阳台承压式太阳能热水系统在某住宅小区的应用

祁昌阳

【摘要】随着我国经济快速发展，人们的生活水平有了显著提升，对建筑物的品质要求随之不断增长，为了满足社会需求，建筑行业不断深入改革创新。现阶段建筑物的功能、舒适度直接或间接受到给排水设计的影响，人们对舒适生活的需求及绿建设计规范的要求督促着我们在进行建筑给排水设计时更应注重绿色、节能、环保。本篇文章着重介绍了阳台承压式太阳能热水系统在住宅小区中的应用，针对有限的平屋面面积和每户需要布置太阳能制备热水的矛盾，给出了适宜的解决措施。

【关键词】关键词：阳台承压式太阳能热水系统；给排水设计；常见问题；解决措施

1、导言

随着社会的不断进步和现代化城市建设进程的加快，人们对生活品质的要求不断增长，住宅作为人们主要的生活场所，其外观、环境、性能、舒适度都直接影响着人们的生活质量。在建筑工程中，给排水设计作为重要环节，其完善度与质量好坏直接影响着建筑物的整体功能。随着能源的不断减少，各种节能措施在住宅中的应用层出不穷。给排水工程在住宅中的节能措施主要为利用太阳能制备生活热水。

2、住宅设计中利用太阳能制备生活热水遇到的问题

2.1太阳能摆放面积受限制的问题

随着用地越来越紧张，开发商普遍倾向开发高层住宅。本案例为18层的二类高层住宅。开发商希望每户都布置太阳能来制备热水以提高品质、增加卖点，如果均布置屋面太阳能，屋面需布置72套整体式太阳能，本工程屋面约400平方，考虑屋面的检修通道以及防止女儿墙、前后排太阳能的遮挡等，可布置太阳能的有效面积很少，不足以全部布置72户住宅的太阳能。若住宅层数更多，住户更多，在有限的平屋面上布置太阳能更显得捉襟见肘。

2.2水井中太阳能管道过多的问题

本案例为一梯两户，共18层住宅，若太阳能全布置在屋面，考虑每户一根上水管和一根下水管，则水井内仅太阳能管道将多达72根。敷设管道及住户后期检修均特别麻烦。

2.3太阳能管道过长，热损失过大的问题

因本工程为高层住宅，屋面太阳能到一层住宅的高差50多米，加上连接太阳能水平管的长度、住宅户内水平管的长度，使得从屋面太阳能到最不利住户的热水管道长达七八十米，造成热损失过大，每次使用热水前都要放空热水管道内的冷水，即浪费水资源又浪费时间，给住户使用带来诸多不便。

2.4高差过大，入户水压过大的问题

屋面太阳能到一层住宅的高差50多米，《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003规定：各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa；静水压大于0.35MPa的入户管，宜设减压或调压设施。节能规范更有入口压力不宜大于0.2MPa的规定。为了防止超压，需在入户-管上增加可调节减压阀或加装减压孔板等减压措施，占用空间，增加了造价。

3、住宅設计中利用太阳能制备生活热水遇到的问题的解决对策

3.1进行合理分区，按分区布置太阳能

本工程为18层住宅，1-2层采用市政自来水直接供水；3-10层采用1区变频调速泵增压供水；11-18层采用2区变频调速泵增压供水；根据冷水的供水分区，结合屋面最大可布置太阳能的面积，本案例13-18层住宅太阳能布置在屋面，采用整体式太阳能，1-12层住宅太阳能布置在阳台栏杆外，采用阳台承压式太阳能。既解决了每户布置太阳能制备热水的需求，又巧妙解决了上面提到的各种问题，具体做法如图1：

3.2阳台承压式太阳能热水系统的构成及工作原理

阳台承压式太阳能热水系统由阳台平板型集热器、承压式贮热水箱、循环泵、膨胀罐、控制器及连接管路等几大部分组成。阳台平板型集热器由高效率太阳能专用钢化玻璃、高效率吸热板芯、全紫铜集热板芯及介质流道一体化焊接，工作压力不大于0.6Mpa承压贮热水箱内胆采用食品级不锈钢或搪瓷内胆，在原热水器内胆里增加换热盘管，换热介质在盘管内流动进行换热，内胆外保温层采用高压聚氨脂整体发泡制作而成，提高了承压水箱的保温效果；循环泵的作用是使介质在管路中不断循环，使得太阳能集热器收集的热量传递到水箱中；膨胀罐起到平衡容量和压力的作用，因为整个系统是闭式承压系统，介质被加热或冷却时会出现体积和压力的变化，膨胀罐起到了调节作用；控制器是系统的中枢神经，通过传感器产生的电信号来控制整个系统启停；当然，为了最不利环境下也能产生热水、自动维护水箱上部水温恒定，贮热水箱内设置了电辅助加热器。

工作原理：阳台平板型集热器吸收太阳能热量，通过换热介质将吸收的热量传递给承压热水器内胆里的换热盘管。换热介质在盘管内流动，通过盘管把热量传递给内胆里的冷水。如此的循环将承压热水器内的冷水转换成热水。

3.3阳台承压式太阳能热水系统的优点

1）阳台承压式太阳能热水器使得太阳能热水器的布置更为灵活，高层建筑非顶层的住户也可以使用太阳能热水器.解决了集热器全部设置在屋面，屋面布置不下的问题。太阳能集热板整齐有序地安装于阳台栏杆外，使得热水器和建筑融为一体，更加美观大方。

2）采用防冻液介质间接换热的强制循环方式，大大提高了太阳能热水器的使用时间，冬季也能安全有效的制备热水，避免了常规太阳能到冬季不能使用或冻管的情况；同时也能大大提高换热效率，采用循环泵将系统中少量的介质强制循环，使得贮热水箱能的冷水得到更多的热量，因此在冬季比常规的玻璃管型太阳热水器能提供更多的热水，且安全可靠。

3）每层每户独立安装，管道短，热量损失少，且贮热水箱安装在室内，保温效果好，热损小。

4）因为有控制系统，所以温度可控，若受雨天等环境影响水温满足不了使用要求，则电辅助加热启动，将水加热到使用温度，保证24小时热水供应。

4、阳台承压式太阳能热水系统安全及建筑一体化措施

由于阳台式太阳能热水系统的集热器是安装在阳台栏杆外的，安装方式不合理或者安装时偷工减料都会导致集热器固定不牢或者坠落，对于高层住宅来说会造成很大的安全隐患。故本工程考虑到阳台式太阳能防坠落的措施，即在设计初期土建专业就在阳台外设置一个外置搁置台，太阳能集热器固定在外置搁置台上。使得太阳能集热器与建筑一体化设计，既美观又安全。本工程的具体做法如图2：

结语：

本文重点分析了屋面整体式太阳能和阳台承压式太阳能热水系统的优缺点，并结合工程实例，着重介绍了阳台承压式太阳能热水系统在高层住宅中使用更可靠更安全。随着建筑技术和材料技术的不断发展，新型的节能、可靠的给排水系统设计成为必然趋势，这将导致建筑给排水设计的难度提升，也督促着我们积极思考寻求解决问题的办法，因此，作为给排水设计人员，必须不断学习先进的给排水设计理念和技术，努力研究建筑给排水设计新方法，在实际工作中不断尝试与调整，争取实现建筑给排水设计的持续进步和发展。