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摘要：能源是人类社会活动的物质基础。新能源的开发利用是人类的共识。而太阳能热水系统将成为建筑节能的重要途径。本文结合自身在工程中的经验，对太阳能热水系统的工作原理、施工方法等进行了分析。
关键词: 太阳能；热水系统；施工分析
一、工程概况
宁波市广安养怡院工程，建筑面积1.6万平米，共七层，是一家公立养老机构，内部设有病房、残疾人训练、食堂等，要求24小时供应热水，食堂水温要求60度，其它部位要求45度，采用强制循环直接加热的太阳能热水系统，配以天然气辅助加热系统。系统采用平板型太阳能集热器，集热器面板统一安装于屋面，自动控制，温差强制循环，安全可靠。地下室内设置10立方米的热水箱及集热循环泵。
二、太阳能热水系统的工作原理
太阳能集热器的基本工作原理十分简单。概括地说，主要是通过阳光透过透明盖板照射到表面涂有吸收层的吸热体（集热板芯）上，其中大部分太阳辐射能为吸收体所吸收，转变为热能，并传向排管通道中的工质。这样，从太阳能集热器底部机关入口的冷工质，在排管通道中被太阳能所加热，温度逐渐升高，加热后的热工质，带着有用的热能从太阳能集热器的上端出口，输入贮水箱中待用，即为有用能量。与此同时，由于吸热体温度升高，通过透明盖板和外壳向环境散失热量。盖板则允许可见光线透过，而红外射线不能透过的作用，使工质能带走更多的热量而提高太阳能集热器的集热效率。太阳能集热板芯是太阳能集热器的核心部件，它的选择性吸收性能（αs—发射率）决定太阳能热水器的热效率。
三、太阳能热水系统的施工技术
1.施工流程
工程根据实际情况制定了科学合理的施工程序：施工准备→集热器支架基础、水箱基础制作→支架焊接及防腐→热水器设备组装→管路连接及水泵安装→管路系统试压→控制系统安装→系统试水→管路保温→系统调试、试运行。
2.对材料的控制
对太阳能热水系统工程所使用的主要材料、成品、半成品、配件、器具和设备在进场时候进行审查，包装应完好，表面无划痕及外力冲击破损，而且必须具有中文质量合格证明文件，相关规格型号及性能检测报告应符合国家技术标准或设计要求。对于集热器应由有资质单位出具有效期为一年的型式检验报告。
3.集熱系统基础制作
本工程集热器支架基础由C20混凝土浇筑而成，基础规格为500×500mm并安装300×300mm预埋件，基础钢筋使用原屋面板预留出的钢筋，和屋面钢筋是连城整体的。确保整体太阳能集热系统的稳定。基础高出屋面600mm，屋面建筑完成面最高点要低于基础上平面200mm。
4.集热器安装
支架柱脚与基础预埋钢板焊接连接，并确保强度可靠、稳定性好。为确保自然循环、泄水及防冻回流等需要，支架要留有坡度。集热器支架在混凝土基础上安装时，应先按图纸和集热器实物，对土建施工的基础进行核对，检查基础标高和坐标是否正确，然后清除基础上的垃圾等杂物，使基础表面保持干净。按施工图在基础上放出中心线。支架的各连接部位的连接件均应采用热镀锌或是不锈钢螺栓。相同部位连接件的坚固程度要一致。
5.贮水箱安装
水箱安装时，应用水平尺和垂线随时检查水箱的水平和垂直程度。水箱组装完毕其允许偏差：坐标为15mm；标高为5mm；垂直度为5mm/m。水箱安装完毕，按设计要求的接管位置在水箱上进行管道接口，并装上带法兰的短节接头或管箍，然后安装水箱内外人梯等附件。循环管道安装：循环管道安装，应按照设计要求并留有不小于0.3％的坡度，在管道最高点应设自动排气阀，最低处设泄水装置。管道安装完成后必须对循环管道进行水压试验。
6.附件的安装
