飘板式太阳能集热系统与建筑结合应用案例
来源：中国太阳能产业联盟网
1 项目概况
飘板式太阳能集热系统，实际上是指根据某些建筑顶部、侧部的特殊结构，这些结构包含了外形装饰、建筑理念、局部功能等，在要求建筑节能时需要安装太阳能热水系统。系统设计者根据这些建筑既有的结构特点，通过选配合理的太阳能集热器，进行整体布局，让太阳能集热系统与建筑物相结合，实现艺术与功能的完美融合，成为节能建筑一道靓丽的风景线。由于多个太阳能集热器单元连续在不等水平面、不平行轴向铺设而形成整体外观上具有波浪形状，业内人士称为飘板式太阳能集热系统。
目前来讲，飘板式太阳能集热系统还算不上真正意义的太阳能与建筑相结合系统，因为目前系统设计情况看，它与建筑相结合的内容相吻合的太少。我们在实际工程中，经常遇到一些特殊的建筑结构。尤其是既有建筑的屋顶层。图1是该项目中上海市金山区巴德士集团新建办公区建筑的外形。
2集热系统设计要点
1.闭合式外形
上海市金山区巴德士集团新建办公区每天最大用热水量10t。楼顶有足够的太阳能集热器安装空间和良好的安装条件。但客户要求一定要充分利用楼顶不等高的立柱，架空安
装。不等高立柱只要用掉一部分就可以完全满足采光面积需求。如果利用中间部分，周边立柱还需要进行其他方式的改装。因此，经过反复论证后，决定沿建筑屋顶周边布置太阳能集热器，形成一个闭式外形，并且外周边檐高于集热器的内周边檐。建筑屋顶正南面由于东西两端高于中部，太阳能集热器如此排列，从外观上看，有一种展翅高飞、蓬勃向上的感觉（见图2）。
2.支架设计
由于该工程特殊的外形结构，因此，太阳能集热器支架不再是传统意义上 纯的太阳能支架，该工程主构架选取了钢结构建筑常用的镀锌C型钢，使其更好地与建筑用材相吻合，如图3所示。
3.太阳能集热器选型
考虑到工程所处地理位置经常有大风来袭，并且经常面临台风的威胁。因此该工程系统设计时，对系统的抗风性要求较严格，在对各种太阳能集热器进行对比后选取了真空管式太阳能集热器，并且选取了间接换热（管内不直接走水）式中低温太阳能集热器。该太阳能集热器外形尺寸如图4所示。
4.管路布置
集热器布局再好，如果管路敷设不合理，也影响整个工程的外观。真空管式太阳能集热器系统对管路布局要求较严格，该工程在太阳能集热器选型初始，就充分考虑到循环管路的敷设位置以及单元集热器之间的管路连接方式和连接位置。图5给出了所采取的方法。
图5中可看出，单元集热器之间的间接换热管，由集热器联箱的下部伸出，并变向贴紧集热器地平面，延伸到集热器的底部。同时主循环管路与单元集热器连接管路成90°变向隐蔽在C型钢的槽口内。图5中还可看出，该设计方式充分利用整个系统飘逸、变向的特点，设计主循环管路形成“双环式”循环系统。
5.洗浴、饮水一体化（见图6）
由图6可以看出，太阳能热水系统高温回液首先经过饮用水箱实施第一级放热，再通过洗浴水箱实施第二级放热。该系统循环工质为水，再加上换热器隔离，保证了饮水卫生。当饮水箱温度达到设定值时，短路电磁阀打开。太阳能热水系统只对洗浴水箱实施放热。
6.防冻
目前即使在我国南部地区，太阳能集热系统也要采取可靠的防冻措施，保证安全运行。由于该系统太阳能集热器高于出热水箱，因此采用“排回排空”防冻措施。
3结论
通过对该太阳能热利用案例的分析，了解了在遇到建筑楼顶为异型结构时，如何设计安装太阳能热水系统。尤其是合理对太阳能集热器类型的选取、循环管路的敷设、支架的设计安装、系统的布局等问题，提出了许多具体实施办法。并且根据实际需要，如何在安装中低温太阳能热水系统满足洗浴的同时，兼顾生活饮水的供热要求，该案例对于实现更广泛的太阳能与建筑结合综合应用提供了宝贵经验。
参考文献
1王如竹，代彦军太阳能制冷北京：化学工业出版社，2006.8
2郭茶秀，魏新利热能储存技术与应用北京：化学工业出版社，2005.4
3陈礼，吴勇华流体力学与热工基础北京：清华大学出版社，2002.8
4何梓年，朱敦智太阳能供热采暖应用技术手册北京：化学工业出版社，2009.5
