太阳能在高层住宅楼应用10[1].16

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,太阳能热水系统在高层住宅中的应用,概述,太阳能热水系统在高层住宅中应用的技术分析,高层住宅中太阳能集热器布置与安装方位,太阳能热水系统经济比较,(,珠三角地区,),太阳能与建筑一体化在高层住宅中应用,结束语,深圳市嘉普通太阳能有限公司,-,李红兵,2006,年,10,月,16,日,一 概 述,在建筑节能方面，减少业主对一次能源消耗，充分利用可再生能源（太阳能、地热能、风能等），也是建筑节能一个不可缺少的要素。,随着国家推广节能省地型住宅“四节一环保”技术体系,的建立，住宅楼特别是高层住宅应用太阳能热水系统具有现实的,社会意义及经济意义。,太阳能热利用有主动式太阳能房、被动式太阳能房、太阳能空调、太阳能干燥除湿、太阳能热水系统等几个方面。在住宅领域太阳能热利用中,技术最成熟,、,应用最广泛,、,性价比最合理，,仍然是以太阳能生活用热水为主。在此就住宅特别是高层住宅利用太阳能热水系统加以探讨,。,二 太阳能热水系统在高层住宅中应用的技术分析,1,、太阳能热水系统应用概述,太阳能热水系统,是以,吸收太阳辐射能,为热源的热能转换装置，包括太阳能集热装置、储热装置、循环管路装置等，是一种,绿色环保,的热源系统。其,可再生性,、,环保性,、,安全性,及,经济性,有其他能源无法比拟的优势，但其独立应用存在间歇性、不稳定性和地区差异性。在太阳能应用中应采取热水保障系统（辅助加热系统）来确保太阳能热水系统全天侯稳定供应热水，是太阳能应用的重要组成部分。通常采用电能、燃油、燃气作为辅助热源。,目前常用的太阳能热水系统在住宅中应用按承压能力分为,常压系统,和,承压系统；,按集热器类别分为,平板型,集热器,、,真空管,集热器,(,包括全玻璃真空管、直流式真空管、,U,型真空管）,和,热管,集热器；,按取热方式分为,自然循环、强制循环和定温放水,等；按供热方式分为,全天侯和定时（分时段）,供热；按换热类型分为,一次换热和二次换热等等,。,2,、通常太阳能热水系统在高层住宅中，由于建筑面积、朝向、用水量、工程造价等因素，将不同类型集热、储热和供热方式优化组合，寻求一种最合适的供应热水方式。,高层住宅中太阳能热水系统大致分成三大类型：,家用太阳能热水器,;,集中式太阳能,中央,热水系统,;,半集中式太阳能中央热水系统,;,二 太阳能热水系统在高层住宅中应用的技术分析,2.1,家用太阳能热水器,是集热、储热和辅助加热部分自成一体相对独立的户用型太阳能热水器。,其优点是结构简单、使用方便、热水计量简单，特别适合城镇和乡村独立用户使用。在高层住宅应用，有如下特点和不足：,用户辅助加热部分耗能相对大，热水供应管网系统造价相对高；,特别是对于多高层建筑的低层用户，其用水品质（水压、水温）较差；,由于供水管路长造成存水变凉浪费热能；,热水资源无法共享，系统资源不能充分利用而产生浪费；,系统综合造价与同档次的中央热水系统相比相对较高；,另外，用户自由选择及随意安装的方式导致建筑景观的污染，管路维护难度大，影响建筑的其他设施。,集热器,水箱,二 太阳能热水系统在高层住宅中应用的技术分析,2.2,集中式太阳能中央热水系统,是集热、储热和辅助加热部分高度集成的大型太阳能中央供热水系统。,其特点是,系统的太阳能热水系统部分集成化程度高，集中储热方式利于降低造价并减少热损失；,辅助加热系统集中利于补热；,热水系统供应优化设计，管路简单，合理的干管循环回水保证供水品质，实现各用水终端即开即热,对于住宅小区，集中式系统相对分户系统有初投资少、集成化程度高的优势。,模块化的集热器与建筑结合也比较美观，住户间的用水也可以平衡。,其缺点是：通过分户计量收取运行、辅热、用水量等费用，需增加物业管理工作量。