太阳能热水器在住宅建筑中的应用

翟晓琼 马树梓

（腾飞市政工程集团有限公司，河南 许昌 461000）

太阳能是一种绿色的可再生能源，在一定程度上可以说是取之不尽、用之不竭，不用则白白浪费。在能源短缺日益凸现的今天，对太阳能等可再生能源的开发利用已经越来越受到人类的重视，并在许多领域得以应用。太阳能热水器作为一种实用型太阳能产品，经过多年的应用和改进，已逐渐进入千家万户。与传统的燃气热水器、电热水器相比，太阳能热水器具有环保、节能、安全、方便、运行成本低等优点，但也存在一些缺陷。本文试着对此进行对比和分析。

1 太阳能热水器与其它热水器的优缺点比较

1.1 优点

1.1.1 节能

燃气热水器消耗的是各类燃气，如人工煤气、液化气、天然气、沼气(仅适合农村)等；电热水器消耗的是电能，而大部分电能消耗的都是煤炭。除沼气外的上述燃气和煤炭都属于不可再生能源范畴。随着人类社会的发展，对能源的需求越来越大，这些不可再生能源总有一天会消耗殆尽，人类很快就将面临常规能源枯竭的危机局面。

太阳能是一种可再生能源，在一定程度上可以说是取之不尽、用之不竭的，是替代常规能源的最好选择。数据表明，每平方米太阳能热水器，每年可以节约标煤120KG。太阳能热水器是利用太阳能来加热的，不消耗任何常规能源。

1.1.2 环保

燃气热水器和电热水器都要消耗煤气、天然气、煤炭等矿物质能源，这些矿物质能源在燃烧的过程中，除了产生C02和水外，还生成其他有害气体：如C0、S0、N0等。这些有害气体严重污染大气质量，形成酸雨，直接影响人类的身体健康。C02等温室气体造成的地球温室效应，引起全球气候不断变暖，越来越威胁到地球这一人类赖以生存的家园。

太阳能热水器利用太阳能的辐射作为热源，使用过程中不排出任何废渣、废气，也无噪音，对人类环境和生活不产生任何污染和破坏，是一种绿色、环保的热水器。

1.1.3 安全

燃气热水器有燃气和废气中毒的潜在安全隐患，电热水器有漏电触电的潜在安全隐患，而太阳能热水器在使用过程中没有任何安全隐患。

1.1.4 方便

燃气热水器采用水压和水温联动控制系统，如遇水压不稳定时会出现水温不稳定现象，水压过低时甚至无法正常使用。电热水器在使用前需要提前加热，水容量较小，水胆中热水用完需要再次加热，不能连续使用。电热水器的水胆利用自来水压力输出热水，冷水补充不易控制，使用时由于冷水的不断补充，水温逐渐下降，造成洗浴不舒适。

太阳能热水器水箱容量较大，水压稳定，连续供水能力强，洗浴过程水温恒定，洗浴舒适。其冷水补充也很方便。

1.1.5 运行成本低

燃气热水器和电热水器在运行时分别消耗燃气和电力，都有一定的能源费用支出。而太阳能热水器在运行时不需要能源费用支出。

1.1.6 其他

太阳能热水器设置在屋面或阳台栏板上，可以对建筑物起到一定的遮阳作用；遇到供水系统突然停水时，太阳能热水器的水箱可以作为备用水箱储水使用。

1.2 缺点

1.2.1 受季节和天气的影响较大

太阳能热水器制热需要充足的阳光，在阴雨天基本不制热。在夏季日照充足时所产生的热水用不完，在冬季环境温度低、日照时间短时，所产生的热水明显不足。

1.2.2 一次性投入成本略高

购买和安装太阳能热水器，比燃气热水器和电热水器的一次性投入成本略高。

1.2.3 安装部位和安装范围受限制，对建筑物外观有一定影响

燃气热水器和电热水器都是安装在室内，对建筑物外观没有任何影响，安装范围不受限制，每家每户都可以安装，太阳能热水器由于需要充足的阳光，只能安装在室外受阳面（建筑物屋面或南立面，不能保证每家每户都能使用太阳能热水器。

