南方地区农村住宅太阳能热水系统研究

南方地区农村住宅太阳能热水系统研究

摘要:结合我国南方地区农村住宅的用水特点,进行多角度的分析,并简要介绍了南方地区农村住宅太阳能热水供应系统设计原则,例如合理利用太阳能、加强协调设计、合理确定太阳能热水器的倾角等等,提出太阳能热水供应系统选择要点,希望能够给相关工作人员提供一定的借鉴与帮助。

关键词:南方地区;农村住宅;太阳能热水系统

我国南方地区农村住宅分布范围较广,通过科学运用太阳能热水系统用,不但能够保护生态环境,合理调整能源结构,而且可以提升能源的综合利用水平,真正实现节能减排目标。为了保证太阳能热水系统得到大面积普及,本文重点探讨南方地区住宅太阳能热水系统设计与选择要点。

1南方地区农村住宅用水特点

(1)我国南方农村经济发展速度不断加快,城镇化住宅数量逐年增加,因为农村居民生活水平的提升,居民洗澡频率增加,对热水的需求量较大[1]。(2)我国南方地区的气候比较温和,土壤肥沃,大部分农村居民种植水稻与蔬菜,遵守日出而作、日落而归的作息原则,在每天早上6点到8、完善18点到20点两个时间段内,热水用量最多。

2太阳能热水供应系统选择要点

2.1太阳能热水供应系统设计原则

(1)合理利用太阳能。因为太阳能热水供应系统内部结构较为复杂,而且集热器需要完全暴露在太阳下,所以,在设计工作中,设计人员要尽可能的减少集热器四周遮挡,从造型角度来分析,还要将集热器设置在显著位置。(2)加强协调设计。在规划设计工作之中,设计人员要根据我国南方农村地区的地理环境,包括该地区的气候环境,以及日照条件,科学确定住宅朝向,保证太阳能热水供应系统的经济效益与环境效益得到充分发挥。在规划设计过程之中,设计人员要全面考虑农村居民的热水使用需求情况,并结合农村居民的经济能力,合理确定太阳能热水供应系统的形式与规模。(3)在农村住宅设计过程当中,设计人员要综合考虑太阳能热水供应系统的具体位置,包括系统的主要功能,合理选择太阳能热水供应系统,并科学确定集热器的安装位置与水箱位置。(4)合理确定太阳能热水器的倾角,如果选用整体式太阳能热水器,为了进一步提升集热装置的运行效率,要求相关人员准确记录下太阳能热水器的采光倾斜角度,并优化集热器的安装流程。

2.2选择集热效果较好的太阳能热水供应系统

结合上述分析数据得知,我国南方地区的春季温度比较高,降雨量较大,太阳能的供热能力较低,而夏季太阳能热水供应系统的供热能力较为富余,秋季太阳能热水系统供热能力适中,冬季供热能力比较低。因为冬季太阳能的辐照强度比较低,而居民的热水需求量特别大,经常出现太阳能供热能力不足现象[2]。在选择太阳能热水器的过程当中,需要相关人员准确计算出太阳能辅助设备消耗量,辅助设备的加热能耗过大,则表明该太阳能热水器加热效果差。经过认真的计算得知,当太阳能热水器的供热保证率达到53.5%时,太阳能热水系统的供热效果最佳。另外,相关人员还要根据我南方地区住宅特点,包括该地区的日照时数、太阳辐射的强度,包括该地区的温度变化情况等因素,合理优化太阳能热水供应系统。

2.3科学选择太阳能热水供应设备

(1)因为南方地区农村热水制取设施种类比较多,常见的热水制取设施主要包括电热水器、太阳能热水器、煤炉与沼气燃气灶等等,我国大部分的南方农村地区森林资源较为丰富,很多农民选择砍伐树木,用来做饭或者制取热水,因此,用柴火炉灶制取热水所占比例最大,通过采用炉灶生火模式,操作流程特别简单,而且不会污染生态环境。但是,此种热水制取方式也存在一定的缺点,原材料的获取复杂[3]。结合南方地区农村居民的生活习惯,相关部门要科学选择太阳能热水供应设备,并进行大面积的推广,让农村居民能够更好的了解太阳能热水供应设备,享受太阳能热水供应设备所带来的便利。(2)在选择太阳能热水供应设备的过程之中,相关部门要综合农村居民的经济条件,做好相应的推广工作,让农村居民能够更好的接受太阳能热水供应设备。由于太阳能热水供应系统内部的设备比较多,为了保证太阳能热水供应系统的稳定运行,相关部门还要安排专业技术人员定期对各个农户家中的太阳能热水供应系统进行检查。

2.4注意事项

(1)在设计农村住宅太阳能热水设备的过程当中,设计人员要认真遵守因地制宜原则,并全面考虑该地区的日照时数与太阳能辐照强度,包括农村居民的用水特点以及生活习惯等等,并结合该地区的用水定额,合理选择农村住宅太阳能热水设备[4]。(2)一般来说,我国南方农村住宅太阳能热水系统比较分散,采用局部供热系统较多,虽然太阳能热水供应系统的操作比较简单,但是,缺乏统筹管理,会浪费大量能源,尤其是在设置在热水设备出口温度时,相关人员要结合农村居民的用水特点,包括该地区的水质条件,合理设置热水设备的出口温度。(3)因为集热水箱的内部容积比较大,如果遇到了阴雨天,需采用典辅助措施进行加热,会消耗大量能源。为了保证此问题得到良好解决,相关人员可以合理安装电加热元件,并按照37L/(人•d)要求,合理控制集热水箱的容积,在降低初始投资的同时,不断减少电辅助加热能源的损耗。(4)我国南方农村住宅分布较为分散,不同地区的生活习惯与用水特点存在较大差异,在城乡一体化快速推进的今天,农村居民生活质量逐年提升,农村居民的生活舒适度得到显著提高,消耗的能源越来越多[5]。因此,通过在我国南方农村住宅中科学安装太阳能热水供应系统,不但能够有效满足农村居民的基本生活需求,而且可以取得较好的经济效益。

3结束语

综上所述,通过对太阳能热水供应系统选择要点进行全方位分析,例如明确太阳能热水供应系统设计原则、科学选择集热效果较好的太阳能热水供应系统、合理选择太阳能热水供应设备等等,可以保证南方农村住宅太阳能热水供应系统更加稳定的运行,有效满足农村居民的用水需求。

参考文献

[1]张晓辰,何依琴.昆明地区高层住宅建筑阳台壁挂式太阳能热水器安装户数限值研究[J].中国水运(下半月),2019,19(1):234-236.

[2]刘玮,周志华,黄欣,等.不锈钢球封装相变材料太阳能热水系统性能实验研究[J].暖通空调,2019,49(2):111-116.

[3]刘尧,牛亚琳,钱凡悦,等.太阳能-空气源热泵联合运行系统方案设计及仿真模拟[J].上海节能,2019(1):54-59.

[4]丁海兵,白建祥,张广顺.不同安装角度下平板集热器阳台壁挂式太阳能热水系统性能分析[J].建设科技,2019(2):63-68.

[5]牛艳,高文峰,刘滔,等.夹套换热水箱全玻璃真空管太阳能热水系统热性能实验研究[J].云南师范大学学报:自然科学版,2019,39(1):10-13.

作者:王伟华 单位:湘潭市规划建筑设计院有限责任公司