,集热器,水箱,用水点,二 太阳能热水系统在高层住宅中应用的技术分析,2.3,半集中式太阳能中央热水系统,是太阳能集热部分高度集中、储热和辅助加热部分分户设置，集热器吸收太阳辐射能仅为户用储热水箱供应热能的加热系统。,其特点是,太阳能集热器集中设置资源共享，,储热装置及辅助加热系统在用户室内设置独立管理，,二次换热有一定的热损失,承压供水，用水方便。,该系统结合地板低温辐射采暖技术，实现热水、采暖分户节能双联供。,各户能耗计费可通过收取自来水费、电费，对物业来说管理简便；,其缺点是：需补偿换热损失的集热器面积，造价相对较高。,集热器,水箱,用水点,二 太阳能热水系统在高层住宅中应用的技术分析,由于住宅楼对于使用热水要求具有全天侯、舒适性、安全性、经济性、可靠性、稳定性等特点，住宅楼特别是高层住宅楼楼面可实施太阳能的面积有限（通常只能满足,12,层以下的用水量），因此,为最大可能实现资源共享，太阳能热水系统在住宅（特别是高层住宅）中宜采用,集中式太阳能中央热水系统,或,半集中式太阳能中央热水系统,。且宜采用分体,承压式系统,满足用热水的需求。,二 太阳能热水系统在高层住宅中应用的技术分析,三 高层住宅中太阳能集热器布置与安装方位,太阳能辐射量随季节、所在地纬度、海拔高度、房屋朝向等各有不同。如下表珠三角地区,(,纬度,23.12),太阳能集热器安装不同方位与倾角的补偿面积比,东,-80,-70,-60,-50,-40,-30,-20,-10,南,10,20,30,40,50,60,70,80,西,90,53%,54%,55%,56%,57%,57%,58%,58%,58%,57%,58%,58%,58%,57%,57%,56%,55%,54%,53%,80,60%,61%,63%,64%,65%,66%,66%,67%,67%,67%,67%,67%,66%,66%,65%,64%,63%,61%,60%,70,67%,69%,70%,72%,73%,74%,75%,75%,75%,75%,75%,75%,75%,74%,73%,72%,70%,69%,67%,60,74%,75%,77%,79%,80%,81%,82%,83%,83%,83%,83%,83%,82%,81%,80%,79%,77%,75%,74%,50,80%,82%,84%,85%,86%,88%,89%,89%,90%,90%,90%,89%,89%,88%,86%,85%,84%,82%,80%,40,86%,87%,89%,90%,92%,93%,94%,94%,95%,95%,95%,94%,94%,93%,92%,90%,89%,87%,86%,30,91%,92%,93%,95%,96%,97%,97%,98%,98%,98%,98%,98%,97%,97%,96%,95%,93%,92%,91%,20,95%,95%,96%,97%,98%,99%,99%,100%,100%,100%,100%,100%,99%,99%,98%,97%,96%,95%,95%,10,97%,97%,98%,98%,99%,99%,99%,100%,100%,100%,100%,100%,99%,99%,99%,98%,98%,97%,97%,水平面,98%,98%,98%,98%,98%,98%,98%,98%,98%,98%,98%,98%,98%,98%,98%,98%,98%,98%,98%,宜利用方位与倾角,不宜利用方位与倾角,由上表可见，虽然屋顶为吸收太阳辐射能的最有利的方位，可是每栋住宅楼可分摊的楼面公共面积，随着层数增高而减少。据分析，每栋楼顶安装太阳能集热器通常仅能满足不超过,12,层的住户用热水需求。,因此，高层住宅应用太阳能热水系统应向墙面发展。并以屋顶上安装太阳能集热器为主，外墙壁挂式或嵌入式太阳能集热器或阳台型集热器为辅。,考虑到外墙壁挂式或嵌入式太阳能集热器更容易实施建筑一体化。因此应该按楼面太阳能集热器,-,外墙壁挂式或嵌入式太阳能集热器,-,阳台型太阳能集热器的优先顺序排列。