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《江西建材雜志》2014年第十九期

1太陽能供水系統的參數確定

建筑使用人數:根據建筑設計的使用人群與住戶進行實際確定。太陽能保障率:在基于太陽能的熱水供水體系中會存在一定的能量損耗，這種能量損耗與利用效率應該最終轉化成太陽能保障率，進而得知在如何陽光條件下才能夠滿足建筑的熱水供應。其中主要的保障率影響因素有管道及水箱保暖、太陽能裝置的能量轉化率等。根據現有的研究結果熱管真空管的保障率要求最低，以進水溫度20℃，出水溫度70℃為例，該裝置的太陽能保障率需求為1249kw*h/㎡*a;陽關等級為C級即可滿足要求，以西安為例，全年滿足條件的陽光天數為321d(2013年統計值)，占到全年天數總數的87．95%。水箱容積:在水箱容積的設計過程中不僅應該考慮建筑的最大熱水使用面積，同樣應該對用水高峰的出現以及建設成本來進行考量。在具體的設定過程中住宅建筑用水高峰出現較為集中，因此可以采用最大用水量來作為水箱容積的參考，考慮到實際的水溫與使用水溫之間的差異，現有研究認為最大用水量的40%作為水箱容積是一種較為經濟與實用的設計方案。

2太陽能供水系統設計

上文對基于太陽能的建筑熱水供水系統的相關參數進行了具體的設定，根據相關的參數本文展開了基于熱管真空管的具體設計，具體的設計內容如下:

2．1主要結構設計在熱水供水系統的設計過程中，其總體設計主要分為進水部分、加熱部分以及供水部分。其中進水部分采用單項進水閥門為依托與建筑整體高壓自來水供水管線相連接;在加熱部分則采用水箱儲水、太陽能真空管加熱的方式來進行構建，具體的集熱器排列方式將在下文中具體探討;在供水部分則采用水箱勢能自動供水的方式來進行，不架設水泵系統，入戶熱水管與自來水管共同規劃，采用獨立、封閉的通道進行入戶。

2．2進水與定溫循環系統設計本系統在設計的過程中進水系統采用差額補水的方式來進行。同時上水管與水箱進行連接，上水與連接的方式能夠使得差額補水的過程中水溫補進后能夠快速的與水箱內的熱水進行溫度中和，不擠占原有熱水空間，同時也能夠使得加熱效率更高。而在定溫循環系統中則主要是采用循環加熱的方式來進行，即水源采用循環流動的方式通過集熱器與加熱管，使得水溫能夠整體的提升，這種加熱的方式即使是在陽光等級不合規的情況下也能夠保障較低溫度的熱水供應，而從總量方面并沒有削減;另一方面循環加熱的方式也有助于新進水溫的加溫以及水箱水溫的保持。

2．3集熱器排列設計集熱器在排列設計過程中主要可以分為串聯與并聯兩種方式。不同的方式特點不一，前者是能夠通過循環加熱的方式將水溫加到更高水平;而后者則能夠在單位時間內提供更多的地溫熱水。由于系統采用強制循環的方式來進行加熱，因此上述兩種方式對于本系統的熱水提供量貢獻相同，在具體的設計過程中可以忽略兩種排列方式所帶來的加熱特征，而僅需要根據建筑頂部以及外立面的結構設計來進行排列選擇。一般情況下由于建筑頂部空間充足可以采用串聯+并聯的混聯方式來進行排列設計，而如需求在建筑立面構建集熱器則可以采用串聯的方式來進行。

2．4水箱的設計在水箱的設計方面主要分為三個方面的重要因素需要進行考量。第一，水箱的大小，根據上文的實際熱水需求量的40%容積進行計算;第二，水箱的保溫，現有的保溫方式有普通保溫，即利用保溫材料對水箱外體進行包裹;真空保溫，即在水箱外層構建真空層，進而隔絕水箱的溫度傳播。第三，水箱的熱補償:建筑尤其是住宅型建筑的用水高峰往往出現在晚上，此時的太陽能對于熱水供給的貢獻較小，而用戶的熱水使用往往是利用水箱存量;在這樣的情況下需要利用電能對水溫以及水量不足部分進行補償。

3總結

本文針對太陽能建筑熱水供水系統進行設計，在設計研究的過程中分別對其設計的重要參數進行了確定，并針對系統的不同部分進行了具體的設計;目前，國內基于光伏的太陽能發電以及太陽能熱水技術已經相對成熟，具有大規模應用的條件。因此，基于太陽能的建筑熱水供水系統的整合與設計符合當下的建筑給排水設計主流，也是后續的設計發展的必然趨勢。筆者希望通過本文的研究能夠為今后的設計實踐提供必要的理論基礎。

作者：鄒晶單位：上海同建強華建筑設計有限公司南昌分公司