給排水設計中太陽能熱水系統應用

鄭瑞瑋

（山西省建筑設計研究院有限公司，山西太原 030013）

隨著我國社會的不斷發展和經濟水平的迅速提高，我國建筑規模也隨之不斷擴大，建筑工程項目數量穩定增加。建筑工程項目數量的增加和規模的擴大，也在一定程度上加劇了環境污染與能源消耗問題。給排水系統是建筑工程中必不可少的關鍵組成部分，是保障建筑用水供水的系統，也是消耗能源較多的一個建筑組成系統。在綠色發展戰略以及國民環保意識不斷提高的背景下，人們對于建筑給排水系統綠色用水的需求也在不斷增加，對于用水的標準不斷提高。在此背景下，如何利用太陽能熱水系統，滿足建筑用水需求，減少能源消耗，成為關鍵問題。因此，本文對給排水設計中太陽能熱水系統的應用進行分析，有著現實的價值和意義。

1 給排水設計中太陽能熱水系統應用優勢

太陽能作為一種可再生的綠色能源，有著環保性、豐富性、清潔性等眾多優勢和特點，已經逐漸被廣泛應用于社會生活生產中的各個行業領域，推動了所應用行業的發展。太陽能熱水系統是以太陽能作為加熱能源對水資源進行加熱的一種供水系統，目前已經成為建筑給排水系統中的一個重要選擇。本文將對建筑給排水設計中太陽能熱水系統應用的優勢與作用進行分析。

1.1 減少能源消耗，降低成本

相比傳統的熱水系統，在建筑給排水設計中應用太陽能熱水系統，能夠憑借其安裝簡便、操作簡易等特點，有效地降低給排水系統在安裝以及后續使用過程中的成本。同時，由于太陽能具有環保性、豐富性、清潔性等眾多優點特點，因此，應用太陽能熱水系統能夠有效地減少傳統熱水系統中對煤炭、電力等能源資源的消耗，減少環境污染，降低成本。在我國綠色發展戰略實施和“綠水青山就是金山銀山”的發展要求下，各行各業進行節能發展，成為必然的要求和趨勢，建筑工程所花費的能源資源量較大，產生的環境污染也較大，而建筑給排水系統又正是建筑工程中消耗能源較大的組成部分。因此，在建筑給排水系統中選擇適宜的熱水系統，尤為關鍵和必要，而太陽能熱水系統能夠充分利用其優勢特點，為建筑給排水節能設計提供支持。

1.2 受外界環境因素影響小

在建筑工程給排水系統設計中，傳統的熱水系統在進行應用時，容易受到多種外界環境因素的影響，諸如季節因素、溫度因素、濕度因素等，難以保證對管道中水進行穩定的、每時每刻的加熱，導致建筑住戶的實際用水體驗不佳。但在建筑給排水系統中應用太陽能熱水系統，能夠穩定保證熱水的供應，并且太陽能熱水系統不易受到外界環境因素影響。在實際的應用中，太陽能熱水系統在科學的設計下，能夠在受外界影響較小的情況下，保持水溫，從而更好的為建筑用戶提供熱水供給。

1.3 對環境污染影響較小

太陽能來自于太陽，其來源極其豐富，在進行使用應用時也無須進行過多的處理，能源處理環節與過程少，即在應用環節中減少了對于環境的破壞和污染。同時，太陽能是清潔能源，對其進行應用后，不會產生任何對于環境有害的物質，相比其他應用在建筑給排水設計熱水系統中的能源，具有良好的環保效果。因此，在建筑給排水設計中應用太陽能熱水系統，符合我國可持續發展戰略，也符合“綠水青山就是金山銀山”的發展理念，是建筑給排水設計熱水系統發展的趨勢和方向。

2 給排水設計中太陽能熱水系統選用與設置

在對給排水設計中太陽能熱水系統應用進行分析前，需要根據客觀條件和多方面因素對給排水設計中太陽能熱水系統的型號與設置進行選擇。本文將對給排水設計中太陽能熱水系統的選用與設置進行闡述。

2.1 系統選型

太陽能熱水系統在建筑給排水設計中的應用首先需要選擇適當的設備類型。一般而言，太陽能熱水系統所選用的系統型號主要有分散供熱水系統、集中—分散供熱水系統兩種。其中分散供熱水系統中的具體設備又可分為緊湊式與分離式兩種類型。對于高度在6 層及以下的建筑物而言，采用緊湊式分散供熱系統，有著更好的熱水供應效果。此系統主要利用自然循環與直接加熱方式，將集熱器與熱水箱放置在建筑屋頂，從而大面積吸取太陽能熱量進行加熱。緊湊式分散熱水系統主要采用兩種方法，落水法熱水器利用熱水箱與用水點之間的落差實現供水，冷熱水進出管道相同，但是難以保證熱水計量。頂水法熱水器利用冷水系統壓力頂出熱水實現熱水的供應，有著較好的自動補水功能。分離分散供熱水系統主要應用高層以及超高層建筑物給排水系統中，集熱系統不同于緊湊式分散供熱水系統，而采用強制循環的方式，其放置位置可以選擇建筑物屋頂或是室外。分離式分散供熱水系統采用冷水供水壓力方式進行熱水的提供。集中-分散供熱水主要應用高度超過6 層的建筑物，這一系統采用強制循環方法，通過間接的方式進行加熱，加熱器主要位于衛生間或是陽臺區域。

