1 引 言

   當今世界能源已經(jīng)成為全球的熱點、焦點問題。世界各國都面臨著資源和環(huán)保的雙重壓力，人類社會的可持續(xù)發(fā)展遭遇了空前的挑戰(zhàn)。太陽能是取之不盡用之不竭清潔能源，是人類理想的替代能源。太陽能唱主角的新能源時代初見端倪。 在太陽能產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的今天，太陽能光熱技術(shù)的開發(fā)和推廣應(yīng)用還存在某些不足，其中包括“太陽能與建筑一體化”等問題。

2太陽能與建筑節(jié)能

   建筑節(jié)能在國家能源節(jié)約戰(zhàn)略中有著重要地位。建筑能耗占總能耗的 25～40%，與交通運輸和工業(yè)一同被列為三大耗能用戶, 在建筑能耗中，空調(diào)制冷、供暖和熱水占 75%。2005 年底全國城鄉(xiāng)房屋建筑面積共計為 448 億㎡，到2011 年底已達到 535 億㎡，建筑耗能正在大幅度地增長，使日益緊張的能源形勢雪上加霜。國務(wù)院《節(jié)能中長期專項規(guī)劃》要求“十二五”期間建筑節(jié)能實現(xiàn)節(jié)約2億噸標準煤的規(guī)劃目標。 太陽能是最為方便、最有前途、可再生的建筑能源。我國太陽能資源極為豐富，年太陽能輻照總量大于 502 萬kJ/㎡、年日照時數(shù)超過 2200h的地區(qū)占國土面積 2/3 以上，國家已將太陽能熱利用納入了建筑節(jié)能范疇，為太陽能熱水系統(tǒng)建筑一體化奠定了重要的政策基礎(chǔ)。按我國《2000-2015 年新能源和可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》要求，我國太陽熱水器保有量到 2015 年達到 2.7 億m2，2020年達到 5.0 億m2，而 2005 年我國太陽能熱水器的保有量僅 7500 萬m2

                       太陽能熱水器將為建筑節(jié)能目標的實現(xiàn)起著至關(guān)重要的作用。 浙江省的太陽能熱水系統(tǒng)歷經(jīng)了20多年的發(fā)展，已經(jīng)具有了不小的規(guī)模，目前的擁有量約為800萬M2，浙江省的人口約5000萬，人均擁有量約為0.16M2。2007年以來在政府政策的推動下，發(fā)展尤為迅速，表1和表2是浙江省太陽能行業(yè)協(xié)會提供近兩年來各地原有和新裝太陽能熱水器的數(shù)量。

      3與建筑一體化是太陽能發(fā)展的趨勢

目前家用的太陽能熱水器主流產(chǎn)品——真空管太陽熱水器由于集熱采用熱虹吸循環(huán)，用水采用落水式，結(jié)構(gòu)采用水箱高置、真空管直插式，熱水器只能高高地架在屋頂或樓頂，擺放非常零亂，破壞了建筑美觀（如圖 1、圖 2） ，影響了城市形象，故而不少城市或物業(yè)部門明令禁止太陽能熱水器安裝。還有一種是管板型的普通平板太陽能熱水器,他的缺點是,集熱效率低,熱損大,焊接點多,易泄露,銅鋁焊接易脫落,直接走水不抗凍,維護率高等問題.顯然，現(xiàn)有常規(guī)產(chǎn)品自身的結(jié)構(gòu)缺陷已經(jīng)成為太陽能熱水器大規(guī)模推廣的技術(shù)瓶頸，要想從根本上突破，必須開發(fā)分體式構(gòu)件型系列新產(chǎn)品，實現(xiàn)太陽能與建筑 一體化。隨著《可再生能源法》的施行，太陽能與建筑一體化被擺上了重要的戰(zhàn)略高度。國家發(fā)改委、商務(wù)部、建設(shè)部以及中國可再生能源協(xié)會等相關(guān)團體，也相繼出臺了一些措施，對太陽能與建筑一體化進程給予了有力推進，各地政府紛紛出臺相關(guān)鼓勵政策，但是由于缺乏配套的產(chǎn)品而落實困難，收效甚微。面對越來越強烈市場的需求，太陽能界和建筑界已經(jīng)高度重視并開始互動，專家呼吁： “盡快開發(fā)出與建筑很好結(jié)合的太陽能產(chǎn)品與系統(tǒng)，要加強技術(shù)創(chuàng)新，加速太陽能產(chǎn)業(yè)與建筑的結(jié)合、太陽能與建筑一體化的新產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)。 ”太陽能與建筑一體化已經(jīng)成為太陽能熱利用和建筑節(jié)能的發(fā)展趨勢。 

