太阳能集中热水供应系统的合理设计探讨

　　3.冷热水压力平衡

　　住宅用水点，尤其是淋浴混合龙头，要求冷热水供应的压力平衡(压力相近)。为使住宅冷热水给水系统压力平衡，应在设计初期介入，将太阳能集中热水系统与冷水给水系统同时考虑。

　　(1)首先宜使热水系统与冷水给水系统同源，利用冷水给水管网的压力来供应住宅热水，储热水箱应采用承压水箱。

　　(2)其次，宜适当加大热水系统管道的管径，以减少热水管道系统的沿程与局部压力损失。

　　(3)另外，由于住宅冷水系统的供应一般为下行上给式，对于多层住宅，管线较短，可将承压热水箱置于屋顶而对水头影响不大；对于小高层及高层住宅，承压水箱置于屋顶会增加管线长度而加大热水管网的水头损失，置于建筑物底部时会增加太阳能制备热水时的热损失，且热水需与冷水给水的分区一致，故承压水箱的设置位置应具体分析确定。

　　4.热水立管的敷设

　　集中热水供应系统的热水立管应根据住宅设计的特点布置，在让用户及时用上热水的同时，达到节水、节材、节能的效果。

　　对于廉租房、经济适用房类及其他小户型住宅，此类住宅户型设计多为单卫生间，即使设计成双卫生间的户型，因户型面积的限制其卫生间及厨房的距离也较近，热水立管宜敷设在与厨房相邻的生活小阳台：支管较短，在热水管道系统设计上容易处理，居民使用上也易于接受，热水水表可采用远传水表或IC卡水表。

　　对于大户型的住宅，厨房、卫生间的设置较为分散，仅设置单根热水立管供水易造成支管过长，可根据厨、卫的布置情况结合排水管井、管窿的设置，相应增加1～2根热水立管及远传水表；在条件允许的情况下，可考虑设置支管循环方式。

四、系统设计应注意的问题

　　1.太阳能集热器连接方式选择

　　集热器的连接方式有串联、并联和串并联。对于自然循环系统应采用并联。对于强制循环系统，可进行串联、并联和串并联，为了使设计系统更优化，最好多采用并联，少用或不用串联形式，对于串并联形式的热水工程设计规模不宜太大，对于规模较大的工程可以将总用水量进行拆分，组成几个子系统，并将多个子系统连接，构成一个整体系统，这样容易调整多个系统之间的平衡，单个系统出现故障不会影响其他系统的正常运行。

　　2.防过热防爆的安全措施

　　夏季太阳能集热器中水的温度能达到100℃以上，因此太阳能防过热、防爆的安全措施是设计不容忽视的问题。目前一般的处理措施是：

　　集热系统管路上设膨胀罐、安全阀、放气阀 。

　　采取遮阳措施。集热系统的防爆除采取上述措施外，系统采用的管材、管件、阀件等应采用耐高温的材质。集热管不能选用塑料管、复合管，铜管一般也只适用于不高于 150℃的介质，因此集热系统一般采用不锈钢管及相应的管件、阀件。

　　集热系统被加热水的防过热也是系统设计需要重视的问题 。 一般可采用温度传感器控制电磁阀或循环泵的启闭，控制水温不超过65摄氏度。

　　3.防冻措施

　　北方地区应考虑集热系统的防冻。目前常采用的有排空、排回、添加防冻剂、倒循环等。这些方法各有其优缺点，宜因地制宜采用。

　　(1)排空法指直接供水系统有可能冻结时，将集热系统内的水排空。

　　(2)排回法指间接供水的系统有可能冻结时将集热器内及管路内的热媒水泄至热媒水箱。第二天集热时，再将热媒水泵入集热系统，这样热媒水可循环利用，但需设置一个能容纳集热系统水容积的专用热媒水箱，一般适用于较小的系统。

　　(3)添加防冻液。在间接加热的热媒水中添加防冻剂，降低介质的冰点，使集热系统不冻结。

　　(4)倒循环。利用集热循环泵倒循环，集热系统在冰冻时通过温度传感器控制集热水泵，将集热水箱中的热水返到集热器与管路，保持集热介质不冻。

　　结语:本文探讨了太阳能设计的相关问题，其中住宅建筑的多样化、太阳能集热器与建筑一体化技术的发展水平、辅助热源的选择、各地气象条件及能源价格差异等因素，令系统应用形式多样化；同时，系统设计中的储热水箱选择、水温设定、冷热水平衡、热水立管布置等将直接影响系统的节能性与舒适性；不同项目应具体分析、精心设计，方能令太阳能集中热水供应系统发挥最大效益。