房地產(chǎn)管理住宅太陽能熱水系統(tǒng)整合優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

1、住宅太陽能熱水系統(tǒng)整合優(yōu)化設(shè)計(jì)方案陽能熱水系統(tǒng)根據(jù)集熱系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)及供水的不同組合形式，可以分為分戶集熱-分戶儲熱輔熱式，集中集熱-分戶儲熱輔熱式及集中集熱-集中儲熱輔熱式太陽能熱水系統(tǒng)三類。0、前言太陽能作為無污染的綠色能源， 近幾年在建筑中的應(yīng)用得到了快速 發(fā)展，太陽能熱水系統(tǒng)在與建筑物的有機(jī)結(jié)合方面也得到了推進(jìn)。為了滿足人們對高質(zhì)量生活的追求， 越來越多的住宅在設(shè)計(jì)中采用太陽能熱 水系統(tǒng)。因此有必要進(jìn)一步規(guī)范住宅建筑太陽能熱水系統(tǒng)與建筑一體化 的設(shè)計(jì)、安裝，對于太陽能熱水系統(tǒng)的最佳形式、最佳規(guī)模等進(jìn)行研究， 以改善住宅功能、節(jié)省能源，推動生態(tài)住宅的發(fā)展進(jìn)程。一、設(shè)計(jì)方案類型（一）太陽能

2、熱水系統(tǒng)型式類別太陽能熱水系統(tǒng)根據(jù)集熱系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)及供水的不同組合形式， 可以分為分戶集熱-分戶儲熱輔熱式，集中集熱-分戶儲熱輔熱式及集中 集熱-集中儲熱輔熱式太陽能熱水系統(tǒng)三類。1、分戶集熱-分戶儲熱輔熱式太陽能熱水系統(tǒng)1.1分戶集熱-分戶儲熱輔熱式太陽能熱水系統(tǒng)是指終端用水點(diǎn)以 戶為單位，每戶獨(dú)立設(shè)置太陽能集熱器、儲水箱、輔熱設(shè)備及相關(guān)管路, 每戶獨(dú)立使用的小型太陽能熱水系統(tǒng)。1.2分戶集熱、分戶儲熱輔熱系統(tǒng)中，集熱器的安裝位置可為建筑 屋頂（平屋面、坡屋面）、立面墻、披檐及陽臺攔板等位置；1.3分戶集熱、分戶儲熱輔熱式太陽能熱水系統(tǒng)較適用于獨(dú)立式小型別住宅、聯(lián)排別墅中，也可以在多層住宅

3、及高層住宅中使用。針對于以上不同的建筑類型，分戶集熱、分戶儲熱式太陽能熱水系統(tǒng)的安裝、 運(yùn)行方式有所不同。 獨(dú)立式小型住宅、 聯(lián)排別墅采用分體別墅型太陽能 熱水系統(tǒng)；高層住宅多采用陽臺壁掛式太陽能熱水系統(tǒng)。1.4 分體別墅型太陽能熱水系統(tǒng)：適用于獨(dú)立式小型住宅、聯(lián)排別 墅住宅的分戶集熱、分戶儲熱輔熱太陽能熱水系統(tǒng)。（1）分體別墅型太陽能熱水系統(tǒng)一般采用分離式強(qiáng)制循環(huán)二次換 熱（工質(zhì)循環(huán)或水介質(zhì)排空方式）系統(tǒng)形式；（2）在安裝時(shí)，集熱器與屋面相結(jié)合進(jìn)行安裝，滿足建筑結(jié)構(gòu)功 能的同時(shí)不影響建筑物的外觀； 儲水箱及其他輔助設(shè)備安裝于室內(nèi)設(shè)備 間，便于操作及維修；（3）在輔助能源的選擇上，一般宜選用電

4、加熱形式；在使用時(shí)， 可采用半自動控制的方式 （溫度不足手動啟動，達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)自動停 止）4）系統(tǒng)運(yùn)行原理示意圖：圖一、分體別墅型太陽能熱水系統(tǒng)示意圖（強(qiáng)制溫差循環(huán)方式）1.5陽臺壁掛式太陽能熱水系統(tǒng)：較適合于多層、高層住宅分戶供熱系 統(tǒng)的使用；（1 ）陽臺壁掛式太陽能熱水系統(tǒng)一般采用自然循環(huán)方式，為保證 系統(tǒng)的全年使用，循環(huán)介質(zhì)采用防凍液；（2）安裝時(shí)將集熱器放置于陽臺欄板，水箱可安放在陽臺內(nèi)側(cè)或設(shè)備間內(nèi)，要求水箱位置高于集熱器。建議太陽能與水箱位置不宜過遠(yuǎn)。（3 ）輔助能源一般采用電加熱方式，半自動控制。1.6分戶集熱、分戶儲熱輔熱太陽能熱水系統(tǒng)方案優(yōu)缺點(diǎn)：（1 ）系統(tǒng)為小型分體式承壓供

