中高层住宅太阳能热水系统优化设计思路浅析

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1、中高层住宅太阳能热水系统优化设计思路浅析赵国华前言太阳能作为建筑中可再生能源应用的主要内容，已经得到了越来越多人的认可与关注。在我国，由于土地资源有限，中高层住宅已成为大中城市建设的主要住宅类型。大量省市制订的“强制安装”太阳能热水系统的政策，给太阳能在中高层住宅的应用推广带来了机遇及挑战。针对于中高层住宅的太阳能热水系统的优化设计成为太阳能行业亟待解决的问题。一、中高层住宅太阳能热水系统设计中的问题1、中高层住宅特点1.1高层住宅按层数一般分为三类：小高层住宅（9-12层）、高层住宅（15-35层，高度≤100m）及超高层住宅（高度大于100m）。1.2从住宅的户数来

2、讲，小高层住宅一般为每层2-4户，高层住宅一般为4-8户；1.3中高层住宅为塔楼型式居多，其中也存在部分单元式住宅。2、中高层住宅中太阳能热水系统存在的问题针对于中高层建筑的特点，太阳能热水系统在中高层住宅的推广应用中有下几个方面的问题需要解决：2.1技术层面上的问题（1）系统运行方案的选择问题目前，太阳能热水系统的主要类型根据集热、储热及供热系统的不同组合形式可分为：集中集热—集中储热辅热系统、集中集热—分户储热辅热系统及分户集热、分户储热辅热系统几种形式。不同的系统形式在各类建筑物类型中的特点不尽相同，因而其所适应的建筑类型也不相同。针对中高层住宅，各种不同的系统形

3、式各具有什么样的特点？哪一种系统形式更具优势？这一问题成为中高层住宅太阳能热水系统所需确认的首要问题。（2）太阳能集热器的安装位置太阳能集热器作为太阳能热水系统中的集热关键部件，安装中应满足“采光面充分、方位南向”等技术要求，以最大程度的接收太阳辐射。中高层建筑群中，太阳能集热器可选择的安装位置一般局限在楼顶或阳台等部位，在系统设计上需对场地面积可行性、建筑结构安全性、建筑外观整体性等众多问题进行综合分析。（3）水箱设备间的安装位置中高层住宅中，设备间可利用位置多为楼顶层电梯间或地下室等部位。中高层住宅太阳能热水系统设备间的具体位置选择时，除考虑占地、设备承重等基础因素

4、外，从系统优化角度考虑，还应更多地考虑设备间的位置对系统整体运行效率及费用的影响。（4）辅助能源的型式太阳能热水系统中，辅助能源的使用类型对系统最终运行费用有较大影响。中高层住宅应针对场地条件及施工条件等各方面进行太阳能辅助系统的优化选择。（5）供水系统的选择合理的选择热水供应系统是充分利用太阳能的最终关键步骤。在太阳能集热系统充分优化的条件下，只有合理的热水供应系统才能最终保证系统整体的效率。只注重集热效率而不优化设计供水系统，同样会使系统的效率整体降低。中高层建筑供水系统中，存在着供水水压高、压差大、用水峰值变化大、供水管线长等特点，供水系统的设计应根据这一特点，结

5、合太阳能供热的特性,在保证24小时供水品质的同时，优化系统的运行成本，提高供热效率。2.2管理层面上的问题（1）太阳能热水系统的设计、施工及验收同步性问题目前，太阳能热水系统的设计处于一种较为“尴尬”的状态，首先其设计工作并未像空调等冷热源设备列入必须的设计内容中，同时大多的建筑设计院所并没有专业的太阳能设计人员，缺乏既了解太阳能热水系统技术，又了解建筑设计的专业化机构和设计人员，设计——施工——维护各阶段技术服务无法得到很好和保证。（2）开发商、物业及用户之间的利益平衡在住宅太阳能热水系统的生产销售及消费环节中，除生产系统的厂商及终端用户外，更多的利益相关方如开发商、

6、物业公司等也参与进来。在中高层太阳能热水系统的设计中，应综合考虑各利益相关方，在满足技术条件的前提下，使各方利益均得到较大程度的满足。二、中高层住宅太阳能热水系统优化设计基本原则在中高层住宅太阳能热水系统涉及到开发商、物业及住户等多方面的利益，在技术系统设计方案的优化解决时，一般应遵循以下几个原则：（1）系统经济可行性：从最终用户使用角度考虑，太阳能热水系统在满足高品质供水的特性的前提下，其初期投资尽量降低，运行费用需低于其他常规能源形式；（2）设备节能省地的原则：从开发商的角度出发，太阳能热水系统应尽量避免占用建筑物的有效使用面积，使开发商的利益最大化。（3）便于维护

7、及管理：从物业的利益出发，太阳能产品及系统应具有高寿命、低故障率、便于维护、管理等特性，以满足物业公司在管理上的便捷性。包括维修、取费、计量等方面。（4）在技术可行性的基础上，综合平衡各方的利益，系统设计时应避免前期开发商对增量投资过高的抵触，也须考虑后期使用过程中如何避免业主与物业之间产生纠纷。三、中高层住宅太阳能热水系统优化技术分析1、不同类型太阳能热水系统的对比目前，应用于住宅类建筑的太阳能热水系统一般有以下几种类型：（1）分户集热、分户储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