建筑太阳能热水系统给排水设计探析

建筑太阳能热水系统给排水设计探析

孙立杰

孙立杰

身份证号：4115241988****0818河南平顶山467000

摘要：伴随着我国经济快速提高，环境污染和能源消耗问题变得愈加突出。因此人们将注意力转移到转移到可再生资源的利用上。而太阳能是取之无尽、用之不竭的环保性清洁资源。这也成为未来重点研究方向。太阳能热水系统就是一大体现。在建筑排水系统中应用太阳能热水系统将成为未来发展的趋势，这项工程的核心之一就是节约水源、防止资源浪费。要想在建筑排水大范围进行太阳能热水系统的推广，需要设计工程师不断实践总结，也只有这才能达到节能的目的。

关键字：太阳能热水系统；排水设计

一、太阳能热水系统的意义

现今能源紧缺，太阳能作为可再生能源在给排水设计应用便可以很好地解决能源问题，因此充分利用太阳能热水器产生的热水可以很好地降低建筑物给排水的能耗。然而实现太阳能热水系统在建筑给排水设计中的有效应用不仅需要太阳热水系统与建筑的整合设计，更需要多方面的参与合作。

近年来，我国经济不断发展，人们生活水平也随之提高，我国的能源结构也由原来的矿物燃料转为新型能源，太阳能、低温自然能源的利用是目前使用最为广泛的可再生能源。给排水过程需要消耗能量，新型能源的出现便为给排水设计提供了便利，太阳能热水系统在给排水设计中应用的优势也随之凸显出来。并且该系统高效节能，成本低廉。最大效率的利用太阳能量可节约能源75%以上，运行成本大大降低，智能化控制还可以节省人员开支，所以日常运行费用很低。其次，安全可靠，没有危险。太阳能没有常规能源所存在的易燃易爆、中毒、断路、触电等危险，因此是最安全最可靠的热水系统。第三，色环保，没有污染。采用了太阳能洁净绿色能源，避免了矿物燃料对环境的污染。因此，系统在制热水的过程中没有粉尘悬浮微粒的污染，也没有废渣、废水物的产生，更没有硫化物、氮化物、一氧化碳和二氧化碳的排放，符合国家环保政策，利国利民。第四，控制先进，智能运行。系统采用了先进的智能化控制技术，实行最佳经济运行，全天候24小时即开即有热水，使用非常方便。第五，整个集热系统安全可靠，使用寿命长，在正常情况下，使用寿命可达到15～20年。

二、太阳能热水系统在排水设计的推进

（一）太阳能热水系统在排水管线、管道的应用

应采取措施保证冷热水系统压力平衡，系统冷、热水压差不宜超过0.02MPa。管道应采取保温措施，确保系统的供水温度。室外管道采用防冻布置，即管路中不得有滞留水的管路死角，按照水可以排出的方向顺坡布置。管道设计应合理有效安排走向，室外管线宜隐蔽设置。管路设置应采取措施保证冷热水系统压力平衡，系统冷、热水压差不宜超过0.02MPa。管道应采取保温措施，确保系统的供水温度。室外管道采用防冻布置，即管路中不得有滞留水的管路死角，按照水可以排出的方向顺坡布置。管道设计应合理有效安排走向，室外管线宜隐蔽设置。管线应在预埋的套管中穿越围护结构。竖向管线宜设计在竖向管道井中，做到安全隐蔽，又便于维护、检修。室内水平管线应隐蔽设置，如采用在楼板和墙体面层中设置水平管道沟槽，管线隐蔽于吊顶内等构造措施，隐蔽工程的管线应无接头。管材选用要点：集热系统采用的管材及管件应符合现行产品标准的要求。管道的工作压力和工作温度不得大于产品标准允许的工作压力和工作温度。集热系统宜选用金属管材及管件，并应采取防止腐蚀的措施。管线应在预埋的套管中穿越围护结构。竖向管线宜设计在竖向管道井中，做到安全隐蔽，又便于维护、检修。室内水平管线应隐蔽设置，如采用在楼板和墙体面层中设置水平管道沟槽，管线隐蔽于吊顶内等构造措施，隐蔽工程的管线应无接头。管材选用要点：集热系统采用的管材及管件应符合现行产品标准的要求。管道的工作压力和工作温度不得大于产品标准允许的工作压力和工作温度。集热系统宜选用金属管材及管件，并应采取防止腐蚀的措施。

（二）辅助热源加热设备设置

太阳能辅助热源有多种利用形式，比如市政热力网管、空气热泵、冷凝燃气锅炉等等。它按控制分类可分为自动、手动、全日自动三种。在建筑的设计过程中需要留出足够的空间安放辅助热源设施，让其可以安全、平稳运行。辅助热源设施需要尽量靠近贮水装置这样可以节约升高水温时间，提高它的工作效率。并且可以通过排水过程中的实际情况对三种不同的控制方式进行切换，以此来降低能耗。

（三）集热器的正确安装

由于太阳能热量较分散，需要引入一个设备将大部分热能集中起来来供人们利用，这个设备就是集热器。集热器又名集热板，是太阳能热水系统中的关键部件之一。集热器的质量好坏、安装是否正确也决定了一个太阳能热水系统给排水设计的成败。集热器在安装时首先要找到当地坐标，使集热器的安装倾角等于当地维度，并且还需要控制偏角在南偏东西30度范围内，这非常有利于对太阳能热辐射的集中。并且多个集热器通过串并联方式组成集热器组。在平板上安装多个集热器组即组成集热器系统。但需注意，若系统中集热器组过多会造成集热器无法完全发挥出它的作用，每个系统装配的散热器组不超过16块。科学、合理地进行散热器系统的装配对以后太阳能热水系统的运行有很重要的意义。

三、控制方式

太阳能热水系统应设置集热系统运行控制、辅助热源的自动切换控制、防冻控制、防过热控制，集中热水供应系统还应设置热水循环控制。控制方式应尽量简单、可靠，便于用户操作，宜设置可数字化显示的控制仪表盘，重点显示每日系统的太阳能得热量、辅助热源用量、供水温度、管网温度、贮热水箱（罐）温度等，便于用户直观了解该系统节约的能源量。为保证系统的使用功能及安全，应相应设置电磁阀、温度控制阀、压力控制阀、泄水阀、自动排气阀、止回阀、安全阀等控制元件，产品应符合相关产品标准的要求，并预留检修空间。

四、结语

太阳能因具有热辐射、可再生等优点已经广泛应用到各个领域。例如太阳灶、太阳房、太阳能海水淡化器等等。随着太阳能被利用到建筑中，节约能源、减少能耗的优势也在逐渐显现。并且建筑太阳能热水系统的排水设计是未来发展的潮流，它一方面可以保证排水的顺畅进行，另一方面节约成本，我相信在未来它一定可以得到普及。

参考文献：

[1]陈学蕾，王中华.探析太阳能热水系统在建筑给排水设计中的应用[J].中国战略新兴产业，2018（08）：24-25.

[2]吴清林.探讨太阳能热水系统在建筑给排水设计中的应用[J].中国标准化，2017（10）：172.