5、水式，系統(tǒng)簡單，使用方便，在建 筑應(yīng)用中的應(yīng)用安全性可靠性高。（2 ）儲水箱距離用水點(diǎn)較近，戶內(nèi)熱水管路距離短，用熱水時(shí)不 會放出大量的冷水，節(jié)水效果好;（3）產(chǎn)品使用獨(dú)立，產(chǎn)權(quán)明確，由住戶負(fù)責(zé)日常維護(hù)，無管理難 度;（4 ）輔助加熱設(shè)備建議采用定時(shí)定溫的方式控制，節(jié)能效果好；（5 ）熱水資源利用無法共享，有效利用率較低，系統(tǒng)綜合造價(jià)相 對較高；圖二、陽臺壁掛型太陽能熱水系統(tǒng)示意圖（介質(zhì)自然循環(huán)方式）2、集中集熱、分戶儲熱式太陽能熱水系統(tǒng)2.1集中集熱、分戶儲熱輔熱式太陽能熱水系統(tǒng)是指將太陽能集熱 器集中、統(tǒng)一規(guī)劃安裝于建筑物屋面部分，儲水箱、輔助保障系統(tǒng)按終 端用戶為單位獨(dú)立設(shè)置？太陽能熱水

6、系統(tǒng)。2.2 集中集熱、分戶儲熱式太陽能熱水系統(tǒng)：（1）太陽能集熱器集中安裝在建筑物的屋面；（2）儲水箱及輔助設(shè)備按每戶的用量分別設(shè)置在各戶內(nèi)；水箱通 過太陽能循環(huán)泵與屋面集中集熱器進(jìn)行循環(huán)；（3）輔助加熱裝置一般采用電加熱，分戶設(shè)置于戶內(nèi)水箱中。2.3 集中集熱、分戶儲熱輔熱太陽能熱水系統(tǒng)方案優(yōu)缺點(diǎn)：（1）集熱器統(tǒng)一安裝設(shè)置，集熱循環(huán)管路較少，減少了對公共空 間的占用；（2）熱水供應(yīng)系統(tǒng)采用分戶式，熱水管路減短，承壓供水；集熱 具備有分體式熱水系統(tǒng)節(jié)水效果好等特點(diǎn)；（3）熱水系統(tǒng)分戶供應(yīng)，水費(fèi)、輔助電費(fèi)計(jì)費(fèi)容易，（4）系統(tǒng)設(shè)計(jì)相對較為復(fù)雜，如需著重考慮熱量分配不均及高層 的壓力平衡總是。（5

7、）由于系統(tǒng)的輔助分戶設(shè)置，因此在各用水終端進(jìn)行熱量補(bǔ)充 時(shí)，須關(guān)閉太陽能循環(huán)泵，否則會造成單戶輔助系統(tǒng)熱量進(jìn)入太陽能集 熱系統(tǒng)而無法計(jì)量；（6）整個太陽能熱水系統(tǒng)不同部分產(chǎn)權(quán)歸屬不盡相同。集熱器統(tǒng) 一使用，為公有設(shè)備（歸屬物業(yè)管理），而各終端設(shè)備為各戶私有，在 設(shè)備的使用過程中， 易造成責(zé)任混亂， 設(shè)備的管理及問題處理相對易發(fā) 生糾紛。圖三、集中集熱、分戶儲熱輔熱式太陽能熱水系統(tǒng)3、集中集熱、集中儲熱輔熱式太陽能熱水系統(tǒng)3.1集中集熱、集中儲熱輔熱式太陽能熱水系統(tǒng)是指太陽能集熱 系統(tǒng)、儲水箱及輔助部分全部集成化，統(tǒng)一安裝儲熱器，統(tǒng)一設(shè)置集 中儲水箱及輔助加熱設(shè)備，然后將熱量再次分配至各用水終端

