摘要: 太陽能這種綠色能源，無污染、儲(chǔ)量豐富，為人類開啟了新能源之門。對(duì)太陽能的利用已經(jīng)成為未來可再生資源的趨勢(shì)，在建筑給排水系統(tǒng)中是如何利用太陽能熱水系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能，這正是本文論述的主要目的。
關(guān)鍵詞：太陽能熱水系統(tǒng)建筑節(jié)能
【abstract】the solar energy is a kind of green energy, no pollution, abundant reserves, for human opened the door of the new energy.for the use of solar energy has become the future trend of renewable resources.this paper discusses the building water supply system in how to use solar water heating system energy saving.
【key words】solar;hot water system;building energy efficiency
前言
在未來的發(fā)展中，綠色、低碳是一個(gè)永恒的趨勢(shì)。我國(guó)的“十二五”規(guī)劃提出了節(jié)能減排，建立環(huán)境友好型社會(huì)的目標(biāo)。在這種大環(huán)境下，合理利用太陽能這種清潔能源可以充分挖掘建筑節(jié)能的潛力，構(gòu)建建筑節(jié)能的新模式。
一、我國(guó)太陽能利用現(xiàn)狀
太陽能具有清潔、免費(fèi)、持久的特點(diǎn)。太陽能設(shè)備正是利用這些優(yōu)點(diǎn)，將太陽輻射能收集起來，借助物質(zhì)的相互作用轉(zhuǎn)換成熱能使用。太陽能熱利用常見的方式即是熱水系統(tǒng)，迄今為止，世界上已經(jīng)有數(shù)百萬的太陽能熱水裝置，領(lǐng)域涉及到住宅、商務(wù)樓、公共區(qū)域等。我國(guó)的地域和氣候特點(diǎn)適合開發(fā)太陽能，目前已經(jīng)穩(wěn)坐世界太陽能產(chǎn)量大國(guó)和使用大國(guó)的頭把交椅，
二、建筑節(jié)能的有效途徑
建筑節(jié)能主要是利用最少量的資源投入取得最大化的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，提高建筑使用過程中的能源效率。建筑節(jié)能主要通過采暖通風(fēng)，空調(diào)、照明、家用電器和熱水供應(yīng)等節(jié)能方式實(shí)現(xiàn)。建筑給排水節(jié)能是建筑節(jié)能的重要方面，其主要途徑是：利用太陽能加熱節(jié)能技術(shù)；運(yùn)用管網(wǎng)的余壓進(jìn)行分區(qū)給水；采用節(jié)水型衛(wèi)生器具。太陽能熱水系統(tǒng)因?yàn)橛衅渥陨淼膬?yōu)勢(shì)，成為建筑給排水節(jié)能的有效途徑?，F(xiàn)實(shí)中常見的是在多層住宅的樓頂分散裝置，在高層住宅采用集中供熱的系統(tǒng)方式。
三、太陽能熱水系統(tǒng)在建筑節(jié)能中的應(yīng)用
我國(guó)的建筑消耗系數(shù)很大，國(guó)家對(duì)于節(jié)能減排的呼聲很高，也重視這方面創(chuàng)新工作的進(jìn)展，建筑節(jié)能迫在眉睫。
（一）太陽能熱水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
集熱器、儲(chǔ)水箱、給水箱、循環(huán)管、循環(huán)泵、配水管是太陽能熱水系統(tǒng)的主要構(gòu)造。我們根據(jù)加熱循環(huán)方式可將太陽能熱水系統(tǒng)分成：自然循環(huán)式太陽能熱水器、強(qiáng)制循環(huán)式太陽能熱水系統(tǒng)。自然循環(huán)式熱水系統(tǒng)，主要是運(yùn)用太陽輻射產(chǎn)生的密度差引發(fā)水流的自然流動(dòng)，因其不需要循環(huán)水，維護(hù)簡(jiǎn)單，利用廣泛；強(qiáng)制循環(huán)式太陽能熱水系統(tǒng)的工作原理，主要是保持水在收容器和儲(chǔ)水器之間進(jìn)行循環(huán)，當(dāng)收集器頂端水溫與儲(chǔ)水箱底部水溫產(chǎn)生溫度差時(shí)，此時(shí)控制裝置將啟動(dòng)水流。但這種方式常出現(xiàn)漏水、裝置泄露等問題，因此這種系統(tǒng)常使用在大型熱水或是高溫度水供應(yīng)需求中。
（二）在建筑給排水節(jié)能中的應(yīng)用模式
太陽能供熱水系統(tǒng)是進(jìn)行建筑節(jié)能的有效方法。在建筑節(jié)能的過程中如何使用太陽能系統(tǒng)是我們最為關(guān)注的。
1、太陽能熱水供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用
