太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)在高層建筑規(guī)?；械淖饔?/h1>
2014-08-15 10:03:46許成飛
科技與創(chuàng)新 2014年10期
許成飛
摘 要：對(duì)高層建筑來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)與其結(jié)合很好地實(shí)現(xiàn)了綠色、環(huán)保的理念。因此，有必要對(duì)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)在高層建筑規(guī)?；械淖饔米髟敿?xì)的分析。
關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能；熱水系統(tǒng)；高層建筑；集熱器
中圖分類號(hào)：TU241.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）10-0037-02
太陽(yáng)能作為一種新型的高技術(shù)清潔能源，在最近幾年被廣泛關(guān)注。太陽(yáng)能在城市各個(gè)領(lǐng)域尤其是多層建筑設(shè)計(jì)中已經(jīng)逐漸成熟。隨著太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的不斷發(fā)展和推廣，它在高層建筑設(shè)計(jì)中變得更加重要。目前，在一些高層建筑中多采用集中分戶式供水系統(tǒng)、分戶集熱式熱水系統(tǒng)等多種類型，以下就此展開(kāi)系統(tǒng)的分析。
1 集中集熱式分戶型供水
集中集熱式分戶型供水是采用集中式熱水箱和太陽(yáng)能集熱器供給一棟樓或者一個(gè)單元所要的熱水，并采用相應(yīng)的計(jì)算方式對(duì)熱水量進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)要在集中儲(chǔ)水箱內(nèi)配置輔助性加熱設(shè)備。該供水系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用可以計(jì)入到實(shí)際熱水費(fèi)用中。
該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是對(duì)相應(yīng)的集熱器進(jìn)行集中式設(shè)置，同時(shí)設(shè)置一個(gè)儲(chǔ)熱、集熱儲(chǔ)水設(shè)備進(jìn)行供水，此外還要在供熱終端設(shè)計(jì)安裝一個(gè)計(jì)量性裝置。
該系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)利用定溫、定時(shí)的管道循環(huán)系統(tǒng)，只要將閥門打開(kāi)就有熱水，其熱損失較小，且節(jié)約資源。同時(shí)，由于系統(tǒng)自身具備開(kāi)式系統(tǒng)，相關(guān)設(shè)備的實(shí)際投資較小，相應(yīng)的操作也比較簡(jiǎn)單。
系統(tǒng)缺點(diǎn)：計(jì)量和物業(yè)管理收費(fèi)比較麻煩，同時(shí)會(huì)出現(xiàn)因用水時(shí)間不統(tǒng)一所造成的實(shí)際用水量不足的情況，甚至還會(huì)增加相應(yīng)的輔助性能源消耗。
2 集中集熱式分戶型換熱
集中集熱式分戶型換熱采用分散式集熱器和太陽(yáng)能集熱器進(jìn)行室內(nèi)供水，可能供給一棟樓，也可能供給一個(gè)單元。通常情況下是以一棟樓或者一個(gè)單元為主要系統(tǒng)單元。該系統(tǒng)供水方式為承壓式供水，通過(guò)強(qiáng)制性的循環(huán)將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換成熱能，分散到各家各戶。在水量比較大或是陰雨天的時(shí)候，可以采用戶內(nèi)輔熱模式。
該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是相應(yīng)的太陽(yáng)能集熱器可以依據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行集中式設(shè)置。集熱器必須放置在陽(yáng)光充足的地方，比如墻面或是樓頂。在墻面或樓頂放置熱水箱，然后在每個(gè)用戶室內(nèi)再放置一個(gè)分戶式儲(chǔ)水箱，這樣太陽(yáng)能就可以與室內(nèi)的水箱進(jìn)行水流切換，同時(shí)室內(nèi)的水箱也可以對(duì)集熱器進(jìn)行輔助性加熱，此時(shí)太陽(yáng)能系統(tǒng)既可以是承壓性系統(tǒng)，也可以不是承壓性系統(tǒng)。
該系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：實(shí)際計(jì)量、物業(yè)的管理等都比較方便。同時(shí)，室內(nèi)的各個(gè)儲(chǔ)水箱體系是一個(gè)獨(dú)立的體系，在對(duì)太陽(yáng)能進(jìn)行換熱的同時(shí)，也可以達(dá)到節(jié)能效果。此外，該系統(tǒng)的維護(hù)也比較方便。
