太陽能熱水系統(tǒng)在住宅建筑應(yīng)用中存在問題及思考

黃 健

(?？谑薪ㄔO(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站,?？?570206)

太陽能熱水系統(tǒng)在住宅建筑應(yīng)用中存在問題及思考

黃 健

(?？谑薪ㄔO(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站,?？?570206)

論文闡述了太陽能熱水系統(tǒng)在南方部分地區(qū)住宅建筑應(yīng)用中存在的問題,呼吁推廣使用太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合地方實(shí)際及工程項(xiàng)目用途加以推廣,避免社會資源的浪費(fèi)。

太陽能熱水系統(tǒng); 應(yīng)用; 存在問題; 思考

1 太陽能熱水系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

見文獻(xiàn)[1],太陽能是人類可利用的可再生能源之一。當(dāng)前,人們對太陽能的利用大體可分為兩大方向:一是太陽能光伏發(fā)電,即根據(jù)光生伏特效應(yīng)原理,利用太陽能電池將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能;二是太陽能光熱的利用,即利用太陽能集熱器,收集太陽輻射達(dá)到把水加熱的目的。而因?yàn)樘柲軣崴到y(tǒng)在應(yīng)用太陽能光熱方面具有安全可靠、環(huán)保節(jié)能、方便實(shí)用、適用性好等特點(diǎn),已成為當(dāng)前應(yīng)用最廣泛、最具經(jīng)濟(jì)價值、技術(shù)最成熟且已商業(yè)化的一項(xiàng)應(yīng)用產(chǎn)品。

太陽能熱水系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn):1)取之不盡的能源存在,最低成本供應(yīng)熱水。只要有陽光,即可進(jìn)行光熱轉(zhuǎn)換,一年四季均可運(yùn)行;2)綠色環(huán)保,太陽能作為一種潔凈的可再生能源,具有其他能源無可比擬的無環(huán)境污染及無安全隱患等優(yōu)點(diǎn);3)使用壽命相對較長,主要部件集熱器設(shè)計使用壽命約為15年;4)經(jīng)濟(jì)效益顯著。一次投資,長期受益。一般情況下,太陽能熱水器可在2～4年內(nèi)全部收回投資。

由于上述優(yōu)點(diǎn),目前全國大多數(shù)省份均將推廣應(yīng)用太陽能熱水系統(tǒng)作為經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展、完成國家下達(dá)節(jié)能指標(biāo)的重要手段,廣泛應(yīng)用于各類建筑,產(chǎn)生了良好的社會經(jīng)濟(jì)效益。

2 太陽能熱水系統(tǒng)在住宅應(yīng)用中存在的問題

我國南方有些地區(qū)由于其獨(dú)特的地理、氣候特征,在住宅建筑中并不十分適合使用太陽能熱水系統(tǒng),產(chǎn)生了很多問題。

2.1 普遍反映太陽能熱水系統(tǒng)并不節(jié)能

由于太陽能只能在白天及晴天時才能蓄熱,晚上不能產(chǎn)生熱能,而平常用水高峰期是在晚上和早上,高峰期用水只能依靠白天加熱后儲藏在熱水箱里的熱水,而一箱熱水往往不夠用,不夠部分只能依靠輔助加熱。

陰天、雨天不能產(chǎn)生熱能,只能依靠電輔助加熱,特別是在春節(jié)前后2～3個月,我國南方大部分地區(qū)經(jīng)常是陰雨綿綿。

為了保證業(yè)主利用太陽能熱水系統(tǒng)的舒適性(24 h一打開閥門就有熱水供應(yīng)),許多住宅設(shè)計了定時循環(huán)泵裝置以循環(huán)管道水,保證24 h有恒溫水供應(yīng)。另外,為保證有充足的熱水供應(yīng),在低于設(shè)定水溫時,要自動啟動電加熱,以保證24 h有熱水供應(yīng)。上述兩項(xiàng)也耗費(fèi)大量電能。

