Solar luftkälla vattenvärmare (SAWH) spelar en viktig roll för att driva energiomställningen i stadsbyggnader. Men i stadsmiljöer med hög täthet står installationen och driften av deras nyckelkomponenter – solfångare och värmepumps utomhusenheter – inför en rad specialiserade tekniska utmaningar, främst när det gäller installationsutrymme, strukturell bärförmåga och buller.
Lösningar på utmaningar med rumslig integration
I stadsbyggnader är tak- och ytterväggsutrymmet ofta mycket begränsat, vilket kräver noggrann planering för att möta förhållandet mellan golvyta och estetiska krav.
1. Vertikal och fasadutbyggnad av solfångare
Traditionella lutande installationssamlare kräver en stor projicerad yta. I stadsmiljöer tenderar professionella ingenjörsprojekt att använda byggnadsintegrerad solvärmeteknik (BIST).
Fasadintegration: Plattsamlare är integrerade i byggnadens fasad och ersätter traditionella gardinväggar. Detta bevarar inte bara takutrymmet utan utnyttjar också den vertikala fasaden för estetiskt tilltalande och solskydd. Även om fasadinstallation offrar en del av värmeuppsamlingseffektiviteten som erhålls från den optimala lutningsvinkeln, är dess rumsliga effektivitet och arkitektoniska värde ännu mer betydande i stadsprojekt.
Integration av balkong och räcke: Små modulära solfångare är integrerade i balkongräcken för bostäder eller under parasoll. Denna distribuerade installationsstrategi förvandlar tidigare outnyttjad yta till energigenererande utrymme och är särskilt lämplig för höga bostadshus.
Delad och modulär: Genom att använda en delad systemdesign fördelas kollektormodulerna över flera tillgängliga små utrymmen (som utrustningsplattformar och ventilationsschakt), anslutna till en centraliserad termisk lagringstank via specialiserade rör, vilket ökar utrymmesflexibiliteten.
2. Kompakta och dolda utomhusenheter för värmepump
Utomhusvärmepumpsenheter kräver gott om ventilation och värmeavledningsutrymme samtidigt som de uppfyller stadslandskapskraven.
Ultratunn och modulär design: Välj ultratunna luftkylda värmepumpsenheter eller använd multi-delade modulära värmepumpar, anordnade parallellt för att rymma smala utrustningsplattformar.
Centraliserad utrustningsplattform: Planera under den inledande byggnadsdesignfasen ett dedikerat golv för mekanisk utrustning eller centraliserat takutrustningsområde. Installera utrustningen dold med ljudisolerade kapslingar och jalusier för att säkerställa tillräckligt luftflöde runt värmepumpen.
Strukturella lastbärande och säkerhetsåtgärder
Vikten av solfångare, värmelagringstankar (särskilt när de är fulla) och värmepumpsenheter utgör strukturella lastbärande utmaningar för befintliga eller höghus.
Distribuerad lastbärande strategi: Undvik att koncentrera all utrustning i ett enda lastbärande område. Fördela kollektorernas vikt över takets primära balkar eller skjuvväggar, snarare än sekundära balkar eller mitten av golvplattan.
Lättviktskollektorteknik: Föredrar lätta värmerörs evakuerade rörkollektorer eller lätta plattkollektorer för att minska ytterligare belastningar på takkonstruktionen.
Utplacering av värmelagringstankar på botten eller lägre nivåer: Värmelagringstankar, särskilt stora centraliserade, är extremt tunga när de är fulla. Professionell design kräver vanligtvis placering av värmelagringstankar i områden med stark strukturell bärförmåga, såsom byggnadens källare, utrustningsnivå eller podiumtak. Effektiva cirkulationspumpar transporterar värme till kollektorerna och distribuerar den till olika vattenpunkter, vilket undviker överbelastning på höghustak.
Vindbelastningsberäkning: På höghustak överstiger vindlasterna ofta utrustningens vikt. Rigorösa vindtrycksberäkningar och strukturella förankringsdesigner krävs, med en kombination av inbäddade ankarbultar och motvikter för att säkerställa systemets strukturella säkerhet i extrema väderförhållanden.
Professionell bullerkontroll och begränsning
Det mekaniska ljudet och luftflödesljudet som genereras av värmepumpens utomhusenheter under drift är en källa till klagomål i stadsmiljöer och måste kontrolleras strikt genom akustisk design för att uppfylla urbana miljöbullerstandarder.
Val av lågbrusenhet: Att välja en värmepumpsenhet med extremt låg ljudnivå med en inverterkompressor och en låghastighetsfläkt med stor diameter är nyckeln till att minska ljudkällans intensitet vid källan.
Vibrationsdämpnings- och isoleringsteknik: Högeffektiva vibrationsdämpande dynor eller fjäderisolatorer är installerade under enhetens bas för att effektivt blockera strukturburet buller från att nå byggnadsstrukturen.
Ljudabsorption och isolering: Akustiska barriärer eller kapslingar är installerade runt utrustningsplattformen. Barriärens material och höjd måste noga övervägas baserat på akustiska beräkningar för att säkerställa att den effektivt blockerar ljudöverföringsvägar, särskilt mot känsliga områden (som sovrumsfönster).
Tyst nattläge: Ett intelligent kontrollsystem växlar automatiskt till tyst läge under nattetid, vilket reducerar kompressor- och fläkthastigheterna på lämpligt sätt för att möta strängare bullergränser på natten.