系統(tǒng)缺點(diǎn)：系統(tǒng)的實(shí)際投資比較大，管道中散熱損失也較大，同時(shí)該系統(tǒng)的效率也較低，其地層的壓力較大，對(duì)設(shè)計(jì)和設(shè)備上的要求也比較高。
3 集中集熱式分戶型輔熱
集中集熱式分戶型輔熱是利用集熱水箱和太陽(yáng)能熱水器相互配合實(shí)現(xiàn)其功能的。在每個(gè)用戶室內(nèi)配置一個(gè)電熱水器或燃?xì)鈷毂跔t，然后由太陽(yáng)能提供水溫，供給一棟樓或一個(gè)單元。當(dāng)太陽(yáng)能不能滿足室內(nèi)設(shè)備相應(yīng)的需求時(shí)，熱水可按照冷水進(jìn)行實(shí)際計(jì)量。將每個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)用計(jì)入到物業(yè)費(fèi)用中。
該系統(tǒng)的主要特征是相應(yīng)的集熱器可以依據(jù)需求進(jìn)行集中式設(shè)置，集熱器必須放置在陽(yáng)光可以照射到的地方，比如墻面或樓頂都可以。在墻面或樓頂放置集中式熱水箱后，同時(shí)在每個(gè)用戶室內(nèi)安置燃?xì)獗趻鞝t和小型儲(chǔ)水箱，此時(shí)太陽(yáng)能就可以提供一個(gè)較高的水溫。每個(gè)用戶室內(nèi)的儲(chǔ)水箱都是獨(dú)立的，這就需要分戶設(shè)水表。用戶室內(nèi)的水由各戶的輔助性儲(chǔ)水箱進(jìn)行加熱。
該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：實(shí)際計(jì)量比較方便，物業(yè)管理也比較簡(jiǎn)單。同時(shí)，由于用戶室內(nèi)的系統(tǒng)都是獨(dú)立，這樣太陽(yáng)能就可以提供一個(gè)比較高的基礎(chǔ)性水溫，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的效果。此外，系統(tǒng)的維護(hù)工作也比較方便，此時(shí)系統(tǒng)可以發(fā)揮最大的補(bǔ)助作用。
系統(tǒng)缺點(diǎn)：因天氣變化造成的儲(chǔ)水箱中的水溫變化比較大，這時(shí)對(duì)后續(xù)的輔助性設(shè)備就有了更高的要求。
4 有關(guān)分戶型集熱的分戶輔熱體系
該系統(tǒng)主要是將整個(gè)集熱器安裝在用戶陽(yáng)臺(tái)上，此時(shí)集熱器的采光時(shí)間每天不能少于4 h。同時(shí)，將水箱也安裝在陽(yáng)臺(tái)上，這樣可以大大減少熱量的損失。此外，集熱器必須具備防止真空裝置脫落的措施。此時(shí)，系統(tǒng)供水方式為增壓式供水。每個(gè)用戶采用的都是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，同時(shí)建筑也比較完美。
該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：各個(gè)用戶中的系統(tǒng)均為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，彌補(bǔ)了諸多建筑中入住率比較低的缺陷。
系統(tǒng)缺點(diǎn)：在安裝集熱系統(tǒng)時(shí)，主要將該系統(tǒng)安裝在建筑物向南的位置，建筑的位置、高度直接決定了系統(tǒng)能否正常運(yùn)行。
5 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，在高層建筑中主要采用的熱水系統(tǒng)未經(jīng)過(guò)輔助性的加熱，需要以太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)提高熱水的基本水溫。太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)可以通過(guò)用戶終端自動(dòng)進(jìn)行加熱，同時(shí)依據(jù)水溫的實(shí)際需求決定是否需要進(jìn)行輔助性加熱。傳統(tǒng)的熱水系統(tǒng)雖然在一定程度上解決了我國(guó)高層建筑太陽(yáng)能受實(shí)際面積的限制，但依舊不能滿足用戶的實(shí)際需求，而太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，不僅可以滿足用戶的需求，同時(shí)也解決了因熱水價(jià)格比較高，一些用戶不容易接受，實(shí)際收費(fèi)比較困難等問(wèn)題。太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的運(yùn)用將是一種新的嘗試。
參考文獻(xiàn)
[1]張穎，楊建榮，葛曹燕，等.建筑一體化太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)運(yùn)行綜合評(píng)價(jià)[J].住宅科技，2008，6（05）.
[2]趙樂(lè)，郭晉生.北京地區(qū)塔式高層住宅設(shè)計(jì)的回顧與展望[J].城市建筑，2009，7（01）.
[3]王宏偉.基于與采暖系統(tǒng)耦合的寒冷地區(qū)新型熱水供應(yīng)系統(tǒng)理論與實(shí)驗(yàn)研究[D].天津：天津大學(xué)，2011.
