平板太阳能系统应用类型
来源：中国太阳能产业联盟网
为了发挥平板太阳能集热器的优势，而今公司在多年工程实践中不断学习国内外先进经验，不断探索提高，对不同工程类型采用了不同防冻方式，使平太阳能集热功能不仅达全年使用，并能与建筑物融为一体。以下是而今公司近些年工程实践中平板太阳能工程系统应用类型：
一、平板阳台壁挂式太阳能热水工程
平板阳台壁挂式太阳能热水器是分体式太阳能热水器的一种类型，由平板太阳能板集热器，导管，储水箱三部分组成。平板太阳能板集热器吸收热能，导管通过介质密度温差循环方式，将集热能量换热循环到储水箱。平板阳台壁挂式太阳能热水器优点：
1.节省空间，集热器与储水箱相分离，解决高层用户的安装烦恼；
2.平板太阳能集热器安装位置易与建筑结构匹配。集热器可悬挂在阳台或室外墙体上，减小风阻，美观大方；
3.集热器并不与导管内的水直接接触，而是通过传导液将热能传导到冷凝端，由冷凝端将热能传导到导管内，不会产生水垢；
4.传导液属于专业防冻介质，低温条件下可正常使用，阳光下两分钟便可输出热量；
5.水箱采用聚氨脂发泡为保温层，保温性能更佳；储水箱内配有辅助电加热系统，即使阳光不足时开启辅助系统也可正常使用热水器；
6.储水箱内由搪瓷内胆结构组成，将水电隔离，安全可靠；整套系统承压使用，不会出现储水箱因缺水而导致水箱空烧现象，使用更安全。由于城市内高层建筑越来越多，传统的太阳能热水器已不能满足人们安装使用的空间，新一代的阳台壁挂太阳能（特别是平板式类型）正逐步走入人们的生活，成为高层住户的首选太阳能热水器产品。
工程案例：常州市中意宝第阳台壁挂式太阳能热水工程
常州市中意宝第阳台壁挂式太阳能热水工程建筑面积265000平米，是常州精英居家住房的首选。2005年工程设计时即决定新建楼盘2400户均安装太阳能，作为房屋销售亮点。该工程荣为常州市“首席太阳能社区”。根据房地产开发公司的思路要求，而今公司与建筑设计单位多次探讨论证，决定该小区全部采用平板阳台壁挂式太阳能热水器，实行温差循环运转系统。水箱与集热器分体安装，使非顶层用户都能用上太阳能热水器。集热器是集热系统的核心，板芯我们选用了铜铝复合材料阳极氧化涂层，发射率小于0.15，吸收率大于0.90，吸热强劲。平面覆盖玻璃厚度为0.4mm钢化玻璃，该种玻璃的光透射率超为80%，抗冰雹能力为直径3cm冲击不破损，玻璃外框采用精选铝合金材质无渗漏压卡、性能稳定。系统采用双层夹套承压水箱。集热器与水箱夹层之间热传递采用防冻介质，实行二次温差循环，避免了集热器内存水冻坏、结垢的难题。换热效率高，内胆采用钢板搪瓷，耐腐蚀，不结垢，使用寿命长，承压0.8Mpa，水箱外壳采用进口彩色钢板，耐腐蚀性能好，并且不退色，抗氧化。保温层厚度为50mm，聚氨酯高压整体发泡，一次成型，发泡密度均匀，保温性能好。系统采用顶水式，打开水龙头就有喷射力热水。按照国家设计技术参数，我们对集热器设置了最佳合适角度。对集热器荷载锚固做到确保抗风、承载重量要求。对循环管路与墙体进出孔洞保持坡度，确保防水和温差循环合理。对集热板外壳色彩选用与墙体接近的银白色，成为建筑物的一个配件和组成部分。中意宝第小区现已竣工一、二、三期住宅楼16栋，楼层高12—27层，平板阳台壁挂式太阳能热水器已同步安装交用户使用，计已完成1800户。该项目一期集热器施工安装结束，特别是经过了三个冬季的考验，产品的设计要求及效果得到了用户认可。但也发现了一些问题，我们总结了经验，在
二期施工中作以下调整：
