【摘要】隨著太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)用的深化，研究其在給排水設(shè)計中的應(yīng)用凸顯出重要意義。本文首先介紹了不同太陽能熱水系統(tǒng)的優(yōu)缺點，分析了太陽能與建筑一體化。在探討太陽能熱水系統(tǒng)在給排水設(shè)計中存在問題的同時，研究了其在給排水設(shè)計中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】給排水設(shè)計；太陽能熱水系統(tǒng)；應(yīng)用；研究

一、前言

作為一項實際應(yīng)用效果良好的熱水系統(tǒng)，太陽熱水系統(tǒng)在近期得到了長足的發(fā)展和應(yīng)用。研究其在給排水設(shè)計中的應(yīng)用，能夠更好地提升其實踐效果，從而保證給排水設(shè)計的整體水平。

二、不同太陽能熱水系統(tǒng)的優(yōu)缺點

1.集中集熱―集中儲熱輔熱系統(tǒng)

集中集熱―集中儲熱輔熱系統(tǒng)是指太陽能集熱器、儲水箱及輔助加熱部分全部集中設(shè)置，統(tǒng)一安裝集熱器，統(tǒng)一設(shè)置儲水箱及輔助加熱設(shè)備，然后將熱量再次分配至各用水終端的太陽能系統(tǒng)。系統(tǒng)優(yōu)點有：（1）太陽能集熱系統(tǒng)、輔熱系統(tǒng)、供水系統(tǒng)高度集成化，集熱系統(tǒng)熱損失?。唬?）系統(tǒng)集成化，便于維護和管理。系統(tǒng)存在的缺點有：（1）熱水儲水箱集中設(shè)置，水質(zhì)容易受污染；（2）樓頂水箱體積大，結(jié)構(gòu)荷載大；（3）隨著住宅樓層的增加，以及住戶和使用人數(shù)的相應(yīng)增加，所需集熱器面積會越來越大，將會出現(xiàn)無法滿足系統(tǒng)設(shè)計對集熱器面積的設(shè)置要求的情況。

2.集中集熱―分戶儲熱輔熱系統(tǒng)

系統(tǒng)的優(yōu)點主要有以下幾點：（1）集熱器集中統(tǒng)一設(shè)置，集熱循環(huán)管路較少，減少了對公共空間的占用；（2）不受樓層高低限制，并可以實現(xiàn)太陽能熱能資源共享；（3）熱水系統(tǒng)分戶供應(yīng)，水費、輔助加熱電費計費容易；但是，分散供熱水系統(tǒng)也存在著很多的缺點，例如：（1）系統(tǒng)設(shè)計相對較為復(fù)雜，需著重考慮熱量分配不均及高層的壓力平衡問題；（2）管線繁多，占用公共管道井面積較大；（3）整個太陽能熱水系統(tǒng)不同部分產(chǎn)權(quán)歸屬不盡相同。在多層及高層小區(qū)里集熱器統(tǒng)一使用，為公有設(shè)備，而各終端設(shè)備為各戶私有，在設(shè)備的使用過程中，易造成責(zé)任混亂，設(shè)備的管理及問題處理易發(fā)生糾紛。

3.分戶集熱―分戶儲熱輔熱系統(tǒng)

分戶集熱―分戶儲熱輔熱系統(tǒng)就是太陽能集熱器、儲水箱及輔助加熱部分全部分戶設(shè)置。通常在每戶住宅南面陽臺欄板或臥室窗間墻處設(shè)置太陽能集熱器，在住戶陽臺或設(shè)備平臺處設(shè)置儲水箱，然后將熱水輸送到戶內(nèi)各用水點。系統(tǒng)的優(yōu)點有：（1）熱水系統(tǒng)分戶供應(yīng)，水費、輔助加熱電費計費容易；（2）基本沒有豎向管線，不需要占用公共部位管井面積；（3）不受住宅有限屋頂面積制約，更適合高層住宅建筑；但是該系統(tǒng)也存在一些缺點，例如：（1）每戶太陽能集熱器的面積是固定的，太陽能資源不能平衡互補；（2）存在遮光問題，尤其是底層住戶。

三、太陽能與建筑一體化

1.太陽能熱水系統(tǒng)的設(shè)計必須納入民用建筑的工程設(shè)計。與建筑設(shè)計達到同步，它不是太陽能與建筑的簡單相加。在工程的前期，就應(yīng)根據(jù)國家或地方的政策要求，并考慮建筑的使用功能和用水要求，進行統(tǒng)一規(guī)劃、合理布局、同步設(shè)計，并在后期實現(xiàn)同步施工、同步驗收、同步后期管理。

2.太陽能熱水系統(tǒng)要有技術(shù)可靠、經(jīng)濟合理的工程技術(shù)方案。太陽能熱水系統(tǒng)與建筑的一體化工程，是一項近年來新發(fā)展和應(yīng)用的技術(shù)，因此無論是生產(chǎn)廠家還是設(shè)計單位，都沒有太多的經(jīng)驗可循，只有在方案設(shè)計的初期，根據(jù)工程的具體環(huán)境條件、熱水需求情況、建設(shè)單位的要求以及所選用設(shè)備的性能，制訂出最適合于該工程的方案。

