪费,反而更耗能。实践证明,太阳能热水系统就全国范围来说(包括南方地区)比较适合在公共项目中使用,如工厂、单位集体宿舍、宾馆、医院病房、公共浴池等公共建筑,政府应将主要精力和资金补助放在此类建筑的强制推广上。

3.2 政府部门在推广太阳能利用过程中,不应强制单一推广太阳能热水系统

应制定多种灵活的方案及配套措施,以便企业根据需要自主选择,避免造成浪费。以下是目前技术较先进的太阳能热水系统组合方案,这些方案能够应对许多地区独特的地理、气候条件,经济上相对合理。

3.2.1 太阳能热水系统与空气能热水系统相结合的热水系统

1)屋面太阳能与集中空气能相结合热水系统

即在屋面设有太阳能与集中空气能相结合的热水系统。以太阳能热水为主,设定工作水温,当阴雨天、晚上、冬天单靠太阳能工作水温不够的时候,屋面空气能热水系统工作,保证热水供应。

2)屋面太阳能与分散空气能相结合热水系统

即在屋面设有太阳能热水系统,各楼层各用户设有空气能热水系统。以屋面太阳能热水为主,屋面热水进入各楼层各用户空气能水箱(应该有过热控制),设定工作水温,当阴雨天、晚上、冬天单靠太阳能工作水温不够的时候,各楼层各用户空气能热水系统工作,保证热水供应。

3.2.2 太阳能光伏发电与空气能热水系统相结合的热水系统

1)屋面太阳能光伏发电为主与集中空气能相结合的热水系统

即屋面太阳能光伏发电,用电池储存,仅用于驱动屋面集中空气能的热泵。不并入电网,但有继电器。当太阳能光伏电池电力不足时,通过继电器转换到电网配电,驱动热泵。

2)并入电网的屋面太阳能光伏发电与空气能相结合的热水系统即屋面太阳能光伏发电,并入电网,不仅用于驱动热泵,还用于照明、空调等等。空气能热水器可以选择屋面集中型,也可以选择各楼层各用户分散型。

3)屋面太阳能光伏发电为主与分散空气能相结合的热水系统

即屋面太阳能光伏发电,用电池储存,仅用于驱动各楼层各用户空气能的热泵。同样当太阳能光伏电池电力不足时,通过继电器转换到电网配电。缺点是需配置电池至各楼层各用户的输电线路,造价高,电有线路损耗。

3.2.3 用电网配电驱动的纯空气能热水系统

即目前居民普遍使用的空气能热水系统,有屋面集中型,也有各楼层各用户分散型。

4 结 语

太阳能热水系统在我国南方部分地区住宅项目应用中遇到了一些问题,政府部门应当给予重视,深入调查研究,科学严谨地制定推广措施,将我国节能减排的大政方针落实好,确保物尽其用,避免资源的浪费。

[1] 太阳能热水系统,百度百科.

[2] 杨西伟,李宏军.太阳能与建筑一体化发展现状——部分省市太阳能热利用技术与建筑结合推广应用管理情况的调研[J].建设科技,2009(2):22-29.

[3] 空气能热水器,360百科.

[4] 韩广田.空气能热水器的应用与扩展(上)[J].太阳能,2012(9):13-15.

Application Problems and Thinking in Solar Water Heating System in Residential Construction

HUANG Jiɑn
(Haikou City Construction Engineering Quality Safety Supervise Station,Haikou 570206,China)

This paper elaborated the existing problems which solar water heating system used for the residential construction in the southern parts,call on the use of solar energy hot water system should be combined with local actual and the project purposes,avoid the waste of social resources.

solar water heating system; apply; existing problem;think

2014-06-15.

黄 健(1970-),高级工程师.E-mail:398139321@qq.com

10.3963/j.issn.1674-6066.2014.04.028