     圖 1 安裝實例一                         圖 2 臺風過后

4 太陽能建筑一體化國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

 歐盟在太陽能與建筑一體化的研究及應(yīng)用方面均處于世界領(lǐng)先地位。主流產(chǎn)品是平板式太陽能熱水系統(tǒng)，以分體式雙循環(huán)承壓運行為主。集熱器的安裝實現(xiàn)了太陽能與建筑的完美結(jié)合。建筑一般為尖頂，集熱器像天窗一樣鑲嵌于坡屋面、平鋪于屋脊或壁掛于墻體，和建筑融為一體，增加了建筑美觀；防水結(jié)構(gòu)設(shè)計合理；屋頂承重?。粌崴湓诘叵率?、閣樓或樓梯間隱藏放置，不占室內(nèi)空間，避免屋頂承重；保溫水箱容積比較大，甚至很多家庭使用雙水箱；相應(yīng)的集熱器安裝面積也較大，從而滿足大量的熱水需求；熱水的用途不僅僅是洗浴，還用來供暖和提供生活用水；其水質(zhì)保持清潔，達到飲用水標準；平板集熱器板芯采用真空濺射選擇性涂層，吸收率高，發(fā)射率低，耐久可靠，性能指標好；雙循環(huán)系統(tǒng)以防凍液為工質(zhì)，保證高寒地區(qū)冬季正常使用；輔助能源選用燃氣爐、壁爐或電加熱器，一般通過換熱器間接加熱，確保全天候熱水供應(yīng)（見圖 3）。

歐共體15國太陽能熱水器集熱面積正以35%的速度遞增，2011年分體式太陽能熱水系統(tǒng)總面積將達到8155-10000萬m2。（見圖4）

歐盟安裝有集熱器建筑的比例：國外太陽能與建筑一體化的發(fā)展得到了政府的大力支持，一般采用高額補貼的辦法（補貼30%--40%，德國高達60%） 。以色列則采取強制性推廣政策，使太陽能熱水器的普及率已超過90％，太陽能熱水器總面積350萬m2，每千人人均580m2，，成為全球人均太陽熱水使用面積最高的國家。歐盟15國太陽熱水器集熱面積正以35%的速度遞增，2011年分體式太陽能熱水系統(tǒng)總面積將達到8155-10000萬m2。

5 太陽能建筑一體化的技術(shù)要求

為滿足我國太陽能與建筑一體化要求，太陽能熱水系統(tǒng)必須采用分體、承壓、雙循環(huán)系統(tǒng)，在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上容易和建筑完美結(jié)合，在系統(tǒng)質(zhì)量和性能上做到高效率，長壽命，免維護，全天候。 現(xiàn)在常用的普通太陽能熱水器除了前述美觀因素以外，安裝困難，容易破壞屋面防水層，導(dǎo)致屋面滲漏；上下水管道暴露于室外，熱損大，管路冷水多，造成水資源浪費，影響使用；防雷、防風措施不到位存在安全隱患；真空管屬于易損件，產(chǎn)品維修率高，尖頂樓房維修困難，還很不安全；高寒地區(qū)為防止結(jié)冰炸管冬季不得不停止使用……從質(zhì)量和性能方面都不能滿足太陽能與建筑一體化的需要。 為克服真空管直插式太陽能熱水器的結(jié)構(gòu)缺陷，市場上出現(xiàn)了真空管分體承壓式太陽能熱水器。業(yè)內(nèi)幾家大企業(yè)不遺余力地推廣宣傳，也做了一些示范工程，取得一定成效。但是，由于真空管自身結(jié)構(gòu)和易破碎的缺陷，它的可靠性、美觀性，防水性、耐久性、免維護等方面都不能令人放心，事實上也確實存在不少問題；在和建筑的結(jié)合方式上，往往不是太陽能和建筑有機結(jié)合，而是建筑迎合太陽能，難免有些牽強，也不利于示范、推廣。歐盟平板式太陽能熱水器占 90%以上的市場份額，給了我們很多啟示。通過總結(jié)國內(nèi)外相關(guān)實踐經(jīng)驗，我們確信由免維護抗凍高效平板集熱器組成的分體、承壓式太陽能熱水系統(tǒng)才是實現(xiàn)建筑一體化的最佳選擇。 經(jīng)多年研究發(fā)現(xiàn)，免維護抗凍高效平板式太陽能系統(tǒng)優(yōu)點很多。以嘉興煜騰新能源科技有限公司的免維護抗凍高效平板式太陽能熱水系統(tǒng)為例，其免維護抗凍高效平板式太陽能集熱器優(yōu)點如下：

