分体式平板太阳能与建筑一体化的前景和展望

 

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　　近年来，随着我国城市化进程与国家保障性住房建设工作的不断推进，太阳能集热系统在建筑上的应用越来越受到广泛关注。

在太阳能与建筑结合项目中，平板太阳能集热系统以其寿命长、性能稳定、承压运行、易与建筑结合等特点，受到了房地产开发商、建筑设计院(所)的青睐。

　　一、平板太阳能集热系统在建筑中的应用前景

随着人们生活水平的提高、环保意识的加强，大家对新能源、清洁能源的渴望也越来越高，同时对建筑的要求和舒适度要求也在提高，房屋不只是单单居住而且还要节能环保，这些都给平板太阳能系统提出了更高的要求，有要求就有需求，有需求就会带来市场。

伴随着平板集热器技术及系统技术的慢慢成熟以及对自身优势的充分认知，平板太阳能集热系统已经慢慢在与建筑结合，暂有的结合方式主要有几种：阳台壁挂式、别墅半嵌入式、幕墙式等等，虽然目前所有的这些只是与建筑结合的雏形，但是预示着平板集热系统已经开始融入建筑，慢慢的，平板集热器将作为建筑的一部分出现。

　　二、平板太阳能集热器产品的特点与质量保证

　　平板集热器产品特点：

1、使用寿命长;2、承压运行;3、耐候性强;4、性能稳定;5、基本属于零维护;6、可作为部分建材材料(要求不是很高的屋面等)。在质量保证方面，对平板集热器来讲，要想保证产品质量必须从以下几方面完善。

一是原材料：云南平板太阳能市场的没落应该给从事太阳能能源行业的工作者们敲响了警钟。要想保证平板集热器与建筑的完美结合，首先要保证你的原材料使用寿命至少跟建筑相吻合，所以从吸热涂层、流道、透明盖板、边框结构组件等必须严格把关，不能以次充好。

二是生产设备和工艺条件：有了好的原材料不一定会做出好的产品，这个从目前国内很多行业中就能看出，由此针对平板太阳能集热器加工延伸出来的工装设备，需要进一步跟先进国家的生产设备和工艺接轨，走出一条适合中国国情的发展之路。

检测和实验设备：好产品必须有好的质量关。目前的平板厂家还没有能力或者说没有条件做到全检，只是针对某一道工序进行全检测，或者只抽检关键程序，这些都有可能会造成整个产品质量的缺陷。

根据目前平板太阳能市场特点，笔者从一个新能源工作者的角度对各位前辈和相关人员、企业表达一些自己的看法。

目前的平板太阳能市场发展迅速，也因此出现了很多以暴利为目的的生产企业或者生产者，利用客户对产品的不熟悉，大打价格战，令为平板集热器事业的默默贡献者们寒噤。如此大打价格战如何保证优质的产品?怎么去完善发展平板太阳能与建筑结合?毕竟我国的平板集热器与建筑结合才刚刚开始。

　　三、平板太阳能集热系统与建筑结合的应用形式

针对目前建筑特点，主要分以下几种建筑结合方式：

　　1、别墅和小高层型此类屋面面积能满足设计要求，可以采用半嵌入或者嵌入式安装，属于强制分体系统。

2、中高层型此类建筑顶层建筑面积不能满足全部太阳能使用者要求，但是有独立的阳台，属于自然循环阳台系统。

　　3、高层型此类安装属于集中集热分户储热系统，因为建筑较高阳台壁挂安装有一定的危险性，可与阳台壁挂式结合使用。

　　4、幕墙式安装

　　5、异性安装

　　四、平板太阳能集热系统在建筑中应用的设计与案例

项目简介：山东省青岛市某高档小区，将采用平板太阳能系统为小区各用户提供独立热水供应。本小区一期建筑18栋楼。采用集中集热分户储热的太阳能热水系统，太阳能供热不进行计量，太阳能系统免费供热，只均摊水泵等必要的运行成本费用即可。其采用一体化设计，增加集热器强度，全密封结构，避免集热器内部进水。采用特殊涂层处理的超白低铁布纹钢化玻璃，表面平整，玻璃内部布纹处理，即使在日照强烈的条件下，也不会因日光照射引起折射和反射的光污染。在多层建筑立面或屋面安装时保持与建筑立面的一致性和协调性。

原理说明：本系统采用集中集热介质封闭同程循环，以避免每户热量不均匀的问题，每户使用独立的分体承压强制循环太阳能热水系统，系统循环压力3.5bar。

　　温差控制太阳能循环泵运行，使用电加热器(1.5kW)作为辅助加热热源。将平板式太阳能集热器铺设于建筑屋面，根据建筑形式采取串、并联的方式组合。

设计每层多户使用，采用通用方式，结合总系统和分户控制器，将安装于屋面的太阳能集热器吸收的能量，通过管道内介质和每户水箱内的盘管连接进行换热，将水箱加热。

分户控制器与电动两通阀联动，集成自控系统进行防倒热设定。每户独立电辅助加热，可根据实际的用水习惯设定加热时间，通过控制器设定时段来计算价额。确保稳定的生活热水供应。

太阳能系统采用同程管网设计，确保系统中每户的热量分配均匀。系统主控设备安装在每层1楼楼梯下(为太阳能设备间)，包括控制主板、系统循环泵等相关连接配件。该系统运行所需的电能为公共分摊，但实际能耗并不高。

每户采用太阳能控制器控制储热水箱水温并采用通讯功能与主控制部分进行数据交换和设定，外接继电器控制水箱辅助电加热功能，显示水箱上下部温度。

太阳能集中集热分户控制主控制柜与分户控制器采用通讯模式连接、简易系统连接和设置，跟踪各个测温点的温度，并可查询各分户控制器的状态及水温，智能比对个分户热交换温度，自动调整各分户电动两通阀M的开/关，从而控制流量以保证辅设于屋顶的太阳能集热器所收集的太阳能被合理分配，使每户都能够获得充足的热量供应。太阳能循环水泵A1：开启温差E1-E2>8K，关闭温差E1-E2<4K。电加热A2:E3控制A2定温定时启动，在设定时间段内温度控制其开启，可有效利用太阳能，节省电能。可调范围45℃~60℃。

储热水箱采用盘管式水箱不同于传统的太阳能热水器。采用搪瓷工艺，承压设计的水箱内胆，保证热水供水压力与自来水压力一致，避免忽冷忽热的现象，使生活用水有更高的舒适性。盘管式水箱的换热结构，将用于集热循环的介质与生活用水分离，彻底改变了传统太阳能系统一次循环的方式，不仅实现了集热器与水箱分离安装，换热部分为密闭设计，并采用介质换热，避免了管道内部结垢。适应于家庭中央热水系统的设计理念，首选太阳能作为热水系统的主要供应源，并通过强制循环的原理,温差控制介质在水箱盘管内循环和换热,逐步提升水箱内部温度。

水箱设计集成了常规电能作为系统加热的补充，以满足阴雨天或者气候条件不佳的时候使用。辅助加热可以根据用户的生活用水习惯，灵活设置时间段来控制加热，针对已适应分时电价的地区，也可以设定夜间模式，使系统更为经济和节能。

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