引言：2011年我国城镇住宅生活热水总能耗折合标煤1453万t，占城镇住宅总能耗的9.5%；全国城镇住宅单位户的平均生活热水能耗为 60.3kgce/(hh•a)，相比 1996 年能耗水平升高近8倍，在建筑能耗中是位居供暖、空调、照明之后的第四大能耗。为推进节能减排，加强可再生能源在建筑节能中的应用，在激励安装政策的拉动下，太阳能由农村走向城市，由零售市场转向工程市场，利用太阳能供应生活热水逐渐得到推广。我国是太阳能资源比较丰富的地区，各地的太阳辐射年总量大约在3300J/m2·a~8400MJ/m2·a之间，截至2014年年底，全国城镇太阳能光热应用面积34.3亿m2。太阳能热水系统作为技术最成熟、应用最广泛、产业化发展最快的太阳能应用技术，是已知的可再生能源建筑应用领域最易为公众接受的形式之一。

    伴随着太阳能建筑应用规模的迅速发展，太阳能热水的口碑却不尽人意，很难使居民和开发商满意，结合问卷调研数据和工程实测数据，太阳能热水系统的应用发展仍然存在一些问题亟待解决。

    通过对200户居民的调查发现，太阳能热水系统普遍存在热水收费高、放冷水时间长等不足，致使用户评价不高。调研结果显示，只有37%的用户认为太阳能热水系统“很舒适”，而剩下63%的用户认为“一般”；与之相比，认为电热水器和燃气热水器“很舒适”的分别占42%和44%，如图1所示。然而，18%的用户所承担的太阳能热水价格超过20元/吨，与单纯用电加热的热水系统相比价格偏高，以经济节能为竞争手段的太阳能并未体现出优势。舒适性与价格难以匹配，制约着居民对太阳能热水的认可度。

    太阳能热水系统由太阳能集热器、贮水箱、管路系统、控制系统以及辅助加热系统五部分组成，必须要保证每一系统都无故障，才能实现太阳能热水系统的正常运行。在针对某省太阳能热水工程的一项调研中发现，运行费用高、常发系统故障、系统设计不合理及产品质量差是让物业管理部门最为头疼的问题，其中集热器的故障率最高、其次是水泵和管道，在走访的26个工程项目中，有近70%的工程是亏损的，仅有15%的工程能够盈利，如图2所示。所以，从开发商的角度来看，由于运行维护、计量收费等问题，不敢轻易采用。然而，为了响应节能政策，多地区出台了强制安装太阳能热水系统的政策，选择低价的太阳能产品成了开发商为应付政策而做出的理性选择，且一些工程建设方仍然通过租赁安装，或者安装却不投入使用。

    要解决这些问题，可以尝试从太阳能热水系统的经济性，以及反映经济性的常规能源消耗量入手。太阳能热水系统能量输入主要为集热系统得热量和辅助能源耗能量，能量输出主要为用户实际用热量和管路循环散热量，如图3所示。因此，可将太阳能热水系统的能量关系理解为“两进两出”，满足平衡公式“集热系统得热量+辅助能源耗能量=管路循环散热量+用户实际用热量”。基于此，可以尝试从太阳能热水系统的经济性，以及反映经济性的常规能源消耗量入手，重新审视太阳能热水系统的能量关系。

    在开展太阳能热水系统设计时，现有的太阳能热水系统的设计理念以用太阳能尽可能多的满足用户需求为导向。调查表明人均热水用量20-30L/天，这一数据与《民用建筑节水设计标准》、《建筑给水排水设计规范》、《小区集中生活热水供应设计规程》、《燃油、燃气热水机组生活热水供应设计规范》（分别以A~D表示）中的热水定额值相比小很多，见表1。再考虑热水温升的计算差异，计算负荷与实际需求相差甚远。安装较大的水箱和较多集热板相应增加了成本，提高了太阳能热水系统的初投资，却导致太阳能热水系统低效运行。

    确定“太阳能部分替代，常规能源保证”的新型主从关系。现有的太阳能热水系统的设计理念以用太阳能尽可能多的满足用户需求为导向，常规能源作为辅助能源进行补充，在进行热水负荷计算时往往以峰值作为设计的依据，造成了能源的极大浪费。建议在设计时转变应用太阳能满足用户热水负荷峰值的设计理念，不应一味的追求太阳能保证率，应将太阳能作为应用常规能源制备生活热水的部分替代能源，提高系统综合运行效率，这样既可以实现太阳能对常规能源的有效替代，有效控制吨热水能耗，又可以利用常规能源保证用户需求，减少不必要的能量损失，减轻系统运行维护的压力。所以，要转变设计思路，确定“太阳能部分替代，常规能源保证”的新型主从关系。即最大化利用集热器已收集的太阳能，通过常规能源解决工程可靠性问题。

    根据《可再生能源建筑应用工程评价标准》，目前的检测工作将重点放在集热系统效率及太阳能设计保证率上，以“跟踪太阳能”为主，过多地关注产品性能，而难以对系统实际运行优劣情况、节能效果进行评价。此外，测试方法要靠天吃饭，也就是说要有太阳才能干，而且四个太阳能辐照量的要求较高。同时由于测试工况与用户实际使用工况差异较大，测试结果很难真实反应系统实际运行状况，因此，系统测试应从“跟踪太阳能”转变为“跟踪常规能源”，从跟踪常规能源入手，简化测试的同时提高了可靠性和准确度。

    太阳能保证率是目前衡量太阳能热水系统的重要指标，根据《可再生能源建筑应用工程评价标准》中的定义，太阳能保证率为“太阳能供热水、采暖或空调系统中由太阳能供给的能量占系统总消耗能量的百分率”，是基于系统实际运行情况计算而得。

    但事实上，太阳能保证率未全面考虑辅助能源消耗量、用户实际用热量、管路水箱散热量等，无法反映系统中太阳能的实际利用情况和辅助能源真实消耗水平。

    此外，对安装效果和系统形式的合理性都无法判断，也不能间接反映这些方面，常有项目因保温层过薄或破损致使运行能耗过高。

    所以，单一的太阳能保证率这一评价指标不能够完全衡量太阳能热水系统的优劣，有失偏颇。因此，在进行太阳能热水系统工程评价时，应该突出“以实际运行能耗为导向”，可以考虑增加太阳能有效利用率、常规能源替代率和系统散热比等指标，实现对太阳能热水系统的定量刻画。通过评价指标引导太阳能生活热水工程的科学发展。