構(gòu)件式幕墻光熱系統(tǒng)的設(shè)計

摘要:本文以宿舍樓為例，提出構(gòu)件式幕墻光熱系統(tǒng)設(shè)計理念，為平板太陽能熱水系統(tǒng)與建筑相結(jié)合設(shè)計及解決屋面面積不足問題提供新思路。 　　0前言 　　隨著時代的發(fā)展，越來越多的民用建筑開始采用太陽能熱水系統(tǒng)，但對于大多數(shù)的太陽能熱水器廠家，在設(shè)計太陽能光熱系統(tǒng)，尤其是對于大型的太陽能光熱系統(tǒng)，常因屋面面積不足而顯得無計可施，本文以宿舍樓為例，提出構(gòu)件式幕墻光熱系統(tǒng)設(shè)計理念，為太陽能熱水系統(tǒng)與建筑相結(jié)合設(shè)計以及解決屋面面積不足問題提供新思路。 　　1項目概況 　　根據(jù)甲方要求，本項目主要為員工宿舍提供生活熱水，日均用水量40t，擬采用太陽能配空氣源熱泵輔助加熱熱水系統(tǒng)，供水溫度55℃，全天候不定時供水。水箱采用40m3的不銹鋼保溫水箱，放置于屋頂預留位置，保溫水箱分為兩部分，一部分為加熱水箱，一部分為保溫水箱，系統(tǒng)配備4臺10P空氣源熱泵，以此來滿足全天候供水需求。屋面根據(jù)甲方要求布置光伏光熱一體板，但因屋面面積嚴重不足，經(jīng)與甲方溝通，大膽設(shè)計采用構(gòu)件式幕墻光熱系統(tǒng)，來解決屋面集熱器擺放面積不足的問題。 　　2設(shè)計思路 　　本項目整棟樓主要為員工宿舍，每間員工宿舍均有一個獨立衛(wèi)生間和封閉式陽臺，陽臺朝向正南方向，且南向立面需預留宿舍空調(diào)外機位置。 　　通過對現(xiàn)場的勘查，本項目四周空曠，無任何遮擋問題，且每層衛(wèi)生間位置一致，綜合考慮分析，采用構(gòu)件式幕墻設(shè)計，充分利用每層衛(wèi)生間位置，布置平板集熱器（見圖1）?？照{(diào)外機可放置于構(gòu)件式光熱幕墻內(nèi)側(cè)，這樣就很好解決了空調(diào)外機放置問題，保證了整體建筑的美觀性。 　　南立面集熱器選用整板鋁藍膜平板集熱器，規(guī)格為2000mm×1000mm×80mm，該集熱器具有高吸收比、低發(fā)射比、結(jié)構(gòu)強度大、保溫性能好、美觀等特點，與一般的陽極氧化、黑鉻和高分子涂層的集熱器相比，其集熱效率高，且工程上也普遍使用。選用此型號集熱器可在一定程度上解決因平板集熱器垂直安裝導致集熱效率低下的問題，從安裝效果來看，美觀大方。 　　通過對現(xiàn)場實際測量和陰影分析，整個南立面集熱循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計為7個并聯(lián)子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)采用兩塊平板集熱器串聯(lián)，10組并聯(lián)的方式布置（見圖2）。為不影響陽臺采光、空調(diào)外機的放置以及設(shè)備檢修所需的間距，平板集熱器與南立面的間距定為800mm。 　　對于南立面平板集熱器的固定，結(jié)合幕墻設(shè)計方法，搭建龍骨框架，通過連接件，使用膨脹螺栓固定在建筑結(jié)構(gòu)面上，平板集熱器采用特制壓碼固定，通過螺釘緊固在鋼架龍骨結(jié)構(gòu)上，集熱循環(huán)管道布置在平板集熱器背面，集熱器安裝側(cè)視圖及橫截面節(jié)點圖（見圖3、圖4）。集熱器安裝完工圖（見圖5）。 　　考慮到衛(wèi)生間以及空調(diào)機的通風條件，在集熱器兩側(cè)安裝通風百葉，其余位置則設(shè)計采用鋁塑板安裝。 　　3控制原理 　　本項目控制系統(tǒng)采用自主研發(fā)的智能遠程監(jiān)控系統(tǒng)，用戶可通過互聯(lián)網(wǎng)訪問系統(tǒng)運行狀態(tài)，并可對系統(tǒng)進行遠程控制，監(jiān)控界面（見圖6）。 　　3.1集熱循環(huán)控制。太陽能智能控制系統(tǒng)實時檢測太陽能集熱器陣列末端出口處與加熱水箱的溫度，當兩者溫差達到設(shè)定值時，太陽能循環(huán)泵自動開啟運行，循環(huán)換熱，直到兩者溫差低于設(shè)定值時自動停止，如此反復運行，進行換熱。 　　3.2供水增壓泵控制。系統(tǒng)采用恒溫恒壓控制方式，供水增壓泵自動啟停，保證熱水出水具有足夠壓力，提高用戶的洗浴舒適度。 　　3.3輔助加熱控制。在太陽能正常工作加熱情況下系統(tǒng)優(yōu)先利用太陽能加熱。系統(tǒng)設(shè)隨機檢測裝置，當太陽能不能加熱時，輔助加熱自動定溫啟動加熱。 　　3.4缺水保護。當加熱水箱或保溫水箱水位低于設(shè)定值時，打開補冷水電磁閥進行補水，同時強制停止水泵、空氣源熱泵等設(shè)備，直到達到設(shè)定最低水位時，太陽能熱水系統(tǒng)恢復工作。 　　4結(jié)語 　　本項目充分結(jié)合現(xiàn)場情況，引入幕墻設(shè)計理念，解決了因屋面面積不足，平板集熱器布置難題，為太陽能與建筑相結(jié)合設(shè)計提供了新思路。本設(shè)計還具有以下特點： 　　1. 南立面的構(gòu)件式光熱幕墻設(shè)計，可減少南向墻壁的受熱，具有一定的隔熱作用。 　　2. 可節(jié)省部分外墻材料。 　　目前，本構(gòu)件式幕墻光熱系統(tǒng)運行穩(wěn)定，并且因屋頂布置的是光伏光熱一體板，晴好天氣不僅能產(chǎn)生生活熱水，還能發(fā)電，節(jié)能效果十分明顯。當然本項目南立面構(gòu)件式幕墻光熱系統(tǒng)具有一定局限性，比如對施工工藝要求高，要求設(shè)計企業(yè)有幕墻設(shè)計資質(zhì)，并且因集熱器基本垂直放置，所以集熱效率與屋面放置的集熱器相比有所降低，有待進一步完善。（珠海興業(yè)新能源科技有限公司/李海燕）