概述太陽能熱水系統關鍵設計參數

朱安妮　簡海強

摘要：隨著社會經濟的不斷提高，人們對于不可再生資源的運用和浪費越來越嚴重，這對于人類的生存質量來說有著非常嚴重的影響，因此，人們開始對可再生資源進行大力的開發和利用。太陽能是可再生資源中最為豐富的一種，其是取之不竭，用之不盡的能源，所以，人們開始研發各種先進的設備，對太陽能進行高效的利用。太陽能熱水系統就是人們研發出來的一種，太陽能熱水系統能夠利用太陽的能量，將其轉化成其它形式的能量加以使用，這對于可持續發展來說具有重要意義。本篇文章針對太陽能熱水系統的關鍵設計參數進行分析，并在文中加以概述。

關鍵詞：太陽能；熱水系統；關鍵；設計；參數

中圖分類號：TU822 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3024（2016）22-0123-01

引言

太陽能作為豐富的可再生資源，對其良好的利用能夠降低人們對不可再生資源的使用，太陽能熱水系統就是對太陽能應用最為廣泛的。在過去的太陽能熱水系統工程設計的過程中，因為建筑設計方面的人員沒有參加，就導致太陽能熱水系統在與建筑合二為一的時候出現很多問題，這種情況對太陽能熱水系統的應用和推廣都會造成非常嚴重的影響。另外，因為建筑給排水系統的相關人員對于太陽能熱水系統方面的知識和相關參數并不是特別了解，這就致使獲得的設計數據不正確，最終使計算出的集熱器面積與大型水箱的容積不符，影響太陽能熱水系統的有效使用。

1平均日熱水用水量的取值

眾所周知，想要得到太陽能，只有在天空中有太陽的時候才行，所以說，太陽能是間斷性的能源，太陽能熱水系統是將一天之中的太陽能熱量進行積累，并不能夠利用瞬間的熱量進行斷定。想要光使用太陽能為人們的生活提供熱水，是完全做不到的，并且最高日用水的出現次數非常少，如果根據最高日用水量對集熱器的面積進行計算的話，那么就會將很大一部分的熱量浪費掉，這樣不但浪費了資源，也浪費了投入的資金。因此，在對太陽能熱水系統集熱器面積進行計算的時候，應利用平均熱水的用水量進行，在用水量最多的幾天里，使用輔助加熱的方式提供熱水。所以，在對太陽能熱水系統進行設計的時候，需要根據平均日用熱水量作為計算參數。

2熱水、冷水溫度的取值

2.1熱水溫度的取值

熱水供水溫度以控制在55～60℃之間為好，因溫度>60℃時，一是將加速設備與管道的結垢和腐蝕，二是系統熱損失增大耗能，三是供水的安全性降低。而溫度<55℃時，則不易殺死滋生在溫水中的各種細菌，尤其是軍團菌之類致病菌。從軍團菌的因素分析，軍團菌的繁殖與環境溫度有直接關系，有資料表明，水溫在20～30℃時是軍團菌的最佳繁殖溫度，所以其常在空調冷卻塔內大量滋生，而在生活熱水系統中并不多見。對于太陽能熱水系統來說，出水溫度低，其用水量比高溫水要大，每天都可以充分使用產出的熱水，這樣就有利于水的置換，不利于病菌的停留。當多天不用熱水的時候，貯熱水箱內的水會因為連續多日的太陽加熱，使得其水溫升高，晴好天氣時可以達到70℃，甚至更高，能起到很好的殺菌效果。選擇合適的熱水溫度，不僅能緩解設備及管道的結垢和腐蝕，節能、節水和節約設備費用，而且還能抑制熱水中軍團菌等有害病菌的滋生。所以，對于一般住宅建筑，建議太陽能熱水系統的熱水供應溫度適當降低。

2.2冷水溫度的取值

太陽能熱利用一般均有輔助熱源，沒有必要按最不利工況設計。因此冷水溫度的取值，對于全年使用的太陽能熱水系統，應以當地年平均冷水溫度確定。

3住宅建筑使用人數的確定

在對住宅建筑使用人數進行確定的時候，應按照建筑的類型、房屋內部結構、房屋的總面積等因素確定。我國建設部門等幾個部門在幾年前制定了“國六條”規定，國家對商品住房的套型建筑面以及大小比例進行了嚴格的控制，并大力提倡小面積住房。另外，通過對有關資料的調查，我國平均每個家庭的人數為3.1人，所以，在對建筑進行太陽能熱水系統設計的時候，就應該將建筑房屋的實際長期居住人口的數量進行充分考慮，進而對太陽能熱水系統的參數進行科學、合理的設計。

4太陽能保證率f的確定

太陽能保證率f是太陽能熱水系統中，由太陽能部分提供的能量占系統總負荷的百分率，是確定集熱器總面積的一個關鍵因素，也是影響太陽能熱水系統經濟性能的重要參數。太陽能保證率的大小和取值，與系統使用期內當地的太陽輻照、氣候條件、系統熱性能、熱水負荷、系統成本和開發商的預期投資規模、用戶使用要求等因素有關。

5貯熱水箱有效容積的確定

太陽能是一種低密度、間歇性的熱源，具有不穩定、不可控制的特點。為了實現穩定的熱水供應，太陽能熱水系統必須設置貯熱水箱。總之，太陽能集熱是按照平均日熱水用水量設計的，貯熱水箱容積理論上應根據設計條件下24h太陽能集熱和系統用水的變化規律確定。太陽能集熱的規律是白天集熱，晚上不集熱。而對于一般住宅建筑，洗浴高峰主要集中在晚飯后至睡覺前，太陽能白天的集熱量需要儲存起來以備晚上使用。因此，集熱系統貯熱水箱的有效容積，應按住戶所需太陽能集熱器采光面積一天的熱水產量計算為宜。

6總結

結合上文所言，我們能夠了解到，想要將太陽能熱水系統良好的結合在建筑的給排水系統之中，就必須要對太陽能熱水系統的設計參數進行明確，并根據相關參數對集熱器的面積以及大型水箱的容積進行計算，這樣才能夠確保太陽能熱水系統能夠與建筑物的給排水系統匹配，使太陽能熱水系統更加安全、經濟、科學。