關鍵詞 陽臺式太陽能熱水系統 中高層住宅 建筑一體化設計
1. 引言
在中高層住宅中可采用的太陽能熱水系統的三大類型有集中供熱水系統、集中-分散供熱水系統和分散供熱水系統。集中式存在供熱水分區問題，集中分散式投資高問題，同時二者都需要屋面有足夠的集熱器安裝面積等問題，因此陽臺式熱水器以系統簡單、與建筑完美結合等特點成為民用中高層建筑太陽能應用的優選方案。
然而，由于陽臺式太陽能熱水系統的集熱器是安裝在陽臺外墻上的，安裝方式不合理或者安裝時偷工減料都會導致集熱器墜落，造成很大的安全隱患。近來，陽臺式太陽能熱水系統的集熱器脫落墜落事件多次發生，不得不引起太陽能企業和建筑設計單位的重視，太陽能與建筑一體化設計，同步規劃，同步設計勢在必行。建筑設計時要充分考慮太陽能熱水系統的特點，在保證系統熱性能的情況下，更要注重安全問題。
河北張家口水云華庭小區陽臺式太陽能熱水系統工程在太陽能與建筑一體化設計方面給了我們很好的借鑒意義。
2. 陽臺式太陽能熱水系統工作原理
桑普陽臺式太陽能熱水系統為集熱部分（集熱器）和儲熱部分（水箱）相分離的分體式系統。系統由四部分組成：集熱器、水箱、循環管路和控制器。集熱器掛在南側陽臺外壁或壁上吸收太陽能，水箱固定在陽臺內的承重墻上，集熱器和水箱之間通過循環管路連接。
集熱器吸收太陽能輻射能轉化為熱能，將熱量傳遞給集熱器內的防凍液，防凍液溫度升高后，自然向上循環至水箱換熱結構，與水箱之間進行換熱，達到加熱水的目的。防凍液與水箱換熱的過程中，溫度下降，自然循環至集熱器中，形成集熱循環過程。自然循環無需外部動力，系統依靠集熱器和水箱中的介質溫度不同產生的密度差進行的循環（熱虹吸循環），將儲熱水箱中的水不斷加熱。
水箱里有輔助能源電加熱，當水箱溫度未達到用戶使用要求時可以通過電加熱加熱水箱中的水。電加熱自動控制，可以手動控制。
系統防凍：集熱器、水箱和集熱器和水箱之間的管路充滿防凍介質，實現系統防凍。
系統承壓運行，用戶打開用水末端，即可使用熱水。
3. 陽臺式太陽能熱水系統設計安裝要點
3.1集熱器的型式選擇與安裝方式
陽臺式太陽能熱水器主要分為平板式和玻璃管式兩種，采用平板集熱器作為集熱元件，與玻璃管式相比，采光面積大，熱效率高，金屬流道，能承壓運行，金屬外殼，鋼化玻璃蓋板，集熱器不易損壞，使用壽命長，模塊結構，整體性好，安全性高，更好地與建筑一體化相結合，美觀性強。
集熱器與墻面的安裝方式有直立式和傾斜式兩種。垂直式是集熱器與墻面平行，與墻面結合緊密，外觀具有一定的裝飾效果，但熱效率低；傾斜式是集熱器與墻面有一定的角度，外觀裝飾效果不如直立式，但接受太陽照射效果好。
國標GB50364推薦陽臺式太陽能熱水系統的集熱器要有角度安裝。
設計安裝時要充分考慮支架與預埋件的固定、集熱器與墻面結合處管道穿墻的放水措施、管線隱蔽埋設及安裝檢修措施。在建筑外墻按集熱器長度分段增加挑板，對防止集熱器損壞墜落有一定效果。
3.2儲熱水箱的選擇與安裝
陽臺式太陽能熱水系統的儲熱水箱有夾套和盤管兩種，由于該系統是自然循環，建議采用立式搪瓷內膽夾套水箱。夾套水箱獨有的水箱內膽夾套換熱專利技術實現了換熱夾套對內膽的全范圍整體包裹式加熱，換熱迅速，均勻，永不結垢。杜絕了傳統的局部加熱，局部高溫---結垢造成的集熱效率降低，使用壽命縮短的現象。
儲熱水箱采用立式搪瓷內膽夾套水箱，具有以下特點：
1. 夾套式結構，360度循環換熱，增大換熱面積，熱效率高；
2. 鈦金特護內膽、耐腐蝕、耐高壓、抗疲勞；
3. 徹底實現水電隔離，雙級超溫自動斷電保護系統，真正實現雙重保護；
4. 水壓沖，可多點供水，舒適性強；
5. 能承壓運行，能承受8㎏壓力。
儲熱水箱一般安裝在陽臺內側墻一角落里，不影響使用空間。水箱安裝前，應確認墻體能承受水箱裝滿水后總重的4倍，否則應采取加固措施。同時，水箱的安裝位置應保證水箱的下循環管高于集熱器的頂部300 mm以上；并且距離集熱器的連管長度不大于2500mm。水箱附近要有插電加熱的電源插頭及排水地漏，如無地漏，應將安全閥的排水口引到地漏附近。
3.3循環管路的選擇與安裝
集熱器與水箱的連接管路采用φ16的紫銅管或不銹鋼波紋管，不管采用哪種循環管路，由于換熱方式采用自然循環，就要求管路要圓滑，避免急轉彎，保證循環暢通，同時，從集熱器到水箱始終為上行坡度，不得有反坡。
4. 工程案例概況
河北張家口水云華庭小區項目位于河北張家口，本工程安裝陽臺式太陽能熱水系統，共418套。水箱為立式夾套水箱，規格為100L，水箱安裝在陽臺內墻一角落里，不影響使用空間；集熱元件為平板集熱器，更好地與建筑一體化相結合，美觀性強。
在安裝形式上，集熱器為有角度安裝，熱效率高，同時集熱器直接放置在陽臺“外置擱置臺”上，后支架與墻固定，安全可靠，對防止集熱器損壞墜落起到防護作用，為陽臺式太陽能熱水器的安裝和安裝陽臺式太陽能熱水器的建筑設計提供了示范作用。
5. 運行及安裝圖片
該項目2010年建成，系統已運行6年多的時間，效果良好，滿足了用戶的要求，并達到了節能減排的目的。