8、的太陽 能系統(tǒng)；3.2集中集熱、集中儲熱輔熱式太陽能熱水系統(tǒng)根據(jù)儲水箱承壓 性可分為承壓式系統(tǒng)和非承壓式系統(tǒng)兩種；3.3承壓式集中集熱、集中儲熱輔熱式太陽能熱水系統(tǒng)一般適合于儲水容積較小的系統(tǒng)類型。比如在多層住宅的供水系統(tǒng)中以一個單元為供水單位的太陽能熱水系統(tǒng)；3.4 非承壓式集中集熱、集中儲熱輔熱式太陽能熱水系統(tǒng)成本造 價(jià)較低，一般較適合于大容量供水單位。3.5 集中集熱、集中儲熱輔熱太陽能熱水系統(tǒng)方案優(yōu)缺點(diǎn)：（1）太陽能集熱系統(tǒng)、輔熱系統(tǒng)、供水系統(tǒng)高度集成化，集熱 系統(tǒng)熱損失??；（2）輔助能源系統(tǒng)集中設(shè)置相比于分散設(shè)置，其初期投入設(shè)備 功率及期的運(yùn)行費(fèi)用都相對較小，節(jié)能優(yōu)勢更加明顯；（3）

9、熱水供水系統(tǒng)相比于分戶式系統(tǒng)便于進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，保證 供水品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)在節(jié)能、 節(jié)水的前提下達(dá)到隨時(shí)供應(yīng)符合用戶需求的 熱水的目的。（4）集中集熱、集中儲熱輔熱太陽能熱水系統(tǒng)可以克服分戶式 集群系統(tǒng)中占用公共管道井面積較大的缺點(diǎn)， 節(jié)省了系統(tǒng)管材； 但需 設(shè)置獨(dú)立的公共設(shè)備間，占用建筑物的公共面積；（5）集中集熱、集中儲熱輔熱太陽能熱水系統(tǒng)在集熱器面積、 輔助功率、熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、使用上均存在平衡互補(bǔ)性：A、集熱面積相對較小，各種輔助設(shè)備較小，初期投資費(fèi)用低；B、使用過程中，由于系統(tǒng)對設(shè)備的集成整合程度高，因此可以 對不同用水點(diǎn)的需求的能量進(jìn)行方便、 合理的調(diào)節(jié)， 使太陽能量及系 統(tǒng)設(shè)備的有效利用

10、率更高，且保證了充足的用水量；（6）集中集熱、集中儲熱輔熱太陽能熱水系統(tǒng)需根據(jù)太陽能系 統(tǒng)的均運(yùn)行成本確定熱水收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)， 通過分戶安裝熱水表對熱水進(jìn)行計(jì)量收費(fèi)，相對較為麻煩；(7) 集中集熱、集中儲熱輔熱太陽能熱水系統(tǒng)后期需物業(yè)管理 部門進(jìn)行設(shè)備的整體維護(hù)及管理；3.6集中集熱、集中儲熱輔熱太陽能熱水系統(tǒng)分類對比：根據(jù)系統(tǒng)使用規(guī)模的不同，可分為多棟樓系統(tǒng)、獨(dú)棟樓系統(tǒng)及單 元樓系統(tǒng)三種。多棟樓系統(tǒng)由于存在集熱損失及室外供熱管線損失較 大的缺點(diǎn)，不推薦使用。下面就單元樓系統(tǒng)及獨(dú)棟樓系統(tǒng)的不同點(diǎn)進(jìn) 行對比分析。項(xiàng)目單元樓系統(tǒng)獨(dú)棟樓系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性能承壓水箱初期的投逼高，回H攵期 較長開式水箱，設(shè)畚集中程度

11、高， 初期的投蜜f氐*回q廝短空間占用設(shè)備両多處占用公共空間相對較 多設(shè)剖SHfeb占用公共諭目p上穴F- _! 11管井位貫集熱營道布直數(shù)宣多，占用管井空 間大集熱管道韋宣數(shù)童少，占用管 井空比卜04系統(tǒng)設(shè)計(jì)承壓系統(tǒng)供水?dāng)虣C(jī)組抉水管理水平管理點(diǎn)較多，后期管理維護(hù)費(fèi)用相 對較高管理點(diǎn)較少，后期管理維護(hù)費(fèi) 用相x報(bào)底06侵陽功能管路熱損集熱系統(tǒng)為多路相對熱損失儀 大，供熱系統(tǒng)管路恿，熱捋棗?。击谉嵯到y(tǒng)為單路*熱S失相對 較?。还峋Νh(huán)管路較長，相 對熱損失傭交：運(yùn)行費(fèi)用采用自來水壓力趺水方式，相對更 加節(jié)省費(fèi)用奉用變步頁機(jī)組供水，會產(chǎn)生一 定的費(fèi)角圖四、集中集熱、集中儲熱輔熱式太陽能熱水系統(tǒng)（開