,实施外墙壁挂式或嵌入式太阳能时，根据无遮挡情况下各立面每月每日平均太阳辐射量的分析，并充分考虑冬季太阳能集热器运行的可能。应该按南,-,西,-,东,-,西南,-,东南的建筑立面优先顺序排列，来选择布置太阳能集热器的外墙立面。,三 高层住宅中太阳能集热器布置与安装方位,对比项目,电锅炉,空气源热泵,常压燃气热水机组,太阳能配电加热,太阳能配热泵,太阳能配燃气机组,能效比,95%,410%,88%,490%,1630%,648%,能耗单价,0.8,元,/,Kwh,0.8,元,/,Kwh,16.4元/Nm,3,0.8,元,/,Kwh,0.8,元,/,Kwh,16.4元/Nm,3,单日能耗费,39元/t,11.8元/t,29.8元/t,阴雨天,39,元,/t,阴雨天,11.8,元,/t,阴雨天,29.8,元,/t,能耗天数,365,天,365,天,365,天,90,天,90,天,90,天,年运行费用,14235,元,4307,元,10877,元,3521,元,1065,元,2690,元,年均每吨水运行费用,39元/t,11.8元/t,29.8元/t,11.94,元,/t,3.61,元,/t,9.12,元,/t,设备寿命,5,年,1015,年,810,年,20,年,20,年,20,年,年设备维护费,约,5000,元,约,2000,元,约,2000,元,约,1500,元,约,1500,元,约,1500,元,安全性,较安全,安全,安全,安全,安全,安全,一次性投资,低,较低,较低,较高,较高,较高,四 太阳能热水系统经济比较,（珠三角地区）,四 太阳能热水系统经济比较,（珠三角地区）,五 太阳能与建筑一体化在高层住宅中应用,高层住宅楼在建筑的,外观,、,立面,、,使用寿命,、,耐久性、耐侯性,，以及建筑群体功能、场地条件、周边环境都有很高的要求。,太阳能热水系统作为住宅建筑节能的“四节一环保”技术体系的一个部分，因其安装条件等原因，对建筑朝向、周边环境遮挡、气侯、太阳能资源、可供给的条件、施工条件、维护条件等都有严格要求。,因此高层住宅楼应用太阳能热水系统应与建筑一体化。,太阳能热水器与建筑一体化,是指太阳热水系统、热水辅助加热系统及热水供应系统，与建筑围护结构融合成一体，将太阳能设备建材化，使之成为建筑的部品部件，并通过智能控制装置自动运行，以满足全天侯,24,小时供应足量的、温度适宜且稳定的热水需求。,应用太阳能热水系统的高层住宅及住宅小区，无论是规划布局或单体建筑设计时，均宜与太阳能同步进行，以保证所选用的太阳能热水系统各个部分及其辅助设施与建筑布局、建筑设计有机结合。,同步规划设计：,以保证所选用的太阳能热水系统各个部分及其辅助设施与建筑布局、建筑设计有机结合，成为建筑规划设计中合理的不可分割的部分。,确定建筑布局与规划时，,应结合场地地理条件、太阳能资源等确定建筑朝向、建筑间距及建筑造型，最大限度满足太阳能热水系统设计和安装的技术要求。,结合建筑功能及其热水供应方式，综合考虑环境、气候、太阳能资源、辅助常规能源的条件、施工等因素，,选用适用的性价比高的太阳能热水系统,。,将太阳能集热器作为建筑的组成元素，,保持建筑统一和谐的外观,，并与周围环境相协调，且安全坚固。,太阳能集热器使用寿命一般在,20,年左右，高层住宅建筑本体使用寿命在,70,年左右，因此应为太阳能设备的,安装、维护、日常保养、更换,提供必要的安全便利条件,总而言之：,在高层建筑中采用太阳能供热，宜做到太阳能设备与建筑应用“五同步”，,即,同步规划设计、同步施工、同步监理、同步调试验收、同步交付使用,五 太阳能与建筑一体化在高层住宅中应用,利用,屋顶花架,安装平板型太阳能集热器的效果,五 嘉普通太阳能与建筑一体化应用图片,花架顶平板型太阳能集热器,花架顶平板型太阳能集热器,深圳宝安高级中学,深圳富士康集团,利用,坡屋顶,安装平板型太阳能集热器的效果,坡屋顶平板型太阳能集热器,坡屋顶真空管太阳能集热器,深圳梅沙学校,江西南昌大学,五 嘉普通太阳能与建筑一体化应用