摘要：以工程为例介绍了太阳能集热器的种类、选型及应用，并分析其节能效益
关键词：太阳能集热器，集热面积，节能效益分析
1前言
太阳能集热器是利用太阳的辐射热量，将水从低温加热到高温并利用的装置，是一种热能产品。目前，我国大力倡导环境保护和节约能源，使得太阳能技术日趋完善，随着人们环保意识及节能减排意识的不断加强，其应用也越来越多。但在冬季寒冷天气（尤其北方）及夏季阴雨连绵的天气下，热水温度一般达不到用户需求，因此必然要考虑其辅助热源。从设计角度出发：按经济利益分析，推荐采用燃煤锅炉、燃油（气）锅炉做为辅助热源；从环境保护角度考虑，推荐采用电能做为辅助热源。本项目根据业主的实际情况选用的辅助热源是：燃气锅炉。
2概况
2.1工程概况
吉林某地益信小区D栋宾馆共六层，建筑面积5700平方米，屋顶为坡屋面，宾馆24小时用热水，用于客房、餐厅、公共浴区等。冷水由小区泵房供水，辅助热源来自燃气锅炉房。
2.2设计参数
冷水平均温度10°C，热水供应温度约50°C，结合实际使用情况，设计按热水消耗量20吨/日考虑。
3太阳能集热器的选择
目前在太阳能热水工程中通常采用的太阳能集热器主要有平板型太阳能集热器、全玻璃真空管集热器、U型管式真空管集热器、热管式真空管集热器和直流式真空管集热器五种。
五种类型的太阳能集热器性能见下表
本项目根据当地的实际气候情况，采用的太阳能集热器为全玻璃真空管集热器，并在冬季寒冷天气及夏季阴雨连绵的天气下，选择辅助热源----燃气锅炉房来满足用户对热水温度的需求。当室外温度满足热水供应温度需求时，使用太阳能集热器；当室外温度不满足热水供应温度需求时，使用辅助热源燃气锅炉，通过汽水换热器将集热器的水加热至热水供应温度，送至用户。这样，既节省了燃气锅炉的燃料，又达到了用户的热水供应温度。
4太阳能集热器的系统流程图
1----软水器S----冷水管道
2----软水箱S8---软水管道
3----锅炉给水泵Z----蒸汽管道
4----燃气锅炉N----凝结水管道
5----分汽缸R----集热器出水管道
6----汽水换热器R1---热水供水管道
7----太阳能集热器
5太阳能集热器面积的确定
太阳能热水供应系统中，太阳能集热器的面积应以热水系统的设计热负荷或根据实际情况确定的太阳能供热量作为基本依据，并分析计算项目所在地单位面积的太阳能集热器平均每日有效得热量，从而确定太阳能集热器的安装面积。
真空管集热器在日照17000KJ/m2?d条件下，每m2集热面，当采用皇明专利三高管技术，则春秋季产热水量70—90L/m2•d；夏季产热水量100—120L/m2•d；冬季产热水量60—70L/m2?d。（水温为40-60℃）为保证系统全年使用，特别是保证冬季的用水量，本设计，按60L/m2?d(水温40℃以上)，则整个工程的集热器计算面积为333m2。
6太阳能集热器的安装及联结
热水工程中，太阳能集热器一般是固定角度安装，本项目根据建筑结构形式，太阳能集热器安装在坡屋面上，朝向为正南方向；通化地区纬度42º，纬度较高，冬季阳光与地平面夹角较小，应使用倾角较大的太阳能热水器，本设计选用50º倾角的太阳能集热器，保温储热水箱安装在顶层阁楼内。
集热器的联结方式有：串联、串并联、混联。一般小系统采用串联或串并联系统方式。对于串联或混联的情况必须在各并联回路装可调流量阀门，以保证各回路同程均匀得热。本工程采用皇明全玻璃真空联集管系统。
7系统运行效果及节能效益分析
本系统自投运两年来，用户反映良好，无故障，可以满足用户对热水供应的需求。
根据我国北方大部分地区的太阳辐照资料，太阳能直接加热可满足热水系统全年60—80%的热量需求，其余20—40%热量由太阳能辅助加热系统供应。在整个系统运行中，集热器吸收的太阳能的利用率接近100%，辅助加热的电力消耗只占系统总能耗的7—14%，较常规能源的热水系统可至少节能85%以上。
8结束语
随着太阳能技术的日趋完善，其环保节能的热水系统形式，越来越受到广大用户的欢迎。因此，热水供应工程设计中如何正确选择太阳能集热器及系统形式，显得尤为重要，选择得当其在北方地区才能有更广泛的应用前景。
参考文献：
《太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范》GB/T18713-2002
《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》GB50364-2005
《太阳热水系统性能评定规范》GB/T20095-2006
《太阳能热水器选用与安装》国标图集06J908-6
《太阳能集中热水系统选用与安装》06SS128
《建筑给排水设计规范》GB50015-2003