2.2 集熱器安裝布置

集熱器的安裝布置對于太陽能熱水系統的工作效果有著直接而關鍵的影響。一般而言，集熱器的安裝布置角度與集熱器設備當地的維度相同，若是在溫度較高的天氣中使用較多，則應當相應地減少集熱器的傾斜角度，一般為10°。若采用熱管式集熱器，其傾斜角度則可以歸零，即平放集熱器，但是需要保證集熱器每天至少能夠收到4h 以上的太陽直射。集熱器的安裝布置需要根據其特點進行安排，并依據客觀條件選擇是否串并聯集熱器。

2.3 管路設置

在太陽能熱水系統的應用中，需要保證冷水與熱水壓力的平衡，且冷熱水壓力之間差值不能低于0.02Pa。同時，在供水管道的防護工作中，需要采取相應的保暖措施，確保水溫不會受到外部眾多環境因素影響而降低。對于室外管道而言，需要將管道方向設置為水流向，從而減少管道中殘留水，防止殘留水出現結冰問題。對于管材的選擇惹眼，需要嚴格依照國家標準對管道材料進行選擇，保證管道的質量。

2.4 控制方式

建筑給排水設計中太陽能熱水系統的應用需要選擇合理的控制方式加以管理，從控制設備、控制方式等多方面進行管理，保障太陽能熱水系統工作運行的穩定性與安全性。一般而言，其控制方式多為設置輔助熱源、制定定期維護保養方案計劃以及智能化控制管理系統等。

3 太陽能熱水系統在建筑給排水設計的應用改善

上文對給排水設計中太陽能熱水系統應用的優勢作用與太陽能熱水系統的選用與設置進行了分析，基于上文分析內容，本文將對給排水設計中太陽能熱水系統的應用進行詳細闡述。

3.1 給排水循環系統中的應用

在建筑給排水設計中，太陽能熱水系統應用模式主要為循環模式，因此太陽能熱水系統能夠有效地在給排水循環系統中進行應用。在循環系統中應用的主要流程為通過給排水系統對太陽能進行收集，并將收集完畢的太陽能通過相關管道傳輸至集熱管中，從而利用集熱管對水箱進行加熱，使水溫保持在穩定的范圍內，實現給排水系統內能量循環利用。太陽能熱水系統在循環系統中的應用，能夠提高用戶使用熱水的效率，同時能夠減少相關能源資源的消耗，具有環保的效果。除此之外，太陽能熱水系統在進行安裝時，有著簡潔簡便的特點，因此其安裝成本較低，提高了其普及應用率。

3.2 給排水分戶水箱中的應用

在給排水分戶水箱中應用太陽能熱水系統，有著幾個方面的應用優點、影響與方式。首先，傳統的太陽能給排水加熱系統在對冷水進行加熱工作時，容易受到安裝環境空間的限制，難以在所有環境下進行安裝使用，導致部分太陽能系統在對冷水進行加熱時，無法達到既定的溫度，影響用戶的日常用水生活。因此，部分高層建筑物無法安裝傳統的太陽能熱水系統，其給排水系統的實際應用效果不盡如人意。其次，采用分戶水箱的方式對太陽能熱水系統進行分戶設計，在保障太陽能熱水系統工作效率效果的同時能夠有效地減少太陽能集熱器的體積與大小，提高了建筑用戶在日常生活中使用熱水的效率，保證了建筑住戶的生活質量。同時，由于太陽能熱水系統的體積減小，也能進一步美化太陽能熱水系統，從而提高建筑物整體美觀度。最后，將太陽能熱水系統應用在分壓水箱中，能夠顯著地降低建筑給排水系統中排出污水對于環境的影響，能夠使部分污水再次進行循環處理，不僅節省了建筑給排水系統運行的成本，提高了太陽能熱水系統的工作效率，也能降低給排水系統對于環境污染，起到環保的效果。

3.3 給排水集中能源系統中的應用

太陽能熱水系統應用在給排水集中能源系統中，主要是對建筑給排水系統整體能源進行控制，使建筑給排水系統中各個組成部分系統之間能源供應平衡。對于建筑給排水系統而言，傳統的集中能源系統僅僅只能對整體系統能源進行分配，無法使每一個組成部分系統的應用能源合理分配，無疑加大了建筑給排水系統工作運行的能源資源效果，同時還影響到建筑住戶的用水感受。而將太陽能熱水系統應用與給排水集中能源系統中，則能夠有效解決此問題，熱水系統的能源供應來自于太陽能集熱器，使整體給排水系統能源有效分配至各個組成部分系統中，提高建筑給排水系統的工作效率效果。

4 結語

總而言之，隨著我國建筑工程數量的增加和規模的擴大，我國建筑給排水系統所花費的能源愈來愈多，所產生的污染也逐漸嚴重，在此背景下，將太陽能熱水系統應用與給排水設計中，能夠在保障用戶用水需求的同時減少能源消耗和環境污染。本文對此太陽能熱水系統在給排水系統中的應用進行分析，希望能夠推動其進一步發展。