太阳能热水器与建筑一体化技术

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1、太阳能热水器与建筑一体化技术杨宪杰广东五星太阳能有限公司太阳能研究所摘要：建筑节能需要太阳能，太阳能推广需要与建筑一体化。为适应与建筑一体化的要求，太阳能产品必须从结构和性能上脱骨换代，采用分体式太阳能热水系统。集热器在性能达标的同时，还要结构合理，造型多样、美观、安全、可靠；水箱宜承压运行，寿命长；系统采用双循环，确保在高纬度地区全天候使用；采用智能控制；太阳能与建筑结合的技术细节需要深入研究，使太阳能与建筑结合灵活、巧妙、美观。1引言在跨入21世纪以来，能源已经成为全球的热点、焦点问题。世界各国都面临着资源和环保的双重压力，人类社会的可持续发展遭遇了空前的挑战。

2、太阳能以其储量的“无限性”、存在的普遍性、开发利用的清洁性以及逐渐显露出的经济性等优势，是人类理想的替代能源。太阳能唱主角的新能源时代初见端倪。在太阳能产业高速发展的今天，太阳能光热技术的开发和推广应用还存在某些不足，其中包括“太阳能与建筑一体化”等问题。2太阳能与建筑节能建筑节能在国家能源节约战略中有着重要地位。建筑能耗占总能耗的25～40%，与交通运输和工业一同被列为三大耗能用户,在建筑能耗中，空调制冷、供暖和热水占75%。2005年底全国城乡房屋建筑面积共计为448亿㎡，预计到2010年底将达到519亿㎡，建筑耗能正在大幅度地增长，使日益紧张的能源形势雪上加霜

3、。国务院《节能中长期专项规划》要求“十一五”期间建筑节能实现节约１亿吨标准煤的规划目标。太阳能是最为方便、最有前途、可再生的建筑能源。我国太阳能资源极为丰富，年太阳能辐照总量大于502万kJ/㎡、年日照时数超过2200h的地区占国土面积2/3以上，国家已将太阳能热利用纳入了建筑节能范畴，为太阳能热水系统建筑一体化奠定了重要的政策基础。按我国《2000-2015年新能源和可再生能源产业发展规划》要求，我国太阳热水器保有量到2015年达到2.7亿m2，2020年达到5.0亿m2，而2005年我国太阳能热水器的保有量仅7500万m2（见图1），太阳能热水器将为建筑节能目标

4、的实现起着至关重要的作用。01000200030004000500060007000800019981999200020012002200320042005年产量（万平方米）保有量（万平方米）图11999－2005年太阳热水器总产量与总保有量变化目前广东省太阳能热水器保有量300万㎡，仅占全国的4%；广东省城镇现有建筑超过10亿㎡，几乎都不符合节能要求；而新建建筑符合建筑节能设计标准的不足20％。根据广东省的建筑节能目标，力争全省城乡居民太阳能热水器使用率达到30％以上，到2020年，全省城镇新建建筑实现节能60％、珠江三角洲达到65％的目标。显然，我省的太阳能推广

5、普及任重道远，时间紧迫，太阳能行业责无旁贷。3.与建筑一体化是太阳能发展的趋势目前家用的太阳能热水器主流产品——真空管太阳热水器由于集热采用热虹吸循环，用水采用落水式，结构采用水箱高置、真空管直插式，热水器只能高高地架在屋顶或楼顶，摆放非常零乱，破坏了建筑美观（如图2、图3），影响了城市形象，故而不少城市或物业部门明令禁止太阳能热水器安装。显然，现有常规产品自身的结构缺陷已经成为太阳能热水器大规模推广的技术瓶颈，要想从根本上突破，必须开发分体式系列新产品，实现太阳能与建筑一体化。图2安装实例一图3安装实例二随着《可再生能源法》在今年的正式施行，太阳能与建筑一体化被摆

6、上了重要的战略高度。国家发改委、商务部、建设部以及中国可再生能源协会等相关团体，也相继出台了一些措施，对太阳能与建筑一体化进程给予了有力推进，各地政府纷纷出台相关鼓励政策，但是由于缺乏配套的产品而落实困难，收效甚微。面对越来越强烈市场的需求，太阳能界和建筑界已经高度重视并开始互动，专家呼吁：“尽快开发出与建筑很好结合的太阳能产品与系统，要加强技术创新，加速太阳能产业与建筑的结合、太阳能与建筑一体化的新产品开发、生产。”太阳能与建筑一体化已经成为太阳能热利用和建筑节能的发展趋势。4太阳能建筑一体化国内外发展现状欧盟在太阳能与建筑一体化的研究及应用方面均处于世界领先地位

7、。主流产品是平板式太阳能热水系统，以分体式双循环承压运行为主。集热器的安装实现了太阳能与建筑的完美结合。建筑一般为尖顶，集热器像天窗一样镶嵌于坡屋面、平铺于屋脊或壁挂于墙体，和建筑融为一体，增加了建筑美观；防水结构设计合理；屋顶承重小；储热水箱在地下室、阁楼或楼梯间隐藏放置，不占室内空间，避免屋顶承重；保温水箱容积比较大，甚至很多家庭使用双水箱；相应的集热器安装面积也较大，从而满足大量的热水需求；热水的用途不仅仅是洗浴，还用来供暖和提供生活用水；其水质保持清洁，达到饮用水标准；平板集热器板芯采用真空溅射选择性涂层，吸收率高，发射率低，耐久可靠，性能指标好；双循环