3.通過各專業(yè)之間的相互配合，經(jīng)過一體化設(shè)計和安裝的太陽能熱水系統(tǒng)，在技術(shù)經(jīng)濟上達到節(jié)能可靠、經(jīng)濟合理；在外觀上達到和諧統(tǒng)一。

四、太陽能熱水系統(tǒng)在給排水設(shè)計中存在的問題

1.普遍反映太陽能熱水系統(tǒng)并不節(jié)能。由于太陽能只能在白天及晴天時才能蓄熱，晚上不能產(chǎn)生熱能，而平常用水高峰期是在晚上和早上，高峰期用水只能依靠白天加熱后儲藏在熱水箱里的熱水，而一箱熱水往往不夠用，不夠部分只能依靠輔助加熱。陰天、雨天不能產(chǎn)生熱能，只能依靠電輔助加熱，特別是在春節(jié)前后2-3個月，我國南方大部分地區(qū)經(jīng)常是陰雨綿綿。為了保證業(yè)主利用太陽能熱水系統(tǒng)的舒適性，許多住宅設(shè)計了定時循環(huán)泵裝置以循環(huán)管道水，保證24小時h有恒溫水供應(yīng)。另外，為保證有充足的熱水供應(yīng)，在低于設(shè)定水溫時，要自動啟動電加熱，以保證24小時有熱水供應(yīng)。上述兩項也耗費大量電能。

2.住宅類太陽能熱水系統(tǒng)投入使用后利用率不高，造成很大浪費。由于一般太陽能集熱器使用壽命只有10-15年，業(yè)主擔(dān)心以后沒有熱水使用，基本上在室內(nèi)都安裝有采用其他能量源的熱水器，造成大部分業(yè)主都不使用太陽能熱水。許多住宅小區(qū)前期入住率低，用水量少，前期分?jǐn)傎M用高，漸漸的造成業(yè)主都不愿意使用，形成惡性循環(huán)，導(dǎo)致太陽能設(shè)備閑置不用，造成更大浪費。我國南方許多地區(qū)夏季時間長，早晚溫差小，晚上基本上不用熱水。而太陽能熱水系統(tǒng)一但長期不使用，由于屋頂管道、設(shè)備長時間處于高溫高壓狀況，老化非?？?，設(shè)備很快就損壞，造成很大浪費。

五、太陽能熱水系統(tǒng)在給排水設(shè)計中的應(yīng)用

1.整體式非承壓自然循環(huán)式

太陽能熱水系統(tǒng)在給排水設(shè)計中的應(yīng)用的方式之一就是整體式非承壓自然循環(huán)式。這種自然循環(huán)式可以滿足用戶的個性化需求，在建筑中安裝整體式非承壓自然循環(huán)式可以實現(xiàn)安裝與建筑的一體化，同時整體式非承壓自然循環(huán)式采用了水位和定溫相結(jié)合的循環(huán)方式，實現(xiàn)了太陽能系統(tǒng)的有效利用，在給排水過程中可以調(diào)節(jié)水的溫度，自動回水功能更是可以有效減少冷水的損失，將其與常規(guī)的能源相結(jié)合，保證太陽能系統(tǒng)在任何天氣情況下都可以應(yīng)用到給排水工程中，這樣太陽能熱水系統(tǒng)便可以在任何氣候下有效使用。

2.承壓型分戶水箱

如果給排水工程的集熱系統(tǒng)為閉式，便可以采用承壓型分戶水箱，這類水箱可以將太陽能系統(tǒng)與給排水工程結(jié)合，并且可以根據(jù)需要安裝在指定地方。高層建筑很難將太陽能系統(tǒng)應(yīng)用到給排水工程中，但承壓型分戶水箱就可以很好地解決屋面集熱器安裝面積不足的問題，實現(xiàn)了太陽能系統(tǒng)應(yīng)用到高層建筑中。此外，將承壓型分戶水箱應(yīng)用到給排水工程中可以減少系統(tǒng)的循環(huán)管路，在一定程度上提高了集熱效率，同時減少了管路的安裝資金。

3.集中式太陽能熱水系統(tǒng)

集中式太陽能熱水系統(tǒng)兼具了太陽能熱水系統(tǒng)與相對非集中式太陽能熱水系統(tǒng)的優(yōu)點以及太陽能資源的高效利用，管理集中的特點，在給排水工程應(yīng)用中主要適用于供水保障性要求不高的場所。在選擇集中式太陽能熱水系統(tǒng)的輔助加熱裝置時一般選用熱泵、電能等，這樣的輔助加熱裝置更有利于給排水工作的施行，同時可以節(jié)約一定程度的能量，做到節(jié)能減排。

在夏季給排水工作中可以直接依靠太陽能集熱器，不需要其他輔助加熱設(shè)備的配合，而其他季節(jié)時則可以先用太陽能對水進行預(yù)熱，如果太陽能集熱器無法達到指定溫度，則用熱泵、電能等進行補充。一旦太陽能系統(tǒng)出現(xiàn)問題需要檢修，輔助的加熱設(shè)備便可以替代太陽能集熱器對水進行加熱，保證給排水工作的順利進行。

六、結(jié)束語

通過對給排水設(shè)計中太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)用的研究，我們可以發(fā)現(xiàn)，該項工作的開展有賴于對其多項優(yōu)勢因素的掌控，有關(guān)人員應(yīng)該從給排水設(shè)計的客觀實際出發(fā)，研究制定最為行之有效的太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)用實施方案。

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