压力表应安装在流速稳定的直线管段上，或者在容器介质流动平稳的区域。仪表应垂直安装在易于观察且无显著震动的地方；阀门安装前应做好阀门的压力试验并且做好记录；热水表与冷水表统一设置，位置应安装在方便观察的位置；传感器的屏蔽线应做好防护与防水措施便于太阳能热水系统经常进行温度、温差、压力、水位、时间、流量等控制；温度传感器的定位和安装应保证与被测部位有良好的热接触，温度传感器四周应进行良好的保温。
7.控制系统调试
检查控制柜的所有零部件的固定及元器件的完好，并对控制系统进行调试，确保实现下列功能：水温显示，全自动无人值守；自动补水，多重保护功能；自动温差循环；恒温自动启动辅助加热系统；防冻循环、温控伴热带；定时或24小时自动恒压供水。
四、施工中的难点与重点控制
1.控制好集热器及水泵配管的安装
安装前检查集热器的密封情况，集热器的安装应做到集热器与支架紧密贴合，保证集管对接的同轴度，集热器与集热器之间的连接必须注意这一点。支架安装到位，无缺少螺栓、螺母现象且螺栓、螺母皆已紧固，支架无晃动现象。集热器槽钢支架的基础支墩必须要和屋面一次性浇筑成型，这样可以保证它的整体刚度，也不会产生渗水现象。因为本工程是斜屋面，在集热器安装前对支墩的标高要进行统一复核，保证集热器的安装角度符合设计要求。虽然本工程是采用较好的热镀锌槽钢，但热镀锌槽钢也有它的缺点，热浸镀锌槽钢最易生锈的部位，仍是锌层最薄的地方，所以材料在进场时，要采取措施对它的镀锌厚度进行检测，看最薄部位是否符合标准。如不符合标准不得使用。另外水泵配管安装应从水泵开始向外安装，不可将固定好的管道与水泵强行组合。水泵配管及其附件重量不得加设在水泵上，吸水管和供水管都应有各自的支吊架。水泵配管设减振软接头时，安装后的软接头不得受压。
2.管路系统的安装
明装管路成排安装时，直线部分应互相平行。曲线部分按以下要求安装: 当管道水平或垂直并行时，应与直线部分保持等距；当管道水平上下并行时，弯管部分的曲率半径应一致。冷、热水管路同时安装应符合下列规定：上、下平行安装时，热水管应在冷水管上方；垂直平行安装时，热水管应在冷水管左侧。
3.控制系统的安装
温度传感器的定位和安装与被测部位有良好的热接触，温度传感器进行良好的保温。集热器的温度传感器安装在集热器出水口部位，通过盲管安装在集热器内部。工程水箱的温度传感器可安装在盲管中或直接浸入水箱中。管路温度传感器安装在浸入传热工质的盲管中或紧贴在管路的外壁上。工程水箱的液位元传感器宜浸入在液体中，并注意使其避免进出水时产生假水位现象。控制柜的安装位置符合方便操作的要求，以便于接线和以后的维修。控制系统中的显示、自动控制及手控制功能能够完整实现。
4.系统调试
单机系统调试：水泵在设计负荷下运转2小时，工作正常，无渗漏，无异常振动和声响，温度在正常范围内，测试电机电流和功率不超过额定值；手动通断电试验时，电磁阀应开启正常，动作灵活，密封严密；温度、水位、温差等仪表显示正常，动作准确；漏电保护装置准确可靠；各种阀门开启灵活，密封严密；辅助电加热设备工作正常；温度、温差、水位、光照控制、时钟控制等仪表应显示正常，动作准确。系统联动调试：在单机系统调试结束后，进行系统联动调试。主要做好以下内容：调整水泵和电磁阀控制阀门；调整各个分支回路的调节阀门，各回路流量保持平衡，系统联动调试完成后，系统连续运行72小时，设备及主要部件的联动协调，动作正确，无异常现象。
五、结束语
随着科学的进步，太阳能热水系统的应用将成为绿色施工中的亮点。到时，人们将会重新看到蓝色的天空，资源不再短缺，国家之间也不再会因为资源问题而引发矛盾、战争。人类将会真正进入一个清洁高效的太阳能社会。
参考文献：