12、式水箱）ri rlvr圖五、集中集熱、集中儲熱輔熱式太陽能熱水系統(tǒng)（承壓水箱）二、住宅太陽能熱水系統(tǒng)優(yōu)設(shè)計(jì)1、住宅類型：目前，建筑的普遍類型一般有以下幾種形式：別墅型住宅，多層住宅、板式小高層、板式高層住宅、點(diǎn)式塔樓住宅等。在遵循經(jīng)濟(jì)實(shí)用、節(jié)能節(jié)水、安全簡便的原則下，應(yīng)結(jié)合各類型住宅的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、用水點(diǎn) 分布情況、用戶的實(shí)際用水習(xí)慣、系統(tǒng)的運(yùn)行管理模式、輔助能源的種 類及經(jīng)濟(jì)承受力等因素， 應(yīng)針對不同的住宅類型設(shè)計(jì)不同類型、不同規(guī) 模的太陽能熱水系統(tǒng)。2、太陽能熱水系統(tǒng)優(yōu)化選擇2.1、別墅型住宅：別墅屬高檔次住宅， 其在建筑功能及建筑外觀的要求比普通住宅要 高。對生活熱水的使用，存在用水量相對較

13、大，供水舒適性要求高、要 求保證率較高等特點(diǎn)。因此，在太陽能熱水系統(tǒng)的選用上，推薦采用分 體別墅型太陽能熱水系統(tǒng)。2.2 多層住宅（按戶型平均面積 80 平米考慮，人均日設(shè)計(jì)用水量 50L）（1）按 6層 6個單元計(jì)算，每單元一梯兩戶， 屋面面積約為 960m2 （按平屋面考慮，若為坡屋面，南向可利用坡屋面面積 510m2 ）；（ 2）多層住宅按 6層 6單元一梯兩戶考慮，共計(jì) 72戶，每戶按 3 人計(jì)算，則總用水人數(shù)為 216 人，因此系統(tǒng)最大設(shè)置集熱器面積 140 平米，其集熱器的布置完全可滿足；多層住宅的屋面面積較為充裕， 可以根據(jù)用水需求設(shè)置足夠的集熱 器面積，因此在太陽能熱水系統(tǒng)的選

14、擇上，建議選擇集中集熱、集中儲 熱輔熱太陽能熱水系統(tǒng)； 在系統(tǒng)的規(guī)模上，可選擇獨(dú)棟樓設(shè)置獨(dú)立太陽 能熱水系統(tǒng)一套的方式，太陽能熱水系統(tǒng)為開式供水模式（圖四）。2.3 板式小高層 /高層1）每單元一梯兩戶， 單元屋面面積約為 160m2 （按平屋面考慮， 若為坡屋面，南向可利用坡屋面面積 85m2 ）；按太陽能的基本布置， 基本可以滿足 6-7T 的產(chǎn)水量；（ 2 ）上述水量基本最低可滿足 120 人左右的日用水，每戶按 3 人 計(jì)算， 滿足的總戶數(shù) 40 戶，按一梯兩戶考慮，因此， 基本上在 20 層及 以下住宅上屋頂面積基本可滿足該樓的生活用熱水量；因此板式小高層 /高層（ 20 層以下）上，可以選擇集中集熱、集中 儲熱輔熱太陽能熱水系統(tǒng)或集中集熱、分戶儲熱系統(tǒng)； 20 層以上板式 高層住宅由于其屋面可安裝的太陽能集熱器面積有限， 宜采用陽臺壁掛 式太陽能熱水系統(tǒng)與集中集熱集中儲熱輔熱、 集中集熱分戶儲熱輔熱太 陽能熱水系統(tǒng)等其他系統(tǒng)的分高低區(qū)聯(lián)合供應(yīng)的方式。2.4 點(diǎn)式塔樓住宅 點(diǎn)式塔樓住宅由于其建筑結(jié)構(gòu)的物點(diǎn)，存在屋面可利用面積無法 滿足太陽能集熱器布置條件