论太阳能热水系统在住宅建筑中的应用

王芳

【摘要】住户的户型不同，对太阳能热水系统的要求不同。究其本源，人们追求的是一个方便和较高性价比，节能减排。本文通过介绍几种太阳能热水器和不同太阳能热水器系统的不同特点和优劣势，阐述了太阳能热水系统在住宅建筑中的应用。

【关键词】太阳能;热水系统;住宅建筑类型;集热;节能

太阳能热水系统是利用太阳能集热器，收集太阳辐射能把水加热的一种装置，是目前太阳热能应用发展中最具经济价值、技术最成熟且已商业化的一项应用产品。

1、常用太阳能的类型

按集热功能部分来分，可分为真空玻璃管太阳能热水器和金属平板太阳能热水器;按结构来分，可分为普通式太阳能热水器和分体式太阳能热水器。按水箱受压来分，可以分为承压式太阳能热水器和非承压式太阳能热水器。以下简要介绍按集热功能来分的真空管太阳能热水器和金属平板太阳能热水器。

1.1真空管太阳能热水器

真空管太阳能热水器是最早一批，也是经典的一款太阳能热水器，它至今还活跃在许多农村住宅的屋顶上。真空管太阳能热水器通过热胀冷缩的原理，通过吸收太阳中的光线将加热管中的水加热。

1.2金属平板太阳能热水器

金属平板太阳能热水器，也称平板屋顶式太阳能热水器，太阳能平板一体机等。平板太阳能热水器，所以真空管太阳能热水器相似，但它与真空管太阳能原理不同。其设计可以抵御台风，冰雹等极端天气造成的损伤，抗压力强。

2、太阳能热水系统的各种形式介绍及安装

2.1 分户式太阳能热水系统

分户式热水系统优点在于它的独立性能较好各门各户单独使用，彼此之间互不影响管理也比较方便，但相对于集中式的太阳能热水系统来说，总成本高于集中式太阳能热水系统，花费较大。

2.2 集中式太阳能热水系统

因为其集中管理，成本较分户式太阳能热水系统低。由于集中式太阳能热水系统到集成化程度比较高，所以它有利于优化设计，同时，在其集中储热时也可以降低热量损失，因其集中管理也可以降低造价，减少经济成本。

半集中式间接加热热水系统与集中式太阳能热水系统的优势相似。因为集成化程度高，所以可以减少热量损失。与集中式太阳能热水系统不同的是，半集中式间接加热热水系统成本较集中式加热系统高，它可以在很大程度上减少用户和物业管理部门的麻烦。运用此半集中式热水系统，可以实现全年全天候热水的供应，可以满足用户的热水用水需求，也就减少了用户因用水的定时供应而造成的投诉问题。因为此系統只需要少量的循环水泵能耗，差不多不存在计费问题，所以物业管理部门的工作也相对简单许多。

2.3太阳能热水系统中，集热器的安装形式

当太阳能集热器安装在平顶屋上时，为使太阳能集热器再与建筑物搭接牢靠，所以在屋面，设计师要充分考虑对建筑物需要增加的负荷量，在屋面上应该设置支架或者基座来达到预设的效果。保留足够的间距，互相不遮挡，实现能源的最高利用。管线在穿过屋面时应该做好防水设施，比如预埋好防水套管等。

当太阳能集热器安装在坡屋面上时，可采用嵌入的安装形式。在屋面上留好孔洞，孔洞的大小要适合集热器的尺寸，使屋面和集热器形成一个整体。这种太阳能集热器的镶嵌安装形式，使集热器的吸热程度受建筑坡屋面的坡度的影响。合适的角度可以使太阳能集热器接收到最佳的阳光照射，有利于维护维修人员的安全出入。当太阳能集热器在外墙面装饰，即垂直安装形式时，要充分考虑到太阳能集热器的安装和维护问题，不要超重，给排水专业应与建筑专业密切结合，处理好位置关系。

3、太阳能热水系统在住宅建筑中的应用存在问题

住宅建筑太阳能热水系统的使用，通常是以单个太阳能热水器为主要形式，安装参差不齐，影响住宅建筑的外貌和城市市容市貌的雅观，小区整体的安装使用太阳能热水系统的比率很低。开发项目开发商一般不主动采用，只有根据当地政策被要求安装时才会进行安装，但也会尽量少安装来降低成本。高层的建筑屋面的建筑面积很大程度上不能满足全楼的热水需求。因为户数，人口数较多，所以需要的集热器占地面积也较大，但是，屋顶的面积是有限的，这就会造成供需不足的状况。但它的集热化程度比较高，管路更简单，维护的费用也相对较低，便于物业的集中管理。

适用于一般住宅的集中分散式。直接式热水系统集热化程度较高，管路相对简单，灵活性也较好，初期投资费用较少，维护费也较少，能耗分户计量收取，方便了物业的管理。但是相对于集中式热水系统，太阳能利用率也会根据热水的收费标准不同而有所区别，需要对热水进行合乎情理的定价。间接式与直接式相似之处是集热化程度较高，灵活性较好，初期投资占比比较少，能耗分户计量，不同的是间接式的热水资源分配均匀。太阳能利用率高，无需考虑到热水的定价问题。间接式的管路较为复杂，维护的费用也就相对较高，储热水箱占地的面积大会占用一定的空间，太阳能集热器和管道中通常是防冻液。因为防冻液有腐蚀性，所以系统采用的热交换器一般需要双层结构。这样的间接式热水系统一般适用于大户型的住宅。

4、太阳能热水系统在节能减排上的意义

4.1减少了不可再生资源的过度消耗

太阳能作为可再生资源，在减少经济支出，节能，环保等方面响应了我国节约资源，保护环境的基本国家政策。近几年我国太阳能热水器得到快速发展。我国以煤，石油等为主的能源大量消耗造成空气质量严重污染，太阳能行业在国家节能减排，发展绿色经济的倡导下不断的产品升级。在节约不可再生资源的情况下，一大批节能产品相继投入市场，得到顺利推广。

4.2太阳能热水系统与绿色建筑的结合应用

太阳能热水系统作为一种节能减排的装置与绿色建筑不谋而合。绿色建筑是最大的程度地实现人与自然和谐共生的高质量建筑它遵循着因地制宜的原则，结合当地的气候，环境，资源，经济和文化等特点，对建筑的全寿命期内的安全耐久，生活便利，资源节约等指标进行综合评价。二者的结合对实现绿色家园和建设生态城市有指导性意义。

结语：

太阳能热水系统在不断的优化内容，适应各类住宅建筑。相信在日益紧张的能源市场，太阳能热水系统能为住户提供更优质服务，为资源可持续发展尽一份力。

参考文献：

[1]杨慧.太阳能热水系统在上海地区装配式住宅建筑中的应用[J].给水排水，2018，54（01），91-98

[2]金俊飞.太阳能热水系统在住宅中的应用探讨[J].江西建材，2017，（06），37-38