平板式太阳能热水系统在高层建筑中的应用

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1、平板式太阳能热水系统在高层建筑中的应用［摘要］太阳能作为一种可再生的新能源，越来越引起人们的关注。太阳能热水系统具有安全、节能、经济和环保等优点，在我国深受广大用户的喜爱和推崇。平板式太阳能热水系统越来越适合城市高层建筑的使用，普通的集热器安装在阳台外，为了能够更好的接收阳光，需要根据所在位置设置一定的倾角，最终影响了整栋建筑的外观美。为了能够更好的利用太阳能，将集热器作为阳台护栏，实现太阳能建筑一体化，并且将太阳入射角内置于集热器，它可以根据每个地区太阳入射角的不同生产不同角度的异曲面芯，使太阳能热水系统迗到美观和高效率。［关键词］太阳能

2、平板式太阳能热水系统建筑一体化中图分类号：TU822文献标识码：A文章编号：1009-914X(2014)45-0272-011太阳能发展现状随着我国经济的飞速发展，能源消费结构不良导致经济可持续发展能力不足的问题正在逐步显现，太阳能作为一种可再生的新能源，越来越引起人们的关注。太阳能长期以来，人们就一直在努力研究利用太阳能。太阳能和石油、煤炭等矿物燃料不同，不会导致“温室效应”和全球性气候变化，也不会造成环境污染。正因为如此，太阳能的利用受到许多国家的重视，各国正在竞相开发各种光电新技术和光电新型材料，以扩大太阳能利用的应用领域。特别是在

3、近10多年来，在石油可开采量日渐见底和生态环境日益恶化这两大危机的夹击下，我们越来越企盼着“太阳能时代”的到来。从发电、取暖、供水到各种各样的太阳能动力装置，其应用十分广泛，在某些领域，太阳能的利用已开始进入实用阶段。其中太阳能热水系统则是我们生活中应用最为广泛的太阳能资源的利用方式。太阳能热利用在我国已经非常普遍，主要表现在太阳能热水系统的利用，这是中国发展最早和规模较大的一个可再生能源产业，现在我们国家保有量有1.25亿平方米，这个数量对于全世界来说占到了70%左右。在我国，太阳能的利用也一直是最热门的话题，经过多年的发展，国内在集热器

4、已成为太阳能应用最为广泛、产业化最迅速的产业之一。1998年销售总额达到了35亿元，其产量位居世界榜首。我国的太阳能产业已开始运作。中国科学院宣布启动西部行动计划，将在两年内投入2.5亿元人民币开展研究，建立若干个太阳能发电、太阳能供热、太阳能空调等示范工程。目前国家发改委对发展太阳能技术及其推广应用给予了大力的支持，国内已有多个城市、乡镇响应，大范围使用太阳能。2阳台式平板太阳能的应用2.1太阳能集热器分类太阳能热利用的关键元件是接收太阳光能的集热器，目前常见的太阳能集热器主要有以下几个类型：(1)全玻璃真空管集热器早期的规模较小的太阳能

5、热水供水工程多采用此种集热器，或将采用全玻璃真空管集热器的家用太阳能热水器串并联组成集中热水系统。因其投资较低，过去在太阳能热水工程市场上占有相当大比重。(2)平板集热器应用比较早的一种太阳能热水系统形式，因防冻问题以及其本身集热性能受季节和环境影响较大，高温时热效率高，低温时热效率低，承压高，在我国北方应用较少，主要集中在南方地区，一般春夏秋三季运行。国内占20%左右。但其和建筑屋面结合做法较好。(3)热管真空管集热器热管真空管集热器是太阳能集热器的第四代产品，热管真空管集热器具有保温效果好，低温时热效率高，吸收系数迗96%，辐射系数小于

6、6%，从根本上解决了其它类型太阳能集热器在热效率、承压能力、防冻性能、安装维护方面的存在的问题，价格适中，国内占较大比重。可全年使用，基本不受季节和天气影响，是目前太阳能热水工程中较理想的集热器形式。通过比较几种太阳能集热器的主要性能可见，从高效、安全、耐久，长期免维护因素综合比较，平板和热管式真空管集热器适合在集中热水系统大量应用，二者均为当前主流品。按照工作方式分为自然循环系统和强制循环系统。自然循环系统水箱与集热器的垂直高度有一定的要求，而强制循环系统则无要求。2.2太阳能集热器与建筑的结合一般集热器的安装倾角=当地纬度，当使集热器热

7、效率在夏季最高，安装倾角=当地纬度_10°;当使集热器热效率在冬季最高，安装倾角=当地纬度+10°。长期以来，太阳能热水器一直是在房屋建成后才有用户购买、安装的后置设备，随着太阳能热水器在城市普及率的不断提高，由这种方式带来的一系列问题和矛盾也逐渐显现，例如影响建筑物外观和城市景观，破坏了房屋的使用功能等，给太阳能热水器的进一步发展造成了严重的制约。因此，加快太阳能与建筑结合的步伐，在房屋建设之初，就将太阳能热水系统的设计安装作为建筑整体设计、施工的一部分来加以考虑，已经在建筑业界和太阳能热利用学术界、产业界形成共识，并得到国家发改委、建设

8、部和各省市政府机构的大力支持。在欧美发迖国家常见的太阳能集热器在坡屋面上的镶嵌安装越来越受到建筑师的青睐，当集热器镶嵌在屋面上时，从常规的建筑视角来看，它就像天窗一样与建筑物坡屋