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住宅太阳能热水系统整合优化设计方案


  太阳能作为无污染的绿色能源,近几年在建筑中的应用得到了快速发展,太阳能热水系统在与建筑物的有机结合方面也得到了推进。为了满足人们对高质量生活的追求,越来越多的住宅在设计中采用太阳能热水系统。
  设计方案类型
  (一)太阳能热水系统型式种别
  太阳能热水系统根据集热系统、辅助系统及供水的不同组合形式,可以分为分户集热-分户储热辅热式,集中集热-分户储热辅热式及集中集热-集中储热辅热式太阳能热水系统三类。
  1、分户集热-分户储热辅热式太阳能热水系统
  1.1 分户集热-分户储热辅热式太阳能热水系统是指终端用水点以户为单位,每户独立设置太阳能集热器、储水箱、辅热设备及相关管路,每户独立使用的小型太阳能热水系统。
  1.2 分户集热、分户储热辅热系统中,集热器的安装位置可为建筑屋顶(平屋面、坡屋面)、立面墙、披檐及阳台拦板等位置;
  1.3 分户集热、分户储热辅热式太阳能热水系统较适用于独立式小型别住宅、联排别墅中,也可以在多层住宅及高层住宅中使用。针对于以上不同的建筑类型,分户集热、分户储热式太阳能热水系统的安装、运行方式有所不同。独立式小型住宅、联排别墅采用分体别墅型太阳能热水系统;高层住宅多采用阳台壁挂式太阳能热水系统。
  1.4 分体别墅型太阳能热水系统:适用于独立式小型住宅、联排别墅住宅的分户集热、分户储热辅热太阳能热水系统。
  (1)分体别墅型太阳能热水系同一般采用分离式强制循环二次换热(工质循环或水介质排空方式)系统形式;
  (2)在安装时,集热器与屋面相结合进行安装,满足建筑结构功能的同时不影响建筑物的外观;储水箱及其他辅助设备安装于室内设备间,便于操纵及维修;
  (3)在辅助能源的选择上,一般宜选用电加热形式;在使用时,可采用半自动控制的方式(温度不足手动启动,达到设定温度时自动停止);
  1.5 阳台壁挂式太阳能热水系统:较适合于多层、高层住宅分户供热系统的使用;
  (1)阳台壁挂式太阳能热水系同一般采用自然循环方式,为保证系统的全年使用,循环介质采用防冻液;
  (2)安装时将集热器放置于阳台栏板,水箱可安放在阳台内侧或设备间内,要求水箱位置高于集热器。建议太阳能与水箱位置不宜过远;
  (3)辅助能源一般采用电加热方式,半自动控制。
  1.6 分户集热、分户储热辅热太阳能热水系统方案优缺点:
  (1)系统为小型分体式承压供水式,系统简单,使用方便,在建筑应用中的应用安全性可靠性高;
  (2)储水箱间隔用水点较近,户内热水管路间隔短,用热水时不会放出大量的冷水,节水效果好;
  (3)产品使用独立,产权明确,由住户负责日常维护,无治理难度;
  (4)辅助加热设备建议采用定时定温的方式控制,节能效果好;
  (5)热水资源利用无法共享,有效利用率较低,系统综合造价相对较高。
2、集中集热、分户储热式太阳能热水系统
  2.1 集中集热、分户储热辅热式太阳能热水系统是指将太阳能集热器集中、同一规划安装于建筑物屋面部分,储水箱、辅助保障系统按终端用户为单位独立设置的太阳能热水系统。
  2.2 集中集热、分户储热式太阳能热水系统:
  (1)太阳能集热器集中安装在建筑物的屋面;
  (2)储水箱及辅助设备按每户的用量分别设置在各户内;水箱通过太阳能循环泵与屋面集中集热器进行循环;
  (3)辅助加热装置一般采用电加热,分户设置于户内水箱中。
  2.3 集中集热、分户储热辅热太阳能热水系统方案优缺点:
  (1)集热器同一安装设置,集热循环管路较少,减少了对公共空间的占用;
  (2)热水供给系统采用分户式,热水管路减短,承压供水;集热具备有分体式热水系统节水效果好等特点;
  (3)热水系统分户供给,水费、辅助电费计费轻易;
  (4)系统设计相对较为复杂,如需着重考虑热量分配不均及高层的压力平衡总是。
  (5)由于系统的辅助分户设置,因此在各用水终端进行热量补充时,须封闭太阳能循环泵,否则会造成单户辅助系统热量进进太阳能集热系统而无法计量;
  (6)整个太阳能热水系统不同部分产权回属不尽相同。集热器同一使用,为公有设备(回属物业治理),而各终端设备为各户私有,在设备的使用过程中,易造成责任混乱,设备的治理及题目处理相对易发生纠纷。
  3、集中集热、集中储热辅热式太阳能热水系统
  3.1 集中集热、集中储热辅热式太阳能热水系统是指太阳能集热系统、储水箱及辅助部分全部集成化,同一安装储热器,同一设置集中储水箱及辅助加热设备,然后将热量再次分配至各用水终真个太阳能系统;
  3.2 集中集热、集中储热辅热式太阳能热水系统根据储水箱承压性可分为承压式系统和非承压式系统两种;
  3.3 承压式集中集热、集中储热辅热式太阳能热水系同一般适合于储水容积较小的系统类型。比如在多层住宅的供水系统中以一个单元为供水单位的太阳能热水系统;
  3.4 非承压式集中集热、集中储热辅热式太阳能热水系统本钱造价较低,一般较适合于大容量供水单位。
  3.5 集中集热、集中储热辅热太阳能热水系统方案优缺点:
  (1)太阳能集热系统、辅热系统、供水系统高度集成化,集热系统热损失小;
  (2)辅助能源系统集中设置相比于分散设置,其初期投进设备功率及期的运行用度都相对较小,节能上风更加明显;
  (3)热水供水系统相比于分户式系统便于进行优化设计,保证供水品质,实现在节能、节水的条件下达到随时供给符适用户需求的热水的目的。
  (4)集中集热、集中储热辅热太阳能热水系统可以克服分户式集群系统中占用公共管道井面积较大的缺点,节省了系统管材;但需设置独立的公共设备间,占用建筑物的公共面积;
  (5)集中集热、集中储热辅热太阳能热水系统在集热器面积、辅助功率、热水系统的设计、使用上均存在平衡互补性:
  A、集热面积相对较小,各种辅助设备较小,初期投资用度低;
  B、使用过程中,由于系统对设备的集成整合程度高,因此可以对不同用水点的需求的能量进行方便、公道的调节,使太阳能量及系统设备的有效利用率更高,且保证了充足的用水量;
  (6)集中集热、集中储热辅热太阳能热水系统需根据太阳能系统的均运行本钱确定热水收费标准,通过分户安装热水表对热水进行计量收费,相对较为麻烦;
  (7)集中集热、集中储热辅热太阳能热水系统后期需物业治理部分进行设备的整体维护及治理;
  3.6 集中集热、集中储热辅热太阳能热水系统分类对比:
  根据系统使用规模的不同,可分为多栋楼系统、独栋楼系统及单元楼系统三种。多栋楼系统由于存在集热损失及室外供热管线损失较大的缺点,不推荐使用。
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