浅议太阳能技术在北方住宅建筑热水系统设计中应用

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1、浅议太阳能技术在北方住宅建筑热水系统设计中应用　　摘要：近年来随着国家大力推进建筑节能、环境保护工作.可循环再生、无污染、投入少的太阳能逐渐得到重视而在我国建筑领域中太阳能技术最成熟、应用范围最广，产业化发展最快的应当是太阳能热水系统。本文即详细阐述了太阳能技术在建筑热水系统设计中的应用。关键词：太阳能；建筑；热水系统；壁挂炉；节能中图分类号：TK511文献标识码：A太阳能技术概述（一）太阳能产生的原理太阳能是太阳内部或者表面的黑子连续不断的核聚变反应过程产生的能量。太阳向宇宙空间发射的辐射功率约为3.8×1023kW的辐射值，其中20亿分之一到达地球大气层。到达地球

2、大气层的太阳能，30%被大气层反射，23%被大气层吸收，其余的到达地球表面，其功率约为8×1014kW，地球轨道上的平均太阳辐射强度约为1367W/m2，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于燃烧500万吨煤释放的热量，可见太阳能的能量有多么巨大。（二）太阳能的利用1、光热利用8将阳光聚合，并运用其能量产生热水、蒸气等加以利用。2、光电利用利用光伏板组件，在阳光下便会产生直流电加以利用。3、光化学利用利用太阳光的照射，使某些物质发生化学反应，进而得到新物质加以利用。（三）太阳能的特点1、太阳能的优点太阳能资源丰富，取之不尽，用之不竭，在使用过程中不会产生废物，对

3、自然环境没有任何污染；太阳能可以免费使用，又无需运输，长期的经济效益较高。目前为止，利用的太阳能仅是其中的很少部分，而今后随着科技的进步，太阳能逐步市场商业化，将带动相关产业的飞速发展，潜力巨大。2、太阳能的缺点受条件限制较大，太阳能因地而异，因时而变，一次性投资较大。太阳能技术应用于建筑热水系统中存在的问题近年来，太阳能特别是太阳能热水系统在建筑领域发展迅猛。相比而言，太阳能热水系统构造简单、技术含量不高、生产投入不大、与消费者日常生活使用关系密切因此较早得到广大人民群众的认可。8在看到太阳能应用存在美好前景的同时，我们也应看到目前存在的一些问题。（一）缺乏统一规划

4、设计、影响城市景观一些地方城市对新建居民小区在规划和建筑设计阶段没有做出安装太阳能热水系统的要求，不少居民在建筑完工交付使用后，出于经济节约的角度出发自发地在小区楼顶安装太阳能热水系统。而对一些老旧的居民小区因为缺乏统一规划和设计，居民也多自发安装。这样安装在屋顶的太阳能热水器先天不足，没有合适的安装位置和朝向，高低不一、大小不等，显得杂乱无章，影响了城市的美观。（二）存在安全隐患自发安装的太阳能热水系统，不管是新建建筑还是既有旧建筑，都缺乏足够的安装位置、缺乏统一规划、设计，加之施工队伍的良莠不齐，对建筑外墙甚至结构有一定的影响，在建筑防水、承重等方面留下隐患。居民

5、自行安装，还容易造成防风与避雷等方面的安全隐患。（三）受益群体不集中8目前太阳能的应用大多仅局限于居民个人，大多数居民使用太阳能热水系统是出于个人家庭的考虑对现有热水系统加以改造或增加，还仅仅是个人行为，整个建筑乃至整个居民小区统一规划、统一设计、整体配套充分合理利用太阳能的少之又少。另外居民小区建筑屋顶所有权存在争议，后期物业管理、维护留下诸多问题。太阳能技术在建筑热水系统中的应用（一）太阳能热水系统的选择由于太阳能系统集热的不均匀性，使太阳能系统的热水供应具有不稳定性，即夏季供水温度高，冬季供水温度低；晴天供水温度高，阴天供水温度低；白天供水温度高，晚上供水温度低

6、。因此，全年运行的集中式太阳能热水供应系统需要补充热源。目前，补充热源主要是燃油炉或燃气炉，也有用电进行的，由于燃气炉(统指燃气热水器、燃气壁挂炉、燃气锅炉)能够非常迅速方便地为人们提供热水，或在提供热水的同时提供采暖，因此以太阳能供热为主、家用燃气壁挂炉为辅的供热联合系统在北方较为实用。太阳能联合供热系统分为两种情况:一是热水供应系统，二是热水供应系统+采暖系统.太阳能在非采暖季提供基本全部生活热水，连续阴雨天时以辅助热源燃气壁挂炉作为补充；在采暖季与燃气壁挂炉联合供应生活热水和采暖所需热量。生活热水基本由太阳能热水系统供应，太阳能热水系统生活热水负荷和采暖负荷的结

7、合可以使系统效率大为提高，避免因为长期不用热水带来的浪费。由于太阳能热水系统的应用，节约了大量不可再生能源，同时降低了8CO、等有害气体的排放量。（二）太阳能热水系统的应用原理太阳能热水系统主要用于提供生活热水和部分采暖负荷，即采用壁挂炉为辅助热源的双效太阳能热水系统。太阳能热水系统原理图如图所示。图壁挂炉为辅助热源的双效太阳能热水系统集热系统为强制循环承压式间接系统，采暖系统采用地板辐射采暖系统。由于地板辐射采暖系统供水温度一般可在40℃左右，因此集热系统的工作温度可以相应较低。每栋楼的太阳能集热系统集中设置在屋顶，集热系统按不同楼分别设置。楼内每