以上都造成太陽能熱水系統(tǒng)耗電多,與我們估計的用多少太陽能熱水系統(tǒng)就節(jié)約多少電的概念有差距。

2.2 住宅類太陽能熱水系統(tǒng)投入使用后利用率不高,造成很大浪費(fèi)

由于一般太陽能集熱器使用壽命只有10～15年(10～15年后安裝新的太陽能熱水系統(tǒng)費(fèi)用如何落實(shí),許多住宅小區(qū)無明確規(guī)定,國家和地方政府也無該類明確規(guī)定),業(yè)主擔(dān)心以后沒有熱水使用,基本上在室內(nèi)都安裝有采用其他能量源的熱水器,造成大部分業(yè)主都不使用太陽能熱水。

許多住宅小區(qū)前期入住率低,用水量少,前期分?jǐn)傎M(fèi)用高(如?？诘貐^(qū)太陽能熱水系統(tǒng)物業(yè)收取的費(fèi)用大概在25～35元/t之間,是一般自來水的10倍!),漸漸的造成業(yè)主都不愿意使用,形成惡性循環(huán),導(dǎo)致太陽能設(shè)備閑置不用,造成更大浪費(fèi)。

我國南方許多地區(qū)夏季時間長(有些地區(qū)夏季長達(dá)7至8個月),早晚溫差小,晚上基本上不用熱水。而太陽能熱水系統(tǒng)一但長期不使用,由于屋頂管道、設(shè)備長時間處于高溫高壓狀況,老化非?？?設(shè)備很快就損壞,造成很大浪費(fèi)。

綜上所述,太陽能熱水系統(tǒng)在住宅中的應(yīng)用不像預(yù)想的那么美好,上述問題值得政府部門認(rèn)真思考。有些地區(qū)為完成建筑節(jié)能指標(biāo),而在住宅建筑中最大化應(yīng)用太陽能熱水系統(tǒng),結(jié)果工程竣工后大部分被閑置-損壞-拆除,造成了很大的社會資源浪費(fèi)。

3 幾點(diǎn)思考

3.1 政府部門在推廣應(yīng)用太陽能熱水系統(tǒng)時應(yīng)制定適合本地區(qū)利用太陽能熱水系統(tǒng)的方案

應(yīng)充分調(diào)研,結(jié)合本地區(qū)地理、氣候條件,嚴(yán)格遵循物盡其用、不浪費(fèi)的基本原則,在適當(dāng)類別的建筑中推廣應(yīng)用太陽能熱水系統(tǒng)。并應(yīng)根據(jù)應(yīng)用情況及時對存在問題加以分析,調(diào)整具體實(shí)施措施。我國南方有些地方不適合在住宅項(xiàng)目(特別是多層、高層住宅建筑)單一推廣使用太陽能熱水系統(tǒng),容易產(chǎn)生更大浪費(fèi),反而更耗能。實(shí)踐證明,太陽能熱水系統(tǒng)就全國范圍來說(包括南方地區(qū))比較適合在公共項(xiàng)目中使用,如工廠、單位集體宿舍、賓館、醫(yī)院病房、公共浴池等公共建筑,政府應(yīng)將主要精力和資金補(bǔ)助放在此類建筑的強(qiáng)制推廣上。

3.2 政府部門在推廣太陽能利用過程中,不應(yīng)強(qiáng)制單一推廣太陽能熱水系統(tǒng)

應(yīng)制定多種靈活的方案及配套措施,以便企業(yè)根據(jù)需要自主選擇,避免造成浪費(fèi)。以下是目前技術(shù)較先進(jìn)的太陽能熱水系統(tǒng)組合方案,這些方案能夠應(yīng)對許多地區(qū)獨(dú)特的地理、氣候條件,經(jīng)濟(jì)上相對合理。

3.2.1 太陽能熱水系統(tǒng)與空氣能熱水系統(tǒng)相結(jié)合的熱水系統(tǒng)

1)屋面太陽能與集中空氣能相結(jié)合熱水系統(tǒng)

