文章针对我国目前太阳能热水系统使用的情况,结合武汉绿地理想城太阳能集中供热系统案例进行解析,阐述了中高层建筑的太阳能集中供热系统和阳台壁挂太阳能的优缺点,突出了武汉绿地理想城太阳能集中供热系统技术、特点和性能等方面的优势,主要是热水系统安全、稳定、舒适、**、**地运行。
工程概况
绿地理想城项目采用了集中集热、集中供热的太阳能热水系统,太阳能建筑应用总面积39万平方米,日供热水185吨。
随着中国城市化的高速发展,高层住宅应用太阳能热水系统是必然趋势,太阳能热水系统工程在高层住宅的应用关键问题是太阳能集热器安装与建筑相结合和后期维护。经研究高层建筑太阳能热水解决方案,主要有屋顶集中集热及阳台壁挂两种形式,现对这两种形式比较如下。
集中集热集中供热系统原理
集中集热系统一般为直接式系统,采用真空管式集热器采集热水后,储存在水箱直接供应用户使用,换热效率很高,且水量充足。
A、集热系统
系统原理说明:
1、定温放水:当T1≥50℃(可调)时,自来水补水电磁阀M打开,将集热器管道的热水顶入水箱进行储存,当T1≤45℃(可调),补水电磁阀关闭;如此往复直至水箱达到设定满水位。
2、温差循环:当水箱达到满水位时,系统自动切换至温差循环模式。当T1-T2≥8℃时,集热器温差循环泵P1启动;当T1-T2≤3℃时,集热器循环泵停止。如此往复直至水箱达到设定的*高限定温度65℃(可调)后,**开启循环。
3、*低水位控制:控制器随时检测热水箱水位,当低于*低保持水位(一般为30%)时,补水电磁阀M打开向水箱补水,直到达到*低保持水位时停止。
B、供水系统
(1)供水采用自然落差式供水,在管道井内分支到各户,低层用户需装支管减压阀;
(2)回水控制:在供热时段,当回水温度T3≤30℃(可调)时,回水泵P2启动工作。当T3≥35℃时,回水泵P2停止工作。**供水立管内的水温度不降低,用户用水即开既热。
阳台壁挂系统原理
平板集热器通过吸收太阳能量不断提高集热器温度,集热器内的换热介质被加热后,通过管道与水箱换热夹层内的换热介质自然循环流动,将水箱夹层桶壁加热,再通过桶壁与水箱内的水进行热交换,直至将水箱的温度上升至可以洗浴的温度。阳台壁挂系统间接换热的方式和平板集热器的摆放位置和角度,决定了它与真空管集热器相比集热效率低下的缺点,仅靠太阳能来加热水箱的水能量难免不足,这就需要通过水箱的电加热管进行辅助加热。辅助加热虽然可以弥补热量的不足,但却给用户造成大量电费负担。
运行耗能
A、集中集热式
屋顶集中式太阳能系统是通过智能控制循环水泵运行,水泵功率约0.55kW,由一个单元11层楼共22户分摊。
受日照强度影响,一年四季耗能也存在差异,夏天耗能*少,冬天日照弱,水泵运行时间长,加上夜间无日照,考虑因温度降低系统防冻问题,水泵运行时间长。
按12h/天运行计算:每户每天分摊电费=0.55kW*12h/22*0.62元/度=0.19元
B、阳台壁挂式
阳台壁挂系统自然循环本不需要用电,但若日照条件不是很好,就需要开启电辅助加热。将100L的水从20℃升到55℃,需用电4.5度(电加热效率按90%计),用户需支付电费=4.5*0.62=2.79元。
结语
新能源建筑离不开太阳能系统,在国家对高层建筑要求强制安装太阳能系统的大环境下,建筑设计前期就将太阳能的设计理念融入建筑中,不仅可以减少建筑本身投资和太阳能系统的二次投资,还能避免太阳能系统影响建筑美观及安全,实现真正的与建筑相结合,集中供热系统是与建筑相结合设计的*好选择。