住宅建筑太阳能热水系统设计参数取值的探讨-发表论文.docx

?

?

住宅建筑太阳能热水系统设计参数取值的探讨

发表论文

?

?

论文导读:：通过对住宅建筑太阳能热水系统工程设计中有关设计参数取值的分析，提出其取值建议。

论文关键词：平均日热水用水量热水，冷水温度使用人数太阳能保证率贮热水箱有效容积

?

以往在太阳能热水系统工程设计时，一方面，由于缺乏建筑设计单位的介入，结果造成太阳能与建筑一体化应用上存在着许多问题，严重影响了太阳能热利用的推广和应用；另一方面，由于建筑给排水专业设计人员对太阳能集热系统和涉及到的有关设计参数缺乏了解，结果造成选取的设计参数不准确，从而导致计算出的集热器面积和贮热水箱有效容积不合理。本文试就太阳能热水系统工程设计时，建筑给排水专业设计人员需要了解和掌握的有关设计参数进行分析探讨，以便在设计时能够准确的选取。

1平均日热水用水量的取值

太阳能是一种间断性的热源，太阳能热水系统提供的热量是全天集热量的累积，所以不能以瞬时值来计量。如果单纯依靠太阳能来提供全年内每一天的生活热水用量，显然是不可能的；而且，最高日用水量在一年内出现的次数并不多，属于极端的情况，假如按照这种情况确定系统的集热面积，势必会使相应增加的集热面积所产生的热量，在大部分的时间内被浪费，并浪费了投资。所以发表论文，应按照平均日热水用水量来计算太阳能热水系统所能提供的热量，而最不利的情况则可以由辅助热源来提供。因此，在进行太阳能热水系统设计时，应按照平均日热水用水量计算集热系统的热水负荷，并折算出集热器面积。

平均日热水用水量通常与居民生活习惯、生活水平和当地气候条件等因素有关，目前，在我国建筑给排水设计规范及有关国家标准中，均未涉及到平均日热水用水定额。但据文献[1]的调查资料介绍：当采用局部热水供应系统时，居民的平均日热水用水量为33L/人.d；当采用集中热水供应系统时，大部分住宅小区的平均日热水用水量在40～50L/人.d之间。

上海市属于夏热冬冷地区，居民生活水平较高，使用生活热水很普遍且使用率高，目前的洗浴方式仍然以淋浴为主。在满足基本使用要求的前提下，必须体现“节水”的原则，同时也要考虑到太阳能热水系统有别于常规生活热水系统的特点，因此，住宅建筑平均日热水用水定额的取值，在缺少实测资料的现状下，建议按不超过《建筑给水排水设计规范》（2009年版）中最高日热水用水定额的50％选取。例如，有自备热水供应和沐浴设备的住宅，可按20～40L/人.d；有集中热水供应和沐浴设备的住宅，可按30～50L/人.d。

2热水、冷水温度的取值

热水、冷水温度的取值对太阳能热水工程集热器总面积的计算结果影响较大，尤其是大型太阳能热水工程，因此，应认真对待，并选取合理的温度值。

2.1热水温度的取值

文献[2]在直接加热供水系统的集热器总面积计算公式（5.4.2A-1）中规定，···式中：热水温度tr=60℃，此规定值得商榷。同时，文献[2]在第5.1.5条的条文说明中解释：热水供水温度以控制在55～60℃之间为好，因温度大于60℃时，一是将加速设备与管道的结垢和腐蚀，二是系统热损失增大耗能，三是供水的安全性降低。而温度小于55℃时，则不易杀死滋生在温水中的各种细菌，尤其是军团菌之类致病菌。但据文献[1]的调查资料分析，住宅太阳能热水系统的实际供水温度大多低于文献[2]要求的55℃～60℃，且太阳能厂家推荐的供水温度也大多设定在45～55℃之间。另据赴德国调研了解的情况是，其普通住宅的热水供应温度为50℃。目前发表论文，国内使用的太阳能集热器产品大多是太阳能低、中温热利用产品，其产出45℃左右的热水时集热效率最高。如果出水温度设置过高，则要求太阳能集热器运行温度升高，这样就会降低太阳能热水系统的集热效率，而且为了达到设定的水温，势必会增加辅助热源的用量，从而降低了太阳能的节能效果。

从军团菌的因素分析，军团菌的繁殖与环境温度有直接关系，有资料表明，水温在20～30℃时是军团菌的最佳繁殖温度，所以其常在空调冷却塔内大量滋生，而在生活热水系统中并不多见。对于太阳能热水系统来说，出水温度低，其用水量相对高温水要大，每天都可以把产出的热水充分使用，这样就有利于水的置换，不利于病菌的停留。当多天不用热水的时候，贮热水箱内的水会因为连续多日的太阳加热，使得其水温升高，晴好天气时可以达到70℃，甚至更高，能起到很好的杀菌效果。

选择合适的热水温度，不仅能缓解设备及管道的结垢和腐蚀，节能、节水和节约设备费用，而且又能抑制热水中军团菌等有害病菌的滋生。所以，对于一般住宅建筑太阳能热水系统的热水供应温度建议适当降低，可在45～55℃范围内取值。其中，对于各户分散设置贮热水箱的小型系统可选低值，对于集中设置贮热水箱的大型系统可选高值。

2.2冷水温度的取值

在文献[2]直接加热供水系统的集热器总面积计算公式（5.4.