陽臺壁掛分體太陽能相關技術介紹

【專家解說】：由于城市建筑中的高層或小高層越來越多，坡形屋頂也越來越多，再加上建筑美學和城市景觀日益強調的苛刻要求，都與目前散亂地被安置在樓頂?shù)奶枱崴?，越來越難以協(xié)調。而用戶和小區(qū)管理方面“一開就有熱水、水壓滿足沖淋需要、水溫調節(jié)方便、不得出現(xiàn)跑水漏水影響環(huán)境”的要求，更使現(xiàn)在正在大量生產(chǎn)、并被無序安裝的“自由落水”式太陽熱水器感到無所適從。一些城市明令拆除已經(jīng)安裝的太陽熱水器，更多的一些城市小區(qū)公開禁止安裝太陽熱水器。 設計部門和房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)對太陽能缺乏熱情，太陽熱水器在城市特別是大中城市，似乎已經(jīng)走入困境。北京三環(huán)以內已經(jīng)幾乎沒有樓頂太陽能的蹤影，蘭州所有的高層和近70%的小區(qū)在禁止安裝太陽能，應當給了太陽能行業(yè)一個明確的信息。一方面是我國城市化的進程越來越快，而人均占有的耕地僅為1.41畝，只有兩個籃球場地大；另一方面是國內建筑耗能已經(jīng)占全部總能源消耗的三分之一，接近發(fā)達國家水平，而單位面積的采暖能耗又遠高于發(fā)達國家甚至是發(fā)展中國家。 國內房地產(chǎn)業(yè)面對高達30－40%的利潤，卻極少有房地產(chǎn)企業(yè)愿意主動配合推廣應用太陽能的情況，“可再生能源法”的宣傳、貫徹，還有許多工作要做“分體壁掛陽臺式太陽熱水器”似乎可以從技術方面解決以上問題，蘭州太陽能利用研究會下屬的“蘭州可力清潔能源研究所”，用了近兩年的時間，對此做了一些調查研究工作，現(xiàn)將有關問題和觀點提出來，與同行商討。 一、“分體壁掛陽臺式太陽熱水器”的分類根據(jù)其工作原理和結構形式，大體上可以分為： 1、水箱承壓類（頂水型）與水箱不承壓類（增壓取水型和換熱器型）； 2、單工質類和雙工質類； 3、平板類和真空管類； 4、熱、質直接交換類和熱管傳熱類； 5、強制循環(huán)類和自然循環(huán)類。 6、U型管型和單管存水型。 有人還搞了一種“悶曬型”，由于大家公認的原因，其熱效率將很低，防凍問題難以解決，水箱疲勞應力強度也未經(jīng)試驗，故未將其列入。 二、各類陽臺熱水器的問題與難點 1、承壓型水箱可以較好地解決出水壓力，但其生產(chǎn)成本較高。據(jù)調查，一臺100公斤容量的搪瓷內膽承壓水箱（含盤管），其價格約在2000元左右。已經(jīng)是一臺樓頂落水式太陽能熱水器的價格。 2、雙工質可以解決防凍問題，但其熱效率偏低，成本也會增加。 3、平板型可以較好地與建筑結構配合，其室外安裝時的安全性，也優(yōu)于玻璃真空管。但其冬季熱效率偏低，特別對于冬季大氣污染較重的城市，即使解決了防凍的問題，其全年運行的可靠性也會受到很大影響。 4、換熱器型，在不承壓的水箱中設置了換熱盤管，水箱中的水可以與集熱器進行自然循環(huán)，洗浴用水則通過盤管與水箱中的熱水進行熱量交換，可以有壓噴淋。問題是銅質盤管增加了成本，其換熱能力能否保證連續(xù)的洗浴需要，將由水箱溫度和盤管換熱面積所決定。 5、強制循環(huán)型，水箱與集熱器的布置比較自由，熱效率高，但所安裝的循環(huán)泵受到供電可靠性的限制，也會產(chǎn)生一定的噪音。 6、增壓取水型，可以使用不承壓的水箱，但會出現(xiàn)與上條同樣的問題。 7、熱管傳熱型，可以方便集熱器與水箱之間的聯(lián)接，但其使用效果將受到在特定條件下布置的熱管其傳熱能力的限制。 此外，無論哪種類型的“陽臺式熱水器”，都會面臨以下相同的問題：集熱器在窗外安裝時的建筑美觀要求和安全性要求；分體情況下自然循環(huán)能力的保障；只能在在特殊位置上布置的集熱器熱效率；一個偌大水箱在室內或陽臺的安裝位置；冷、熱水管如何保溫（及保冷以防凝結水）并穿越臥室或者客廳；成本控制。 三、陽臺壁掛分體式太陽熱水器今后在技術上可能的突破為了解決上述問題，蘭州可力清潔能源研究所在以下幾個方面做了一些研究探討： 1、采用壓力釋放和緩沖技術，減少水箱承受的疲勞應力，從而降低其生產(chǎn)成本。 2、強化特定位置下的集熱器自然循環(huán)，以盡可能提高其集熱效率。 3、提高板式熱水器的保溫效果，增強其防凍能力。 4、復合相變材料在太陽能蓄熱技術上的應用。 毫無疑問，陽臺壁掛分體式太陽熱水器能否得到廣大社會和群眾的認可，一定程度上將依賴國家的可再生能源政策，但太陽能行業(yè)也應當為此做出自己必要的努力，解決技術上存在的問題。為了太陽能事業(yè)的發(fā)展，蘭州可力清潔能源研究所愿意與有關單位合作，共同開發(fā)能夠適應市場需求的“陽臺壁掛分體式太陽熱水器”。