即在屋面設(shè)有太陽能與集中空氣能相結(jié)合的熱水系統(tǒng)。以太陽能熱水為主,設(shè)定工作水溫,當(dāng)陰雨天、晚上、冬天單靠太陽能工作水溫不夠的時候,屋面空氣能熱水系統(tǒng)工作,保證熱水供應(yīng)。

2)屋面太陽能與分散空氣能相結(jié)合熱水系統(tǒng)

即在屋面設(shè)有太陽能熱水系統(tǒng),各樓層各用戶設(shè)有空氣能熱水系統(tǒng)。以屋面太陽能熱水為主,屋面熱水進(jìn)入各樓層各用戶空氣能水箱(應(yīng)該有過熱控制),設(shè)定工作水溫,當(dāng)陰雨天、晚上、冬天單靠太陽能工作水溫不夠的時候,各樓層各用戶空氣能熱水系統(tǒng)工作,保證熱水供應(yīng)。

3.2.2 太陽能光伏發(fā)電與空氣能熱水系統(tǒng)相結(jié)合的熱水系統(tǒng)

1)屋面太陽能光伏發(fā)電為主與集中空氣能相結(jié)合的熱水系統(tǒng)

即屋面太陽能光伏發(fā)電,用電池儲存,僅用于驅(qū)動屋面集中空氣能的熱泵。不并入電網(wǎng),但有繼電器。當(dāng)太陽能光伏電池電力不足時,通過繼電器轉(zhuǎn)換到電網(wǎng)配電,驅(qū)動熱泵。

2)并入電網(wǎng)的屋面太陽能光伏發(fā)電與空氣能相結(jié)合的熱水系統(tǒng)即屋面太陽能光伏發(fā)電,并入電網(wǎng),不僅用于驅(qū)動熱泵,還用于照明、空調(diào)等等。空氣能熱水器可以選擇屋面集中型,也可以選擇各樓層各用戶分散型。

3)屋面太陽能光伏發(fā)電為主與分散空氣能相結(jié)合的熱水系統(tǒng)

即屋面太陽能光伏發(fā)電,用電池儲存,僅用于驅(qū)動各樓層各用戶空氣能的熱泵。同樣當(dāng)太陽能光伏電池電力不足時,通過繼電器轉(zhuǎn)換到電網(wǎng)配電。缺點(diǎn)是需配置電池至各樓層各用戶的輸電線路,造價高,電有線路損耗。

3.2.3 用電網(wǎng)配電驅(qū)動的純空氣能熱水系統(tǒng)

即目前居民普遍使用的空氣能熱水系統(tǒng),有屋面集中型,也有各樓層各用戶分散型。

4 結(jié) 語

太陽能熱水系統(tǒng)在我國南方部分地區(qū)住宅項(xiàng)目應(yīng)用中遇到了一些問題,政府部門應(yīng)當(dāng)給予重視,深入調(diào)查研究,科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)刂贫ㄍ茝V措施,將我國節(jié)能減排的大政方針落實(shí)好,確保物盡其用,避免資源的浪費(fèi)。

[1] 太陽能熱水系統(tǒng),百度百科.

[2] 楊西偉,李宏軍.太陽能與建筑一體化發(fā)展現(xiàn)狀——部分省市太陽能熱利用技術(shù)與建筑結(jié)合推廣應(yīng)用管理情況的調(diào)研[J].建設(shè)科技,2009(2):22-29.

[3] 空氣能熱水器,360百科.

[4] 韓廣田.空氣能熱水器的應(yīng)用與擴(kuò)展(上)[J].太陽能,2012(9):13-15.

Application Problems and Thinking in Solar Water Heating System in Residential Construction

HUANG Jiɑn
(Haikou City Construction Engineering Quality Safety Supervise Station,Haikou 570206,China)

This paper elaborated the existing problems which solar water heating system used for the residential construction in the southern parts,call on the use of solar energy hot water system should be combined with local actual and the project purposes,avoid the waste of social resources.

solar water heating system; apply; existing problem;think

2014-06-15.

黃 健(1970-),高級工程師.E-mail:398139321@qq.com

10.3963/j.issn.1674-6066.2014.04.028