太阳能集中供热系统在高层建筑中的应用

黄芬

（广西中盛建筑设计有限公司，广西 南宁 530022）

【摘要】本文全面阐述在50M以上的高层建筑进行太阳能热水系统的安装介绍，其中包括原理、系统、相关热源等，提出解决高层建筑应用太阳能供热系统的各个难题的策略。

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关键词 太阳能集中供热系统；原理；高层建筑；辅热

0　前言

据资料统计分析，太阳能热水、发电系统最初投资费用相对于其它供热发电系统要贵出许多，但是后期的操作，以及运行成本，损耗程度，都会比其它系统要便宜得多，并且具有无污染的优势。近年来，随着科技的进步，太阳能的技术也是日新月异，未来的节能省钱将会越来越占优势。通过市场调查得出，未来太阳能热水系统凭借着节能环保，经济实用将慢慢的占据市场。据悉，近年来，我国太阳能热利用行业发展越来越快，未来的前景是十分美好的。

目前，我国绝大多数小高层、多层等建筑都普遍使用太阳能集中供热系统，50M以上的高层建筑进行太阳能集中供热系统的安装，主要目的也就是为考虑到压力的稳定性，尝试的持久性，容易的充足性。为此，对于酒店以及经济小区还有写字楼等高层建筑在使用太阳能集中供热系统的时候，要必须考虑到即开即用功能。为此，太阳能集中供系统存在很大的优势，同时也存在一定的不足。

1　系统原理

集热器定温放水、太阳能集热器温差循环加热及储热水箱最低储水量，辅助热源加执业控制、供热末端回水循环控制,几大要素构成了太阳能集中供热系统。

高层建筑要进行太阳能集热系统的安装，首先要规划好屋面空间，最大限度的使用可以使用的空间进行模块的安装，以及在各个太阳能集热器矩阵中安装最低储水箱，然后热可以通过水箱进入到用户家中。

而既开即用需要安装加压回水泵、电泵阀，这样热水可以达到即开即用，一般都是高档酒店所使用的方式。特别是在用水的高峰期，泵可以起到增压的作用，保障了用水的质量。同时，回路过程中当水温低于30度时，可以通过泵直拉回路到加热水箱中，直接把水箱中的热输送到用户，而温水在热水箱中进行加热。

1.1　太阳能集热器定温放水

太阳能集热器在正常的光照之下，可以在0到100度以内进行自由调节，一般温度调节在55度左右，当定温电磁阀在控制器温度的恰当的时候，会自动开启，自来水直接输送到集器中，当集热器中的水达到设定值，那么热水会被输送到储热水箱，当设定值降低，那么电磁阀门也会自动关闭，这样的过程无疑就是一种智能化过程。

1.2　太阳能温差循环加热

太阳能集热储水箱在热水达到一定程度的时候，系统会智能化的进入温差循环系统之中，也就是说，当集热水器水温高于水箱温度，循环水泵会自动启动，让两者的水进行调和，让水温达到设定值，然后再送到贮热水箱中，而集热器水温还没有达到设定值或者更低的时候，循环系统也会自动关闭。

1.3　储热水箱最低水量保持

储热水箱水位一直在控制器的监控之下，水位过低，辅助加热系统将会启动，然后进行热水补充，一直到储水箱水量水温达到标准时，辅助热源和室温电磁才会停止运行。

太阳能集热系统所需要建立的水箱也是需要根据楼层的高度，以及楼层的面积，以及采光效果进行设计的。一般情况下，每平方米采光面积需要40L~100容和棋。水箱容积是需要考虑到很多方面的。

一般水箱分为圆形或者方型，当然还有其它形状，这个需要根据现场的实际情况进行操作，而水箱内胆一般使用不锈钢，镀铝锌板使用在外壳上，聚氨酯发泡是水箱的保温材质，一般厚度为80mm。这样保温效果好。

1.4　辅助热源加热控制

太阳热集热电脑控制器对于晴天产水及用户用水标准设定都会进行监管，其中包括水箱水位、水温、水量。而阴天集热不足时，辅助热源将会起到补热的作用，从而让水箱水温达到设定值。辅助热源在日照不足，水温不达标的情况下，会自动开启，从而把集热器中的水进行加热，然后再传输到储水箱中，当储水箱水温达标，储水量符合要求，那控制器及阀门也会自动关闭。

