集中式太阳能供热需要插电吗（太阳能集中集热）

“集分式系统”适用的范围主要是针对高层、小高层的建筑，根据建筑结构的划分规范规定：1~3层为低层（习惯上1 层住宅建筑叫平房，2~3 层的称为低层住宅）、4~6 层为多层、7~9 层为中高层（习惯上4~7 层称为多层住宅；8~11 层称为小高层住宅）、10 层及以上为高层（通常12 层以上才称为高层住宅）、总高度为100m 以上为超高层。如果建筑层高为3m/层来计算，超高层建筑的层数在33 层以上。

从目前房地产开发商所推广的项目层数上来看，6~30 层的住宅项目居多，1~5 层的项目基本集中在别墅、联排洋房等相对高档的住宅，对于这些项目，一般建议选择家用太阳能热水器或分体式太阳能热水器，而“集分式”太阳能系统重点解决的是6~30 层住宅项目使用太阳能热水系统的问题。

6 层以下的多层普通住宅建筑，选择家用单体太阳能热水器（包括阳台壁挂式太阳能热水器）更加适合。对于6 层以上9 层以下的住宅项目，“集分式”太阳能热水系统常常因性价比不高而被开发商拒绝，在这里推荐一种“集散式”太阳能热水系统，“集散式”太阳能热水系统是将太阳能换热水箱串联在太阳能循环系统的回水管路上而组成的单组水泵循环系统，如图1 所示。

图1 “集散式”太阳能热水系统原理图

“集散式”太阳能热水系统是一次循环系统，其与“集分式”系统最大的不同就是其储热水箱、循环水泵等系统组件是设置在建筑的低层或底层，“集散式”太阳能热水系统由一组水泵完成集热循环和换热循环的前提条件就是两个循环系统的流量和扬程要基本一致。

首先计算两个循环的流量：假定“集散式”太阳能热水系统的集热面积为每户1.75m2，可以计算出太阳能集热器所需要的循环流量；而户内换热水箱的换热循环流量通过实验得出最佳的换热流量为100L/h，按此数据计算出户内换热水箱所需要的循环流量，如表1 所示。

说明：

1. 太阳能集热循环流量依据《民用建筑太阳能热水系统工程技术手册（第二版）》，（郑瑞澄主编，化学工业出版社2005 出版），真空管型太阳能集热器可以按照0.015~0.02L/（s·m2）进行估算，平板型太阳能集热器可以按照0.02L/（s·m2）进行估算。

2. 户内换热水箱循环流量数据来自北京市太阳能研究所集团有限公司针对本公司产品所做的测试数据得出。

3. 循环水泵的流量以威乐水泵热水循环泵PH 系列额定流量为准。

从以上计算可以看出，“集散式”太阳能热水系统如果选择合适的水泵确实可以满足集热循环和换热循环的要求。

系统的循环扬程计算：水泵的扬程是和水泵的功率成正比关系，随着楼层的逐渐升高，满足同样的需求的耗能也逐渐上升，通过计算不同层高的“集散式”系统水泵轴功率计算来比较户均耗能功率，如表2 所示。

说明：

1. 以常见的一梯四户建筑格局为例，户内换热水箱假设为60L/ 户，换热水箱所需要的循环流量统一为100L/h。

2. 循环水泵的轴功率计算公式为：

N=Q×（H/367）/G

式中：N———轴功率，W；

Q———流量，m3/h；

H———扬程，m；

G———水泵的效率，固定值（0.6~0.85），一般流量大的取大值，流量

小的取小值；本表取0.7；

3. 水泵功率=轴功率*安全系数（通常取1.1-1.2）。

从表2 计算结果可看出，随着建筑高度由6 层升至17层，户均耗能由11W 升至了30W，假定每日“集散式”太阳能热水系统运转6 小时可以将60L 初始温度为15℃的冷水加热到60℃，则得到的热量为11.34kJ，户均耗能则由2%升至5.67%，多耗能近乎3 倍，6~17 层“集散式”太阳能系统获得相同热量所耗能所占比例如图2所示。

图2 6~17层“集散式”太阳能系统获得相同热量所耗能所占比例

通过理论计算的水泵选型并不一定能够选择到合适的水泵，以威乐PH热水循环水泵为例，满足6 层一梯四户的“集散式”系统，可以选择PH751EH（原型号为PH403EH）：额定流量130L/min，额定扬程16 米，输入功率1kW，这时的户均能耗为41.67W，而同样的11 层建筑，则应该选择PH2201QH（原型号PH2200Q），额定流量308L/min，额定扬程30m，输入功率2.8kW，这时的户均能耗就达到了63.64W，对比理论计算值都有很大程度的提高。

如图3 所示，“集散式”系统在9 层以上的住宅建筑单位能耗要远远大于9 层以下的单位能耗，所以超过9 层住宅不宜采用“集散式”太阳能系统。

图3 6~11层“集散式”太阳能系统所所选水泵的能耗对比

来源：《中国太阳能工程》杂志 作者：北京市太阳能研究所集团有限公司/赵文智、颜凯，北京北方汇德太阳能技术有限公司/盛国刚

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