[1]朱禹韬.环保节能热水设备有美好的未来—访恒热市场营销总监 阙东晓[J]；现代家电；2010年01期
[2]顾媛媛;马君义.我国太阳能热水技术发展方向初探[J].山西建筑.2010年03期
关键词: 太阳能；热水系统；施工分析
一、工程概况
宁波市广安养怡院工程，建筑面积1.6万平米，共七层，是一家公立养老机构，内部设有病房、残疾人训练、食堂等，要求24小时供应热水，食堂水温要求60度，其它部位要求45度，采用强制循环直接加热的太阳能热水系统，配以天然气辅助加热系统。系统采用平板型太阳能集热器，集热器面板统一安装于屋面，自动控制，温差强制循环，安全可靠。地下室内设置10立方米的热水箱及集热循环泵。
二、太阳能热水系统的工作原理
太阳能集热器的基本工作原理十分简单。概括地说，主要是通过阳光透过透明盖板照射到表面涂有吸收层的吸热体（集热板芯）上，其中大部分太阳辐射能为吸收体所吸收，转变为热能，并传向排管通道中的工质。这样，从太阳能集热器底部机关入口的冷工质，在排管通道中被太阳能所加热，温度逐渐升高，加热后的热工质，带着有用的热能从太阳能集热器的上端出口，输入贮水箱中待用，即为有用能量。与此同时，由于吸热体温度升高，通过透明盖板和外壳向环境散失热量。盖板则允许可见光线透过，而红外射线不能透过的作用，使工质能带走更多的热量而提高太阳能集热器的集热效率。太阳能集热板芯是太阳能集热器的核心部件，它的选择性吸收性能（αs—发射率）决定太阳能热水器的热效率。
三、太阳能热水系统的施工技术
1.施工流程
工程根据实际情况制定了科学合理的施工程序：施工准备→集热器支架基础、水箱基础制作→支架焊接及防腐→热水器设备组装→管路连接及水泵安装→管路系统试压→控制系统安装→系统试水→管路保温→系统调试、试运行。
2.对材料的控制
对太阳能热水系统工程所使用的主要材料、成品、半成品、配件、器具和设备在进场时候进行审查，包装应完好，表面无划痕及外力冲击破损，而且必须具有中文质量合格证明文件，相关规格型号及性能检测报告应符合国家技术标准或设计要求。对于集热器应由有资质单位出具有效期为一年的型式检验报告。
3.集熱系统基础制作
本工程集热器支架基础由C20混凝土浇筑而成，基础规格为500×500mm并安装300×300mm预埋件，基础钢筋使用原屋面板预留出的钢筋，和屋面钢筋是连城整体的。确保整体太阳能集热系统的稳定。基础高出屋面600mm，屋面建筑完成面最高点要低于基础上平面200mm。
4.集热器安装
支架柱脚与基础预埋钢板焊接连接，并确保强度可靠、稳定性好。为确保自然循环、泄水及防冻回流等需要，支架要留有坡度。集热器支架在混凝土基础上安装时，应先按图纸和集热器实物，对土建施工的基础进行核对，检查基础标高和坐标是否正确，然后清除基础上的垃圾等杂物，使基础表面保持干净。按施工图在基础上放出中心线。支架的各连接部位的连接件均应采用热镀锌或是不锈钢螺栓。相同部位连接件的坚固程度要一致。
5.贮水箱安装
水箱安装时，应用水平尺和垂线随时检查水箱的水平和垂直程度。水箱组装完毕其允许偏差：坐标为15mm；标高为5mm；垂直度为5mm/m。水箱安装完毕，按设计要求的接管位置在水箱上进行管道接口，并装上带法兰的短节接头或管箍，然后安装水箱内外人梯等附件。循环管道安装：循环管道安装，应按照设计要求并留有不小于0.3％的坡度，在管道最高点应设自动排气阀，最低处设泄水装置。管道安装完成后必须对循环管道进行水压试验。
6.附件的安装
压力表应安装在流速稳定的直线管段上，或者在容器介质流动平稳的区域。仪表应垂直安装在易于观察且无显著震动的地方；阀门安装前应做好阀门的压力试验并且做好记录；热水表与冷水表统一设置，位置应安装在方便观察的位置；传感器的屏蔽线应做好防护与防水措施便于太阳能热水系统经常进行温度、温差、压力、水位、时间、流量等控制；温度传感器的定位和安装应保证与被测部位有良好的热接触，温度传感器四周应进行良好的保温。
