楼房户式太阳能采暖系统设计方案要点 - 图文

楼房户式太阳能采暖系统设计方案（要点）

南宝铉

国内学界研究表明，分户式采暖节能经济性优于集中供热采暖（参看2013年01月15日新京报刊登的“发改为成立南方采暖课题组 专家称供暖威胁能耗”一文）。笔者在“建设科技”2013第一期发表的“延吉生态家园电暖楼与楼房户式太阳能采暖-简称生态家园”一文中，分析了延吉生态家园电暖楼成功运行十年的成因与楼房户式太阳能采暖的节能经济性。分析表明， 楼房户式太阳能采暖，是城市居住建筑实施太阳能采暖的有效途径。

笔者在“中国太阳能产业资讯网”2008年7月发表的“楼房户式DQ太阳能采暖技术”一文中，提出了楼房户式太阳能采暖系统设计技术要点。本文将根据近几年的实践和研究，充实和完善这一系统设计技术方案。

二、

图一，延吉市“天宇生态家园”101.102.103号电暖楼，（摄于2012）

一，延吉生态家园楼房户式电采暖成功运行10年的启示

延吉生态家园有三栋电暖楼，154户（见图一）。电暖楼为6层带阁楼的50%节能建筑，地面散热，户式采暖，除3户用油（气）采暖，其余全都用电采暖。2004年投入运行，至今已有10年。生态家园内有几十栋集中供热楼，电暖楼之所以能够运行至今，唯一条件，是电暖费用不高于和低于当地集中供热收缴费用。集中供热费用，是电暖楼居民能够承担的采暖费用上限，而电暖费用不高于集中供热费用，是坚持用电采暖的心理底线。

按集中供热费用测算的电暖楼户式采暖耗热量为10.7w/㎡，大幅低于集中供热耗热量。（详见“生态家园”一文）。

电暖楼低费节能机理在于，以节能建筑和地暖为条件，实施户式采暖，行为节能成为需要和可能，用户可按自身需要的室温，居家时段，需暖房间调控采暖，杜绝集中供热无时不热,无处不热,开窗降温现象。测算表明，50%节能多层地暖楼户式采暖的采暖期平均热负荷（耗热量）仅占集中供热采暖的采暖期国标设计平均热负荷（耗热量）的49.8% 。

楼房户式太阳能采暖，以节能建筑 + 地暖 + 户式采暖这一电暖楼采暖基础结构为条件，引入太阳能供热，辅之以电能或其他常规能源采暖，也将产生节能经济功效。 在多层建筑（4~8层），实施以电暖楼采暖基础结构为条件的太阳能与电能或其他常规能源互补采暖是可行的。在延吉，现行建筑节能65%，，多层建筑集中供热国标设计耗热量为17.2/㎡，是50%节能多层建筑21.5w/㎡国标设计耗热量的80%，降幅为20%，如实施户式采暖，其推算建筑耗热量为8.56w/㎡。采用电暖楼采暖基础结构为条件，配以太阳能与电等常规能源互补采暖，其节能性与经济性是显而易见的[详见本文“楼房户式太阳能（平板）采暖系统运行节能经济性选析”]。 在中高层建筑（9~13层），延吉现行65%节能规范集中供热设计耗热量为16.1w/㎡，低于多层建筑。在中高层建筑，太阳能集热器设置采用屋顶摆放与阳台壁挂结合方式，实施以节能建筑 + 地暖 + 户式采暖为基础的太阳能与电等常规能源互补采暖，也是可行的。

在高层建筑（14层及14层以上），延吉现行65% 节能规范集中供热设计耗热量为13.9w/㎡，低于多层建筑和中高层建筑。在高层建筑，实施一楼两制，靠近屋顶的楼层利用屋顶摆放太阳能制热设备采暖，低层接入集中供热或实施电能或燃气等常规能源户式采暖，可提高绿色能源使用率，是可考虑的一种方案。

二，楼房户式太阳能采暖系统设计要点

(一)， 楼房户式太阳能采暖系统的基本特征

楼房户式太阳能采暖，以节能地暖建筑为依托，以户为单位，利用摆放在屋顶的或阳台的太阳能热水器，连接室内的地暖管网，衔接电热水设备或燃气锅炉等辅助供热设备，行为控制结合自动控制，构成太阳能采暖系统，实施以太阳能为主，常规能源为辅的楼房户式制热采暖。

（二）楼房户式太阳能采暖系统构成

1，楼房户式太阳能采暖系统构件包括，楼中住房保温维护结构， 家庭用太阳能热水器，家庭用辅助供热设备，地面散热管网，热水循环设备，调控设备，配套附属设施以及组合硬件的户式采暖方式。

太阳能热水器在品质有保障的条件下，配置单台或多台组合使用，光热转换率，热效率，使用年限等均不低于其他太阳能制热设备，且价格相对低廉，配置占用的空间小，适合楼房户式采暖。延吉市建工街延边州粮食质检站院内有一栋6层楼，其中一家在2005年安装真空管太阳能热水器采暖，至今已有九年，设备完好，正常运转，与电能互补保障了用户采暖需要（见图二）。

2，楼房户式太阳能采暖系统，分为供热系统，控制系统和保温系统等三个子系统。 采暖离不开供热，而采暖是供热与蓄热互补的效用。 太阳能制热采暖，能量有限，建筑保有一定的蓄热能力，是太阳能采暖得以实施的前提条件。要提高太阳能保证量，实施经济采暖，靠的还是强化住房维护结构的蓄热能力。 建筑保温是提高住房蓄热能力的主要手段，因而保温成为楼房户式太阳能采暖系统不可分割的一部分。