1.2.4 室外设备和管理发生冻裂故障

由于太阳能热水器只能安装在室外，在严寒地区和寒冷地区的冬季，当环境温度突然急剧降低时，一些没有排空太阳能热水器的采暖真空管和室外管道会发生冻裂，造成使用故障。

2 太阳能热水器推广使用中的几点建议

针对上述太阳能热水器的缺点，在今后太阳能热水器的宣传和推广使用中，要注意以下几个方面：

2.1 从全寿命使用来看，太阳能热水器比其它热水器经济。虽然初次购买太阳能热水器比燃气热水器或电热水器大概多几百元到一千元不等，但在以后十五年左右的使用期内，太阳能热水器每年要节省电费或燃气费三百元左右，这样十五年全寿命花费算下来太阳能热水器还是比其它热水器经济的。

2.2 采取一定技术措施，可以保证太阳能热水器在冬季正常使用。经过多年的推广使用，现在市场上已经出现了不少的电加热辅助型太阳能热水器，在冬季气温低、日照时间短的情况下，可以采用电辅助加热，保证冬季也能使用到热水。另外一种做法是，将太阳能热水器放置在由多层透明薄膜或透明薄板(玻璃、阳光板等)组成的全封闭温室之中，通过温室作用，使得太阳能集热设备周围的环境温度大幅度提高，即使在严冬，只要有太阳就能制出热水。有关学者实验研究表明，这种措施可使热效率高达85%-95%，比目前热效率最高的太阳能真空管还高30%左右。

2.3 改变传统的太阳能热水器安装部位及范围。目前大多数太阳能热水器的集热设备都是安装在建筑的屋面，对于多层建筑，屋面面积还能保证全楼所有住户安装太阳能热水器，对于小高层或高层住宅，屋面有限的面积就不能保证了。这就要求改变和创新传统的太阳能热水器安装部位及范围，将太阳能热水器的集热板装设在各层的阳台栏板或墙面上，既增加采热面积满足所有住户的使用要求，也减少了高层住宅中低层部分管道太长使用前要放冷水的缺点。

2.4 做好太阳能热水器冬季防裂保护措施。新建住宅建筑应将太阳能竖向管道统一布置在室内管道井内，并做好室外水平管道的保温措施。冬季室外管道发生的"爆裂"现象多是发生在铝塑管和铜连接配件的结合处，这说明了两者热膨胀系数的差异性太大。针对这种情况，建议采用抗冻性能良好的PPR管，采用热溶法连接，避免使用不同材质的配件连接管线。或尽量采用整根管道，减少接头。

3 太阳能热水器在住宅建筑中的发展方向

3.1 加强行业技术创新，提高太阳光热转化效率，满足冬季对生活热水的需求。太阳能热水器在夏天产生的热水对一个三口之家来说是用不完的，相反，水箱中的水长时间处于烧开状态反而影响水质。春、秋季节有充足的目照时也基本可以满足生活需要。

3.2 多方配合，互相协调，提高太阳能与建筑一体化设计水平。新建住宅建筑设计之初，就应对太阳能热水器进行通盘设计，从集热器面积、安装位置、管材选用、管道预留(穿透屋面、墙面对防水层、保温层的影响)，到太阳能热水器与建筑物屋面、立面的协调统一及安全、耐久性能等各个方面进行统一考虑，避免造成顾此失彼的缺陷。做到太阳能热水器与建筑物的立面整齐美观、协调亭序、布局合理、性能匹配，并且确保结构安全、维修方便、使用可靠，给人们群众的生活带来真正的方便和实惠。

[1]李涛.“阳翼九天”紧凑式壁挂太阳能热水器实现太阳能行业新突破[N].大众科技报.2007.

[2]罗运俊，何梓年，王长贵编著.太阳能利用技术，北京：化学工业出版社，2005.

[3]中国建筑科学研究院建筑设计研究所等，民用建筑采暖通风设计技术措施，中国建筑工业出版社，1983.

[4]王长贵，郑瑞澄，新能源在建筑中的应用，北京，中国电力出版社2003.

[5]陈若娴,太阳能未来市场渠道发展趋势[N],湖北日报.2005.