1．因原有设计阳台高度定的较低，这样按其倾角，集热板的宽度受限，这样就对有些位置较短的阳台形成集热面积不足。所以后期设计时，首先我们要求设计部门先确定窗台以下的高度，确保集热器采光面积和集热板尺寸配比合理。
2．因每幢楼间的内外布局设计不同模式，有些配置集热板房间，其阳台与房间形成整体，让用户产生太阳能水箱占用了房间位置。我们与设计院具体探讨，设法让热水箱安装于室外空调飘窗部位，这样既保证了建筑物外观视觉不受影响，又让用户满意，并保证了维修安全和方便。通过中意宝第工程，我们对以后工程产品将有更高要求，对集热板我们将选用效率更高的全铜黑鉻或全铜蓝膜集热材料，在解决防冻情况下它们的集热效率都将与真空管接近。支架选用不锈钢材料以增加使用寿命，水箱及附材配置也将有所调整，适用性更强。通过经验的不断探索，相继我们近几年在常州、苏州、昆山、兴化、无锡等多处高层建筑工程中完成了多项阳台壁挂式太阳能热水工程，都取得较好的效果。经过工程的不断实践和总结，我们积累了平板分体式太阳能热水器的设计、安装很多宝贵经验；并参与了国家标准《家用分体双回路太阳能热水系统》起草。
二、别墅型分体平板太阳能工程
分体式太阳能热水器是近些年与太阳能建筑一体化才兴起的一种太阳能热水器类型，其中又分承压式和常压式两大类，它与普通型太阳能热水器最大的区别就在于它的集热器与储水箱是分开的。为达到美观的目的，集热器可以放在建筑物能晒到阳光的合适地方，而储水箱也同样可以放在任一位置，它们之间的循环采用强制(水泵)循环方式，配套相应控制系统和辅助能源,达到天侯24小时供水目的，通常用在高层以及别墅，因与建筑一体化配置，平板集热器更具适合优势。分体平板太阳能热水系统我们可以采用两种循环方式换热循环保证集热板冬季抗冻功能。
（一）采用双循环回路系统
一路为集热器与水箱内的热交换器之间的闭路循环系统，采用防冻液作为集热器加热工质的双循环系统；此循环系统由太阳能工作站自动控制运行，并配置有减压阀、安全阀、膨胀罐，以保证系统安全、正常的运行。一路为热水循环系统，采用二次换热方式加热承压式水箱内的水，用水采用顶水式，依靠自来水的压力由水箱底部顶出热水，让用户随时享受到有喷射力的热水。集热器采用全铜黑铬平板集热板，亦可采用铜铝复合或蓝膜（氮氧化钛）。全铜板心吸热快，传导性好，热损小；黑铬涂层吸收效率高，发射率较铜铝复合低。铝合金边框硬度高、抗腐蚀性强，金属色宜于与建筑融为一体；聚氨酯发泡保温，保温效果好，有效的降低了平板集热器的热损耗。覆盖透光率高、含铁量低钢化玻璃。抗打击能力强、保证了集热器的性能和安全。水箱采用钢板搪瓷内胆、彩钢外壳，聚氨酯高压一次发泡成型保温，水箱内配置铜热交换器，换热面积大、承压运行。另外贮水箱内配有辅助电加热系统，保证阴雨天或冬天阳光不足时仍可以为用户供应热水。工作站可根据用户的热水需求方式来设置相应的控制功能，实现24小时供应热水或定时供应热水的目的，享受热水中心的舒适和方便。该系统集热器和水箱分离安装，平板集热器成为建筑的一个构件，与建筑完美结合。我单位施工的常州水晶城别墅群工程、无锡、张家港高速公路管理区、苏州云锦城等多个平板分体太阳能工程等即是以上系统类型。
（二）采用回流排空系统