一:承壓能力＞1.5MPa，高于傳統(tǒng)的0.6MPa。

二:采用整板黑鉻（進口藍膜）板芯，瞬時效率達83%以上。

三:采用專利導(dǎo)熱膠粘接技術(shù)，性能更加穩(wěn)定。

四:采用專利技術(shù)整體酚醛襯鋼背板，大大提高保溫性能。

五:采用低鐵高透光超白技術(shù)和鋁壓條密封技術(shù)，杜絕滲水。

六:無泄漏、無結(jié)垢等隱患、系統(tǒng)綜合成本低、 易于建筑一體化。

七:集熱器日有效得熱效率年均為65%左右，遠遠高于國內(nèi)外傳統(tǒng)平板太陽能。

     免維護抗凍高效平板太陽能集熱器采用新型的微熱管陣列技術(shù)，比起傳統(tǒng)方式，微型熱管陣列平板太陽能集熱器具有全面積熱吸收與熱輸運的構(gòu)造，無翅片效應(yīng)，全面積均溫，對流熱損小，因而具有較高的熱效率。

     免維護抗凍高效平板太陽能集熱器沒有任何焊接部位，全干式連接，全系統(tǒng)與回路無焊接，效率高、響應(yīng)快，集熱器的可靠性極高?？梢愿鶕?jù)實際需要靈活安裝，實現(xiàn)與建筑完美結(jié)合。(圖七圖八為集熱器結(jié)構(gòu)圖)

    圖5煜騰陽臺壁掛平板集熱器        圖6煜騰工程別墅型平板集熱器

6.與建筑一體化的高效、承壓、分體式太陽能熱水系統(tǒng)簡介

 嘉興煜騰新能源科技有限公司是專注于太陽能技術(shù)及節(jié)能技術(shù)發(fā)展的公司，專業(yè)從事免維護抗凍高效平板太陽能集熱器, 高效平板太陽能熱水器的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、應(yīng)用、國際貿(mào)易、工程安裝為一體的高科技企業(yè)，公司下屬嘉興煜騰光熱集成技有限公司和嘉興煜騰平板太陽能與建筑一體化研究所, 擁有一批行業(yè)資深的專業(yè)人才及銷售網(wǎng)絡(luò)，有先進的加工設(shè)備、裝配流水線和完善的檢測設(shè)備，可以根據(jù)客戶的要求進行設(shè)計和制造，以滿足客戶需要。公司的核心技術(shù)為微熱管陣列平板熱管,是我公司獨立研究開發(fā)出來的具有國際領(lǐng)先水平的一種具有超導(dǎo)熱性能的導(dǎo)熱元件。依靠內(nèi)部特殊工質(zhì)的相變傳熱傳質(zhì)，平板熱管的表觀熱傳導(dǎo)率是同樣金屬材質(zhì)熱傳導(dǎo)率的一萬倍，是具有同樣表面積的傳統(tǒng)圓形熱管的換熱能力的10倍，承壓能力是后者的10倍以上。主要產(chǎn)品有免維護抗凍高效平板太陽能集熱器、高效平板太陽能空氣集熱器、建筑一體化陽臺分體式平板太陽能熱水器，別墅式平板太陽能中央熱水系統(tǒng)，一體式平板太陽能及大型工程集中供熱系統(tǒng)等。憑借先進的技術(shù)及其過硬的品質(zhì)已經(jīng)在國內(nèi)外贏得良好的品牌信譽，產(chǎn)品已經(jīng)大量出口到德國、法國、西班牙等歐美地區(qū),被廣泛應(yīng)用于建筑一體化、采暖系統(tǒng)、太陽能熱水器配套等領(lǐng)域。
    公司與中科院浙江分院、浙江大學(xué)建筑設(shè)計研究院、河北保定太陽能研究所等大專院所建立技術(shù)合作關(guān)系。已申請20多項技術(shù)專利，并已通過ISO9001/14001國際質(zhì)量和環(huán)境體系認證，被浙江省建設(shè)廳列為2012年浙江省建設(shè)科技項目推廣企業(yè),審核通過了建設(shè)部(全國保障性用房建設(shè)用材優(yōu)質(zhì)供應(yīng)商)等榮譽.并被浙江省太陽能行業(yè)協(xié)會吸納為常務(wù)副會長單位,新加坡建設(shè)局國際開發(fā)署亞洲太平洋處指定為中國中新天津生態(tài)城合格供應(yīng)商.公司在太陽能與建筑結(jié)合方面，針對不同建筑結(jié)構(gòu)，設(shè)計多種方案可供選擇；盡可能實現(xiàn)太陽能組件的模塊化、多元化和規(guī)范化；把太陽能熱水系統(tǒng)的各個部件設(shè)計成為建筑構(gòu)件，巧妙地融入建筑之中，成為建筑組成不可分割的一部分，真正與建筑一體化，使分體式太陽能熱水系統(tǒng)既美觀   7. 結(jié)束語