[4]羅成龍.與建筑一體化太陽(yáng)能雙效集熱器系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)和理論研究[D].合肥：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2010.
〔編輯：劉曉芳〕
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許成飛
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太陽(yáng)能作為一種新型的高技術(shù)清潔能源，在最近幾年被廣泛關(guān)注。太陽(yáng)能在城市各個(gè)領(lǐng)域尤其是多層建筑設(shè)計(jì)中已經(jīng)逐漸成熟。隨著太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的不斷發(fā)展和推廣，它在高層建筑設(shè)計(jì)中變得更加重要。目前，在一些高層建筑中多采用集中分戶式供水系統(tǒng)、分戶集熱式熱水系統(tǒng)等多種類型，以下就此展開(kāi)系統(tǒng)的分析。
1 集中集熱式分戶型供水
集中集熱式分戶型供水是采用集中式熱水箱和太陽(yáng)能集熱器供給一棟樓或者一個(gè)單元所要的熱水，并采用相應(yīng)的計(jì)算方式對(duì)熱水量進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)要在集中儲(chǔ)水箱內(nèi)配置輔助性加熱設(shè)備。該供水系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用可以計(jì)入到實(shí)際熱水費(fèi)用中。
該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是對(duì)相應(yīng)的集熱器進(jìn)行集中式設(shè)置，同時(shí)設(shè)置一個(gè)儲(chǔ)熱、集熱儲(chǔ)水設(shè)備進(jìn)行供水，此外還要在供熱終端設(shè)計(jì)安裝一個(gè)計(jì)量性裝置。
該系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)利用定溫、定時(shí)的管道循環(huán)系統(tǒng)，只要將閥門打開(kāi)就有熱水，其熱損失較小，且節(jié)約資源。同時(shí)，由于系統(tǒng)自身具備開(kāi)式系統(tǒng)，相關(guān)設(shè)備的實(shí)際投資較小，相應(yīng)的操作也比較簡(jiǎn)單。
系統(tǒng)缺點(diǎn)：計(jì)量和物業(yè)管理收費(fèi)比較麻煩，同時(shí)會(huì)出現(xiàn)因用水時(shí)間不統(tǒng)一所造成的實(shí)際用水量不足的情況，甚至還會(huì)增加相應(yīng)的輔助性能源消耗。
2 集中集熱式分戶型換熱
集中集熱式分戶型換熱采用分散式集熱器和太陽(yáng)能集熱器進(jìn)行室內(nèi)供水，可能供給一棟樓，也可能供給一個(gè)單元。通常情況下是以一棟樓或者一個(gè)單元為主要系統(tǒng)單元。該系統(tǒng)供水方式為承壓式供水，通過(guò)強(qiáng)制性的循環(huán)將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換成熱能，分散到各家各戶。在水量比較大或是陰雨天的時(shí)候，可以采用戶內(nèi)輔熱模式。
該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是相應(yīng)的太陽(yáng)能集熱器可以依據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行集中式設(shè)置。集熱器必須放置在陽(yáng)光充足的地方，比如墻面或是樓頂。在墻面或樓頂放置熱水箱，然后在每個(gè)用戶室內(nèi)再放置一個(gè)分戶式儲(chǔ)水箱，這樣太陽(yáng)能就可以與室內(nèi)的水箱進(jìn)行水流切換，同時(shí)室內(nèi)的水箱也可以對(duì)集熱器進(jìn)行輔助性加熱，此時(shí)太陽(yáng)能系統(tǒng)既可以是承壓性系統(tǒng)，也可以不是承壓性系統(tǒng)。
該系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：實(shí)際計(jì)量、物業(yè)的管理等都比較方便。同時(shí)，室內(nèi)的各個(gè)儲(chǔ)水箱體系是一個(gè)獨(dú)立的體系，在對(duì)太陽(yáng)能進(jìn)行換熱的同時(shí)，也可以達(dá)到節(jié)能效果。此外，該系統(tǒng)的維護(hù)也比較方便。
系統(tǒng)缺點(diǎn)：系統(tǒng)的實(shí)際投資比較大，管道中散熱損失也較大，同時(shí)該系統(tǒng)的效率也較低，其地層的壓力較大，對(duì)設(shè)計(jì)和設(shè)備上的要求也比較高。
3 集中集熱式分戶型輔熱
