探析建筑太阳能热水系统给排水设计

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摘要：在节能环保的理念下，人们更加重视对清洁环保资源的利用，太阳能作为一种可再生的清洁环保资源，随着经济的不断的发展，得到广泛的应用。在建筑行业中，给排水设计使用太阳能热水系统，不仅方便了生产生活，也有效利用了资源。本文就太阳能热水系统形式和特点进行概述，并对建筑太阳能热水系统的给排水设计进行简要分析，希望具有借鉴意义。

关键词：建筑太阳能；热水系统；给排水设计；探析

一、太阳能热水系统形式和特点

在当前的公共建筑个住宅中，一旦确定利用哪种太阳能热水系统，就要选取最合理的利用形式。当前的太阳能热水系统种类很多，主要利用以下三种形式：a集中供热系统；b集中-分散供热系统；c分散热水系统。集中热水系统的特点在于，集热器的安装集中在屋面，储热水箱的安装选择可以在室外，也可以安装在室内，一般利用集热器吸收的热能，把水集中加热，再把热水供应到各用水点。对于集中-分散供热系统来说，集热器需要集中安装在屋面，储热水箱分散到室内的用热水处，辅助热源通常选择电或燃气。分散热水系统的集热器可以安装在阳台外部，也可以把集热器整体安装在屋面，对热源采用电起到辅助作用。

二、集热器的安装布置

集热器在安装时，其安装倾角要充分考虑到当地的纬度因素，具体说来，热水系统在夏季使用安装倾角要在当地纬度上减10°；如果系统更多的用于冬季，其安装倾角要在当地纬度基础上加10°；对于水平热管集热器来说，安装倾角通常为0°，利用热管式集热器安装倾角≧10°。集热器的安装朝向以正南方或正南方位偏东西30°范围内设置。集热器的安装还需要考虑到周边的设施以及树木是否产生遮挡，保证光照时间≧4h。此外，集热器的安装要避免位于建筑的变形或有裂缝位置，并且根据安装面积、集热器的形式、尺寸大小细化设计方案，确保集热器在建筑上的安装位置和安装方式合理。集热器在的连接线路可以通过：a并联；b串联；c串并联等方式连接，形成集热器组。集热器组内部的集热器连接要采用并联的方法，尽可能减少串联的数目，这样可以减少一部分能耗。自然循环系统的集热器组内部连接适宜采用并联。平板型集热器作为一种特殊的热交换器，包括多块吸热板，以此并联数目要≦16块，并且确保每个的集热器数量≦24块。

三、管路设置

管路的设置也是给排水设计中的重要环节，需要确保冷热水系统压力均衡，具体说来系统中的冷、热水压差不要超过0.02MPa。管道需要采取保温措施，确保供水温度更加稳定，因此对于室外管道来说，通常需要采用防冻措施，管路中不可存在死角，避免出现水滞留问题，同时要按照给排水的流向合理设置坡度。管道设计的走线也要兼顾美感，尤其是室外管路、管线需要设置在比较隐蔽的位置。管线需要预埋在套管中，并穿越围护结构。竖向管线的设计多应用在竖向管道井中，这样管线及安全隐蔽，又便于维护和检修。室内水平管线在设计中需要在楼板和墙体面层中沟槽，并且使管线处于水平状态，隐蔽于吊顶等内部构造，需要注意管线要无接头，这样可以避免漏电引发火灾。在管材的选用上，需要把握以下要点：首先，集热系统选用的管材及管件需要达到现行产品的标准和要求。其次，管道的工作温度和工作压力不得高于产品应允的工作温度和工作压力。最后，集热系统的管件和管材最好采用金属管材，并且做好防腐的措施。

四、辅助热源加热设备设置

在建筑设计中，需要留有固定的位置安装辅助热源，确保给排水设计满足其技术要求，使整体设施安全运行，同时便于安全管理和维护。辅助热源在设置中要位于贮热水箱交近的位置，便于操作和维护。辅助热源启动的方式包括：a手动启动；b全日重点启动；c定时自动启动。因启动方式根据不同的需求来设计的，这会直接影响到太阳能热水系统的节能效果，所以需要根据不同的热水供水方式而采用各种不同的控制方法。

五、控制方式

太阳能热水系统需要设置以下集热系统：a运行控制；b辅助热源的自动切换控制；c防冻控制；d防过热控制；e集中热水供应系统；f热水循环控制。并且控制方法要尽量简单，这样用户可以更加便捷的操控仪表盘，根据系统中每日获取的数据：a系统的太阳能得热量；b辅助热源用量；c供水温度；d管网温度；e贮热水箱温度，可以更加清晰的看到系统中节约的能源量。此外，为了保证系统中各功能的使用安全，需要设置以下控制元件，包括：a电磁阀；b温度控制阀；c压力控制阀；d泄水阀；e自动排气阀；f止回阀；g安全阀，同时确保产品要符合质量要求产，并且要便于维修人员操作。

六、结束语

综上所述，当前随着人口压力的增大，以及对资源的需求不断增长，我国常规能源愈发缺紧，因此合理利用太阳能已经成为解决资源问题的有效手段。随着人们环保意识和资源节约意识的增强，太阳能和建筑一体化的设计越来越多的得到人们的认可，其中给排水设计更是充分的利用太阳能达到节水节的目标。因此，在科技的支持下，建筑行业和太阳能热水给排水系统的结合需要不断的加强，浙江省作为太阳能资源的生产大省更要突破创新，不断总结经验，完善设计理念，使该技术在建筑行业中进一步得到推广。

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作者:周宏扬 单位:湖南大学设计研究院有限公司