建筑的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了特色、生態(tài)的設(shè)計(jì)階段。為了提高太陽能熱水系統(tǒng)在建筑節(jié)能中的安全系數(shù)和使用性，則需要在投產(chǎn)使用時(shí)能與建筑、施工設(shè)計(jì)綜合考慮。“量身定做”是太陽能熱水系統(tǒng)的發(fā)展方向，在這里介紹兩種模式，集中式太陽能熱水系統(tǒng)和非集中太陽能熱水系統(tǒng)。
（1）集中式太陽能熱水系統(tǒng)運(yùn)行模式
集中式太陽能熱水系統(tǒng)，對(duì)于太陽能資源的利用率更高，管理起來較為方便，適用于供水保障性要求不高的場(chǎng)所單獨(dú)使用，或在供水保障性要求較高的情況下與其他輔助熱源聯(lián)合使用。主要用于學(xué)校的集體宿舍、學(xué)校的公共預(yù)算、小型賓館酒店等場(chǎng)所。其熱能的儲(chǔ)熱方式主要運(yùn)用熱水蓄能、地下埋管儲(chǔ)能以及含水層儲(chǔ)能這幾種儲(chǔ)熱方式。這幾種方式起到互相補(bǔ)充作用，保證太陽能熱水系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
（2）非集中式太陽能熱水系統(tǒng)
這種系統(tǒng)模式的優(yōu)點(diǎn)是：為減少冷水流失，設(shè)置自動(dòng)回水功能；此種系統(tǒng)模式可以實(shí)現(xiàn)“因地制宜”；技術(shù)更有系統(tǒng)化，服務(wù)更為完備；在配備其他輔助能源的情況下，可以實(shí)現(xiàn)全天候的工作；可以根據(jù)建筑的實(shí)際特征，運(yùn)行不同的具體方案。例如，承壓型分戶集熱一分戶水箱的方式，在結(jié)合建筑物自身結(jié)構(gòu)的前提下，多采用陽臺(tái)式或壁掛式安裝，節(jié)省空間也不影響美觀。這樣的非集中式太陽能熱水系統(tǒng)，節(jié)省了供熱系統(tǒng)所需的循環(huán)管路，降低了成本費(fèi)用，也解決了高層建筑想安裝太陽能裝置空間不足的問題，可謂是一舉兩得。另外一種整體式非承壓自然循環(huán)式太陽能，較之于前者來說更富有人性化設(shè)計(jì)、也更美觀大方。集熱系統(tǒng)采用的是水位和定溫相結(jié)合的循環(huán)方式，
有效地利用了太陽能，性能穩(wěn)定，使用起來安全可靠。總之這兩種模式各有優(yōu)勢(shì)，適合建筑節(jié)能才是根本。
2、太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)備
太陽能熱水器主要分為平板型和真空管型兩種。平板型的小型熱水器價(jià)位低，但是抗凍能力較差，容易破裂，不是最佳的首選。另外真空管型的熱水器，分為全玻璃真空管和金屬熱管組合的承壓以及采用u型管組合的分離式結(jié)構(gòu)兩種形式，這種設(shè)備內(nèi)部構(gòu)造簡(jiǎn)單、價(jià)位適中，抗凍、耐冷熱。根據(jù)現(xiàn)有的太陽能熱水器技術(shù)，建議使用全玻璃真空管是比較經(jīng)濟(jì)、理智的選擇。
3、太陽能熱水系統(tǒng)節(jié)能效果展示
通過以下的示例，可以直觀認(rèn)識(shí)太陽能熱水系統(tǒng)在建筑給排水方面的節(jié)能效果。假設(shè)：一戶三人，在每月淋浴10次，用水量按每人次淋浴熱水量100l/人次，冷水平均水溫10℃，淋浴熱水溫度40℃，則平均每人每次淋浴耗能量為：
q人=100l×（40℃-10℃）×（4.187×103j/kg.℃）=12561000 j
假設(shè)每度電能熱功當(dāng)量3617000j/kwh計(jì)算，熱水器加熱效率為0.9，則每人次淋浴用電量為：
w人次=12561000/（3617000×0.90）=3.86kwh
w戶=3人×10次×12月×3.86kwh/人次=1389.6kwh
同樣的條件下，如果這些熱量中70%由太陽能熱水器中熱水計(jì)算，每戶住宅每年可節(jié)電量為：
w戶=3人×10次×12月×3.86kwh/人次×70%=972.72kwh
通過上述的示例，可以直觀看出太陽能熱水系統(tǒng)在建筑給排水節(jié)能方面的貢獻(xiàn)，這也堅(jiān)定了我們要繼續(xù)研究太陽能熱水系統(tǒng)的信心。
四、太陽能熱水系統(tǒng)的未來前景
太陽能這種自然賦予我們最好的禮物是綠色、天然、豐富的。太陽能熱水系統(tǒng)隨著科技的進(jìn)步一定會(huì)有更為深度的利用，世界光伏板并網(wǎng)，貯能難的問題將會(huì)改善，并走向新的產(chǎn)業(yè)升級(jí)。
結(jié)語
生態(tài)建筑最主要的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就是節(jié)能，太陽能熱水系統(tǒng)的開發(fā)是節(jié)能建筑的福音，身為相關(guān)工作者任重而道遠(yuǎn)。
參考文獻(xiàn)：
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