集中集熱式分戶型輔熱是利用集熱水箱和太陽(yáng)能熱水器相互配合實(shí)現(xiàn)其功能的。在每個(gè)用戶室內(nèi)配置一個(gè)電熱水器或燃?xì)鈷毂跔t，然后由太陽(yáng)能提供水溫，供給一棟樓或一個(gè)單元。當(dāng)太陽(yáng)能不能滿足室內(nèi)設(shè)備相應(yīng)的需求時(shí)，熱水可按照冷水進(jìn)行實(shí)際計(jì)量。將每個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)用計(jì)入到物業(yè)費(fèi)用中。
該系統(tǒng)的主要特征是相應(yīng)的集熱器可以依據(jù)需求進(jìn)行集中式設(shè)置，集熱器必須放置在陽(yáng)光可以照射到的地方，比如墻面或樓頂都可以。在墻面或樓頂放置集中式熱水箱后，同時(shí)在每個(gè)用戶室內(nèi)安置燃?xì)獗趻鞝t和小型儲(chǔ)水箱，此時(shí)太陽(yáng)能就可以提供一個(gè)較高的水溫。每個(gè)用戶室內(nèi)的儲(chǔ)水箱都是獨(dú)立的，這就需要分戶設(shè)水表。用戶室內(nèi)的水由各戶的輔助性儲(chǔ)水箱進(jìn)行加熱。
該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：實(shí)際計(jì)量比較方便，物業(yè)管理也比較簡(jiǎn)單。同時(shí)，由于用戶室內(nèi)的系統(tǒng)都是獨(dú)立，這樣太陽(yáng)能就可以提供一個(gè)比較高的基礎(chǔ)性水溫，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的效果。此外，系統(tǒng)的維護(hù)工作也比較方便，此時(shí)系統(tǒng)可以發(fā)揮最大的補(bǔ)助作用。
系統(tǒng)缺點(diǎn)：因天氣變化造成的儲(chǔ)水箱中的水溫變化比較大，這時(shí)對(duì)后續(xù)的輔助性設(shè)備就有了更高的要求。
4 有關(guān)分戶型集熱的分戶輔熱體系
該系統(tǒng)主要是將整個(gè)集熱器安裝在用戶陽(yáng)臺(tái)上，此時(shí)集熱器的采光時(shí)間每天不能少于4 h。同時(shí)，將水箱也安裝在陽(yáng)臺(tái)上，這樣可以大大減少熱量的損失。此外，集熱器必須具備防止真空裝置脫落的措施。此時(shí)，系統(tǒng)供水方式為增壓式供水。每個(gè)用戶采用的都是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，同時(shí)建筑也比較完美。
該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：各個(gè)用戶中的系統(tǒng)均為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，彌補(bǔ)了諸多建筑中入住率比較低的缺陷。
系統(tǒng)缺點(diǎn)：在安裝集熱系統(tǒng)時(shí)，主要將該系統(tǒng)安裝在建筑物向南的位置，建筑的位置、高度直接決定了系統(tǒng)能否正常運(yùn)行。
5 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，在高層建筑中主要采用的熱水系統(tǒng)未經(jīng)過(guò)輔助性的加熱，需要以太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)提高熱水的基本水溫。太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)可以通過(guò)用戶終端自動(dòng)進(jìn)行加熱，同時(shí)依據(jù)水溫的實(shí)際需求決定是否需要進(jìn)行輔助性加熱。傳統(tǒng)的熱水系統(tǒng)雖然在一定程度上解決了我國(guó)高層建筑太陽(yáng)能受實(shí)際面積的限制，但依舊不能滿足用戶的實(shí)際需求，而太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，不僅可以滿足用戶的需求，同時(shí)也解決了因熱水價(jià)格比較高，一些用戶不容易接受，實(shí)際收費(fèi)比較困難等問(wèn)題。太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的運(yùn)用將是一種新的嘗試。
參考文獻(xiàn)
[1]張穎，楊建榮，葛曹燕，等.建筑一體化太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)運(yùn)行綜合評(píng)價(jià)[J].住宅科技，2008，6（05）.
[2]趙樂(lè)，郭晉生.北京地區(qū)塔式高層住宅設(shè)計(jì)的回顧與展望[J].城市建筑，2009，7（01）.
[3]王宏偉.基于與采暖系統(tǒng)耦合的寒冷地區(qū)新型熱水供應(yīng)系統(tǒng)理論與實(shí)驗(yàn)研究[D].天津：天津大學(xué)，2011.
[4]羅成龍.與建筑一體化太陽(yáng)能雙效集熱器系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)和理論研究[D].合肥：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2010.
〔編輯：劉曉芳〕
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