楼房户式太阳能采暖要求建立以户为节能单位的保温体系，而现行国家《居住建筑节能设计标准》适合集中供热，以整座楼为节能单位，户间层间没有保温层。目前可采取的一

图二，延吉市建工街延边州粮食质检站院内一家户式太阳能采暖，

0 2005年安装使用，至今仍在正常运行（ 居中楼三层左侧一家）。

种办法，是在符合保温技术规范，资金有来源的条件下，执行现行标准的同时，尽可能强化户式采暖条件下节能水平较低的楼房边缘住房外墙外窗保温，设置整楼户间层建保温层。 户式采暖，节能依赖行为控制。为此，本文把采暖调控列为相对独立的子系统，进行了较为具体的分析和设计。

(三)太阳能与常规能源互补供热系统设计

楼房户式太阳能采暖,太阳能与常规能源互补，满足用户需要。供热系统设计，要以采光集热为主线，结合居住建筑的楼型，楼位，户型，所处地区和采用的太阳能热水器以及辅助供热设备等具体条件进行。 1，太阳能热水器的配置 （1）太阳能热水器的选择 a,机种的选择

太阳能热水器是太阳能采暖系统构件的首选。平板和玻璃真空管太阳能热水器均可采用。两者各有长短。

b,集热器和建筑面积比例 考虑屋顶面积的可容性，可建阳台的外墙长度，太阳能热水器的节能性与经济性以及实践经验，可按1：10或1：15配置。 c,储热水箱款式

太阳能储热水箱的配置，要选择容量较少的，便于冬季提高水温；储热水箱与集热器连体或分体，视太阳能热水器的摆放条件决定，在屋顶摆放，采用连体式，在阳台摆放，采用分体式。

d,为防止水温过热，要采取相关措施。

对策之一，要和厂家研究生产集热器遮光设备。 (2) 在不同类型建筑配置太阳能热水器的几种方式 a,多层(6层)建筑配置 屋顶以平为宜。

集热器要按1：10配置。

热水器要摆放在屋顶。朝南建筑，在屋顶摆三排，后两排如采光不足，可适当架高。他向建筑，则要多摆几排。

平屋顶建筑，在顶层靠楼梯间设外梯，以便通向屋顶。 如设电梯，应采用无机房方式。

朝南建筑建阁楼，要靠北侧落座，楼顶设置北平台南斜面，平台安装主楼热水器，斜面安装阁楼热水器。

集热器如按1：15配置，本方式适用于8层多层建筑。 b,中高层建筑（13层板楼）配置

在中高层建筑，集热器可按1：10或1：15配置，也可两者结合配置。 热水器摆放采用屋顶摆放与阳台壁挂结合方式：

低层采光不足，1~6~9层利用屋顶摆放的太阳能热水器供热，上层阳光充足，利用阳台壁挂太阳能供热；低层采光充足，也可考虑楼房上部靠屋顶摆放，楼房下部靠阳台壁挂太阳能热水器供热的方式。

在顶层靠楼梯间要设外梯，以便通向屋顶。 屋顶要平，电梯应采用无机房方式。

本方式适用于8层多层建筑。

c,高层建筑（14层以上塔楼）配置 在高层建筑，采暖一楼两制：

顶层以下6~9层利用屋顶摆放的太阳能热水器供热，采光充足的南侧住户利用阳台摆放的太阳能热水器供热；低层住户则采用分户式电（燃气）采暖或接入集中供热采暖。 屋顶要平。

集热器按1：10或1：15配置。

顶层靠楼梯间设外梯，便于通向屋顶。 电梯采用无机房方式。 2，辅助供热设备的配置

辅助供热采用的能源有，电能，燃气，燃油，空气能等。 (1) 即热式电热水器的配置

用电作辅助能源，可选择家庭用电热锅炉或即热式电热水器。本文采用即热式电热水器。 a,设备特点

即热式电热水器不占地，热效高，价格适中，质量好的寿命长，宜于作辅助供热设备。 b,功率

根据热负荷测算与经验，电热水器功率可按0.02~0.04kw/㎡(建筑面积)配置。 c,安装事宜

配置电热水器，要与地暖管网分水器相近。如设在厨台下，近处要设下水道口，与厨房下水道相连，以防有水流出有排水通道。 d,供电设备增容

用电作辅助能源，供电设备要相应增容。 (2) 燃气（油）炉的配置

采用燃气，燃油作辅助能源，可按通用燃气燃油采暖系统技术设计。 （3）视条件可采用空气源热泵作辅助供热设备。， 3,地暖管网设置

(1) 大体上采用通用技术

大体上可按通用地暖管网设置技术进行设计，局部要根据太阳能采暖特点进行调整。 （2）局部要调整

一是管网布置。不以支管等长为准，要以各房间单独采暖为准，一支管只布一个房间。通常这会产生各房间供热不均。 二是每支管设一台热水电磁阀。靠近分水器的离每支管出水口或回水口相近的位置配置电磁阀，用于分室控制供热。热水电磁阀设置在分水器近处，便于平时维护。 （3）分水器的设位

可在卫生间或厨台下方。 4,热水循环管的配置

(1) 太阳能热水循环管的配置 a,安装事宜

太阳能储热水箱至地暖管网分水器的循环管为两支3分管，进水管接储水箱底部出水口，并与洗浴用热水设备相连；回水管接储水箱另一侧上部回水口，并与自来水设备相连。回水管与自来水设备连接管要设置冷水电磁阀。 b,防冻保温