将集热板镶嵌于屋面中，形成与建筑物一体，水箱放置于室内水箱间，太阳能集热系统采用温差循环换热方式不断工作，温度传感器启动太阳能循环泵，系统开始循环，当集热器温度的水温度差达到设定下限时，控制器发出控制信号，太阳能系统水泵停止，集热器及管线中的水按坡度排空返回到常压式水箱中，系统排空防冻，全天候运行。这样通过每次集热程序进行水热交换，不断地将集热器产生的热水置换到太阳能水箱。工程施工首先解决屋面集热板安装位置的防水处理，并将集热板固定件管线的屋面套管防水予留好。热水供应系统于室内热水间通过电脑控制点启动控制循环泵，向各用水点随时提供热水。水箱上三分之一处设电辅助加热，当储水箱上部水温低于设定值时，进行补充加热。保证冬季和阳光不足辅助系统加热，全天候供应热水。我们与镇江纪委宾馆、蔬菜研究所、溧阳山庄宾馆等多个大系统别墅建筑即采用该种类型。
三、平板回流式排空大型太阳能工程系统
平板集热器及热利用系统故障率低，回流排空式太阳能工程系统采用回流排空方法系统抗冻，它解决了集热器和管路在冬季冻结难题，同时对夏季防过热更具有独特的功效；保证了平板太阳能系统全年安全使用。
工程案例：江苏省常州高级中学游泳池太阳能热水工程
2008年国家投巨资为常州高级中学施建现代化文体中心，该建筑底层为游泳池。按节能设计要求，其游泳池热能损失利用太阳能热源补充。校方、设计院经多次比较，最后确定选用国内集热效能较高的黑铬平板集热板。经政府招标，而今公司在众多太阳能企业投标竞争中成为省常中游泳池太阳能集热系统工程中标方。因该工程的具体要求，我们特将以下几个事项作为工程安装重点：
1．集热板和管线抗冻处理
采用回流排空式解决系统抗冻，集热器及管路的安装坡度，在达到设定条件后将集热器及管路中的水排回至室内水箱的方法。防止集热器和管路在冬季冻结。
2．防过热高温防结垢处理
将系统设计水完全在60℃以下低温中快速循环，防过热、不发生水垢产的条件。就是高温情况下强制上
水对集热板也没有影响。
3．集热板保温层防过热萎缩 集热板保温材料高温状态下易过热萎缩，我们对现有工程集热板采用材料工艺，与聚氨酯形 成隔离状态，不产生过热萎缩。 使其在较高工作温度下保温层仍 保持密封状态，降低热损。
4．不锈钢管道与集热板铜件防电化学腐蚀处理
两种金属或合金相接触时，极易造成异种金属接触处的局部电偶腐蚀，我 们采用相应工艺组件，将材料合理匹配组合。
5．集热板壳体要求
集热板外壳要求有一定的钢度和强度，并便于安装。我们定型制作防热损 无玻璃橡胶压条专用铝型材，无边角边割整体组合制作。
6．集热板及系统排气、吸气处理
集热器及管路按运行位置实行流量平衡，每个系统单元的最高位置配以排 气、吸气系统，以保证系统循环、排空和回流需要，达系统正常运行。 我们将回流式排空功能应用于平板太阳能大型工程系统，防冻的方法既可靠又不增加系统投资；既不浪费能源又不影响热效率；几年来这一方法在我们 施工的大量工程实践应用中得到证明，是非常成功和行之有效的。如常州残联 办公大楼、苏州水云居小区等多个项目均采用该项模式。同时，我们针对每个 单项平板工程特点，具体解决每件工程难题，保证最合理工程设计及施工方案。 通过多年工程实践，我们充分认识到，我国太阳能建筑一体化（特别是平板）的发展，尚需进一步总结经验，还将提高平板集热器热性能研制，如：
1．改进吸热板结构，以改善吸热板对介质的传热性能，抑制平板型集热器夹层内空气的自然对流，减少平板型集热器损失，提高平板型集热器热性能；
2. 开发高效平板太阳能集热器技术，涂层 α ≥ 0.92、ε ≥ 0.08，玻璃 τ ≥ 0.90，热损≤ 4W（m2K）的研发；和平板集热器先进生产装备及工业化 生产应用。
3．我们认为平板太阳能热水系统与建筑有机结合，还需要太阳能行业、 建筑设计单位的共同努力，绝非哪一家太阳能企业能够独立完成。