7.控制系统调试
检查控制柜的所有零部件的固定及元器件的完好，并对控制系统进行调试，确保实现下列功能：水温显示，全自动无人值守；自动补水，多重保护功能；自动温差循环；恒温自动启动辅助加热系统；防冻循环、温控伴热带；定时或24小时自动恒压供水。
四、施工中的难点与重点控制
1.控制好集热器及水泵配管的安装
安装前检查集热器的密封情况，集热器的安装应做到集热器与支架紧密贴合，保证集管对接的同轴度，集热器与集热器之间的连接必须注意这一点。支架安装到位，无缺少螺栓、螺母现象且螺栓、螺母皆已紧固，支架无晃动现象。集热器槽钢支架的基础支墩必须要和屋面一次性浇筑成型，这样可以保证它的整体刚度，也不会产生渗水现象。因为本工程是斜屋面，在集热器安装前对支墩的标高要进行统一复核，保证集热器的安装角度符合设计要求。虽然本工程是采用较好的热镀锌槽钢，但热镀锌槽钢也有它的缺点，热浸镀锌槽钢最易生锈的部位，仍是锌层最薄的地方，所以材料在进场时，要采取措施对它的镀锌厚度进行检测，看最薄部位是否符合标准。如不符合标准不得使用。另外水泵配管安装应从水泵开始向外安装，不可将固定好的管道与水泵强行组合。水泵配管及其附件重量不得加设在水泵上，吸水管和供水管都应有各自的支吊架。水泵配管设减振软接头时，安装后的软接头不得受压。
2.管路系统的安装
明装管路成排安装时，直线部分应互相平行。曲线部分按以下要求安装: 当管道水平或垂直并行时，应与直线部分保持等距；当管道水平上下并行时，弯管部分的曲率半径应一致。冷、热水管路同时安装应符合下列规定：上、下平行安装时，热水管应在冷水管上方；垂直平行安装时，热水管应在冷水管左侧。
3.控制系统的安装
温度传感器的定位和安装与被测部位有良好的热接触，温度传感器进行良好的保温。集热器的温度传感器安装在集热器出水口部位，通过盲管安装在集热器内部。工程水箱的温度传感器可安装在盲管中或直接浸入水箱中。管路温度传感器安装在浸入传热工质的盲管中或紧贴在管路的外壁上。工程水箱的液位元传感器宜浸入在液体中，并注意使其避免进出水时产生假水位现象。控制柜的安装位置符合方便操作的要求，以便于接线和以后的维修。控制系统中的显示、自动控制及手控制功能能够完整实现。
4.系统调试
单机系统调试：水泵在设计负荷下运转2小时，工作正常，无渗漏，无异常振动和声响，温度在正常范围内，测试电机电流和功率不超过额定值；手动通断电试验时，电磁阀应开启正常，动作灵活，密封严密；温度、水位、温差等仪表显示正常，动作准确；漏电保护装置准确可靠；各种阀门开启灵活，密封严密；辅助电加热设备工作正常；温度、温差、水位、光照控制、时钟控制等仪表应显示正常，动作准确。系统联动调试：在单机系统调试结束后，进行系统联动调试。主要做好以下内容：调整水泵和电磁阀控制阀门；调整各个分支回路的调节阀门，各回路流量保持平衡，系统联动调试完成后，系统连续运行72小时，设备及主要部件的联动协调，动作正确，无异常现象。
五、结束语
随着科学的进步，太阳能热水系统的应用将成为绿色施工中的亮点。到时，人们将会重新看到蓝色的天空，资源不再短缺，国家之间也不再会因为资源问题而引发矛盾、战争。人类将会真正进入一个清洁高效的太阳能社会。
参考文献：
[1]朱禹韬.环保节能热水设备有美好的未来—访恒热市场营销总监 阙东晓[J]；现代家电；2010年01期
[2]顾媛媛;马君义.我国太阳能热水技术发展方向初探[J].山西建筑.2010年03期