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    太阳能热水系统在建筑给排水设计中的应用

    编辑:【盛达泓泰太阳能科技】更新时间:【2021.04.07】浏览次数:【96】

      太阳能因其具备可循环再生性在当前社会应用广泛,在国家的积极倡导下,清洁型太阳能的利用方式更加多元化。深入探究太阳能与日常生活的结合,方能达到节约能源、维护生态平衡的目的。本文就居住建筑中的太阳能热水系统,从传统的热水系统弊端出发,旨在优化建筑给排水设计,促进太阳能热水系统的应用。

      一、太阳能热水系统的应用优势

      太阳能之所以能够在短时间内获得较快的进步和发展,主要是因为其自身所具有的低消耗、无污染等优点。同时,若能合理运用太阳能技术,可真正地实现对资源的循环利用,这样不仅可以缓解对不可再生能源的消耗,还能够加快我国新能源发展领域的改革速度。

      1.1降低建筑给排水系统建设成本

      在建筑给排水中有效应用太阳能热水系统,可以缓解建筑给水、排水成本高带来的压力,包括给排水系统建设中的安装成本及运行成本。太阳能是可再生清洁能源,对不可再生资源有一定的保护作用,降低了应用成本,有效保护了自然环境。

      1.2太阳能热水系统受外界环境影响较小

      在未广泛应用太阳能热水系统之前,整个给排水系统具有很大的局限性,无法实时对水进行加热,极易受外界环境、气温等因素的影响,影响居民的用水体验。太阳能热水系统在建筑给排水设计中的广泛应用,有效解决了这一问题。经过对太阳能系统中水箱容量的科学设计,可以使水箱中的水保持恒温,即使在寒冷的北方,太阳能热水系统中所储存的水也能保持在可正常使用的温度内,太阳能热水系统受外界环境因素影响较小,与传统热水系统相比具备明显优势。

      1.3降低污染物排放、保护环境

      太阳能资源安全可靠、无污染、不会枯竭,是可再生能源,获取方式便利且花费时间较短,能源质量高,不受地域等条件的限制。传统能源在能源采集和利用方面会给自然环境带来一定的破坏,太阳能与传统能源相比具有较大优势,可以降低污染物排放,起到保护环境的作用。

      二、给排水设计中太阳能热水系统的应用

      2.1热水系统设置

      太阳能的热水系统类型多种多样,较为常见的有水箱式和集热式,前者是紧凑式,后者是分离式。对于热水系统系统,可依据循环方式分为自然、强制循环两类,或依据加热方式分为直接加热、间接加热两种。通常情况下,分离式太阳能热水系统采用的是直接加热的方式,保证循环系统可以承受足够的压力。在此类系统中,水箱和集热器是分开放置的。将水箱置于地下室中可以降低维修难度,也可弱化对于建筑整体立面结构的负面影响。采用直接加热形式可提升热能置换的效率,也可有效避免污染外泄。

      2.2管路设置

      为保证冷热水系统工作压力平衡,压差要小于0.02MPa,在设计管路时,应采取相应措施。对于管道,应采取保温措施,以保证太阳能热水系统的供水温度。对于室外管道,应根据采取防冻措施,避免管道内积水和管道冻裂。合理安排管道布置方式,室外管线尽量采取隐蔽布设的方式。为保证管线后期的完整性,管线穿越围护系统结构时,应做好准备工作。立管应尽量贴近管道井内部布设,同时做好防护措施,为后期的维护和维修提供有利条件。对于室内的水平管线,也尽量隐蔽布设。沿墙敷设的支管,需要在楼板或墙体面层中布设水平管道沟槽,对于隐蔽工程,确保管道中没有接缝。合理选择管材很重要,从管道工作压力和温度等方面考虑,尽可能选择金属管材,并应做好防腐措施。为减少热能传递中的热量损失,需在管外壁设置厚度为50mm的泡沫橡塑保温层。

      2.3控制方式

      建筑给排水设计中太阳能热水系统,需要预留位置,设置辅助热源加热装置,以确保热源设备运行的安全性,便于后期操作与维护。要尽量选择在靠近贮热水箱附近设置辅助热源,以便于后期操作与运维。辅助热源设备启动方式,主要分为手动、定时自动启动、全日重点启动,结合热水供应方式,根据工程实际合理的选择控制方式。对于需要设置电磁阀与温度控制阀的工程,按照相关标准,事前预留设备检修空间。

      三、太阳能热水供应系统注意事项

      3.1合理利用太阳能

      太阳能热水供应系统内部结构较为复杂,集热器需要完全暴露在太阳下,所以,在设计工作中,设计人员要尽可能地减少集热器四周的遮挡。

      3.2加强协调设计

      在规划设计工作中,设计人员要根据建筑所处的地理环境,包括该地区的气候环境以及日照条件,科学确定发热住宅朝向,保证太阳能热水供应系统的经济效益与环境效益得到充分发挥。设计中要全面考虑农村居民的热水使用需求情况,并结合农村居民的经济能力,合理确定太阳能热水供应系统的发热形式与规模。

      在住宅设计过程中,设计人员要综合考虑太阳能热水供应系统的具体位置,包括系统的主要功能,合理选择太阳能热水供应系统,并科学确定集热器的安装位置与水箱位置。合理确定太阳能热水器的倾角,如果选用整体式太阳能热水器,为了进一步提升集热装置的运行效率,要求相关人员准确记录下太阳能热水器的采光倾斜角度,并优化集热器的安装流程。

      太阳能技术的快速普及,使人们认识到清洁能源的安全性和重要性。同时,随着国家经济和高新技术的高速发展,我国太阳能热水系统也日益完善,从而改变了我国以不可再生能源消耗为主的发展局面。由此太阳能热水系统的普及和应用不仅可以有效减少对外界环境的污染,还能够为可持续性能源的进步和发展提供可靠的参考价值,最终实现推动国家可持续性发展与进步的根本目的。

      北方工程设计院威海分院

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