1.5　供热末端回水循环控制

当用户末端最低水温没有达到设定值，低于30℃时，回水循环泵会自动把热水输送到用户，达到55℃相关设备会自动停止运行。回水循环泵进行设定之后也具有加压的效果。特别是在用水高峰期时，回循环泵会自动打开，起辅助用水的作用。

2　供热管道系统

供热管首系统、生活给水系统在日常生活中所需要考虑的问题一样，但是设置原理却相反。分区给水方式是两者的共通点，一般情况下，4层供水压力可以满足到6层用水标准，4层以下也可以直接通过城市管网供水，但是5到6层以上就需要建立一个贮水泵。50m~80m建筑需要建立两个水分区，更高层需要3个分区。供热管道分区要于生活用水管道分区保持一致。

3　辅助热源

太阳能受自然天气影响十分明显，是十分不稳定的热源，特别是在恶劣的天气下，例如下雨、雪天等，这样的天气，日照根本达不到标准。为此，现代太阳能的使用应该与其它供热系统同时结合使用，这样才能保障热水的使用的稳定性，特别是在日照不足，自然天气恶劣的情况下，这些辅助系统是十分有用的。例如高层小区可以直接安装太阳能热水器，家里再安装其它供热设备，而高档酒店可以安装锅炉做为辅助热源。辅助热源可以是液化气，或者其它热源。

但是辅助热源的设备使用，必须符合《城市区域环境噪声标准》的基本要求，为此，很多高层建筑都喜欢用板式换热器对于水蒸汽进行噪音的清除。高层管道长而且多，产生的噪音很大，这个时候必须要减少管道的工度，为此，锅炉需要安装的在层面。与供热水箱相接近，这样可以减少一些因为距离而产生的噪音。特别是随着科技的发展，如今的辅助热源越来越多，例如水源、地源、空气源热泵等类型。

4　运行常见问题及解决措施

在阴冷的天气，太阳能供热系统在运行过程中，水温低至30°C以下时，保温达不到设定值，支管有可能发生裂痕，在抢修的时候，可以直接在原有的玻璃丝摘的基础之上，再加3cm橡塑及油丝布，温度会随着增加。例如当电磁阀失灵，跑水现象频频发生，这个时候需要及时进行电磁阀门的更换，为此，定期检修是十分必要的。夏季日照强，真空管炸裂时常会发生，高温水与冷水相遇，炸裂出现，当夜里气温下降时再进行上水，这样温差明显减小。

当然，太阳在使用过程中，存在的安全隐患还是很大的，特别是高层建筑集中供热系统所涉及到的相关设备是十分多的，再加上很多都是直接暴晒在空气之中，而自然天气对于这些设备也是存在一定的破坏力，例如雨天，阴天，下雪天等等天气，雨水对于太阳供热系统有可能会出现腐蚀作用，这样会损坏设备的使用奉命，而阴天温度低，那么控制器运行以及回水循环次多，那么使用寿命也会减少，特别是下雪天，温度急剧下降，从而会到管道裂开，这样的现象也是频频发生的，为此，面对于突发故障，及时推给是必要，但是最根本的解决办法还是需要维护人员加强检测管理力度，这样才能及时发生，及时处理，从而减少不必要的故障发生。

5　结束语

综上所述，不难看出，太阳能集中供热系统的安装是不受其它建筑的影响的，也不会影响到建筑的安全性，但是太阳能占据面积大，所以必须把太阳能模板尽可能的在有限的楼层面进行使用，从而保障的太阳能的工作效率，以及供水效率。太阳能属于自然资源的再生利用，起初的投资是有一些大，但是后期的运行以费用，以及长年的使用寿命，以及环保性是十分利于百姓生活的。并且符合社会的发展需要。

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参考文献

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［2］包庆裕.浅谈某医院病房太阳能集中热水系统设计体会[J].江苏建筑,2010(06).

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［责任编辑：汤静］