云开·全站APP登录入口 我国太阳能采暖系统主要设备应用情况

摘要：随着国民经济的发展开yun体育官网入口登录APP下载安装苹果，能源需求日益增加，能源利用紧张，常规能源的大量使用必然对环境产生不利影响。太阳能采暖系统是指利用太阳能作为采暖系统热源，利用太阳能集热器将太阳能转化为热能，供给建筑物冬季采暖及其他全年用热需求的系统。

溴化锂真空超导（太阳能）供热系统用户图

一、前言

随着国民经济的发展，能源需求日益增加，能源利用形势紧张。常规能源的大规模使用不可避免地会对环境产生不利影响。太阳能作为可再生能源的一种，取之不尽，用之不竭，不会增加环境负荷。它将成为未来能源结构的重要组成部分。我国是太阳能资源丰富的国家之一。年辐射总量约为3300-8300MJ/(m2.a)。全国2/3以上的地区年日照时间超过2000小时。土地每年接受的太阳辐射能量相当于2.4万亿吨标准煤，具有良好的太阳能利用条件。在建筑能耗中，生活热水和采暖能耗占相当大的比例。利用太阳能满足生活热水、采暖等低品位能源消耗要求，节能效益巨大。因此，太阳能采暖技术越来越受欢迎。人们的关注。

2、太阳能供暖系统概述

2.1 太阳能供暖系统原理

太阳能采暖系统是指利用太阳能作为采暖系统热源，利用太阳能集热器将太阳能转化为热能，供给建筑物冬季采暖及其他全年用热需求的系统。太阳能加热可分为主动式和被动式两种方式。被动式太阳能采暖通过建筑的朝向和周围环境的合理布置、内部空间和外部形态的巧妙处理以及建筑材料的适当选择，使建筑能够在冬季充分收集、储存和分配太阳辐射热。和结构结构。主动式太阳能采暖系统主要由太阳能集热系统、蓄热系统、末端供热系统、自动控制系统及其他能源辅助采暖及换热设备组成。与被动式太阳能供暖相比，其供暖条件更为复杂。稳定，但同时投资成本也增加，系统变得更加复杂。随着经济社会的发展，主动式太阳能供暖开始大规模应用。

2.2 国外申请现状

太阳能供暖（热水、采暖）系统的工程应用在欧洲和北美已有数十年的历史。过去，它主要用于单体建筑中的小型系统。近十年来，包括区域供热在内的大型系统，太阳能一体化供热系统的工程应用发展迅速。德国是应用太阳能采暖技术较早的国家。太阳能采暖技术在德国住宅区供暖改造及配套建设中得到了广泛推广和应用。欧洲大多数国家积极鼓励和支持太阳能的使用，并对太阳能装置的安装有严格的要求。入户实行补贴政策，一般补贴为系统成本的20-50%；以色列80%的住宅安装了太阳能热水器，政府还立法规定，高度低于27米的新建住宅必须安装太阳能热水器。丹麦Marstal太阳能供暖项目是世界上最大的太阳能供暖系统。太阳能集热器设置在一个大型开放空间上，集热器面积为18300平方米。它连接到社区供热网络。 1996年建成投入运行，年热负荷28GWh/年，同时采用2100m3水箱、4000m3水容碎石层和10000m3地下水池蓄热。

2.3 国内申请现状

我国太阳能产业发展迅速。截至2006年，我国太阳能热水器年生产能力已达1500万平方米，太阳能热水器在用集热总面积已达1亿平方米。产量和使用量均居世界第一。虽然太阳能热水器在我国已得到广泛应用，但太阳能采暖工程的应用仍处于起步阶段。已建成的均为单体示范建筑，如北京清华阳光公司办公楼、天普新能源示范楼等，太阳能集中供热工程尚未得到实际应用。

近年来太阳能采暖建设项目中，最集中、最具代表性的就是北京周边郊区县新建住宅太阳能采暖项目。由于农村住宅相对分散、密度较低，不宜采用投资大、维护程度高的集中供暖模式。但传统的燃煤供暖方式存在效率低、污染环境、成本高等问题。促进农村安全环保、降低运行成本低效太阳能供暖系统符合新农村建设的客观要求。太阳能采暖所需的集热面积比太阳能热水系统大得多，安装位置要求大。对于高层建筑或居住密度较高的城市地区，安装施工条件不足，限制了应用。农村住宅一般都有容积率。地势较低，无明显遮挡，具有建设太阳能采暖工程的良好条件。北京市平谷区新建住宅太阳能采暖项目进展较早，有很多成功的应用经验。

3、太阳能供暖系统设备

3.1 收集器

常见的太阳能集热器有平板式和真空管式。其中，真空管型可分为全玻璃真空管型、U型管真空管和热管真空管集热器。目前，在我国太阳能热水器市场中，平板太阳能热水器占据10%左右的市场份额，其余为真空管太阳能热水器，而国外平板太阳能热水器则占90%以上。 %的市场份额。中国与世界主流太阳能市场存在巨大差异。由于太阳能采暖系统与建筑结合紧密，对集热产品与建筑的结合、故障率、使用寿命等性能要求较高。平板集热器结构简单，耐压力和外力冲击，适合带压作业。整体外观、结构强度、安装操作都非常适合与建筑物融为一体。从热性能来看，平板集热器的隔热性能虽然不如真空管集热器，但由于其有效采光面比真空管集热器大，所以其热效率比真空管集热器高。 。早期平板集热器无法防止冬季结冰的缺点，早已随着技术的进步得到了解决。在太阳能供热项目中，非供暖季节能源过剩。真空管集热器容易发生管爆裂和真空度降低。然而平板集热器可以轻松解决这个问题。因此，目前，在北京的太阳能供热工程中，不少工程项目都采用平板集热器。

3.2 辅助热源

为住宅采暖提供热水的太阳能采暖系统与为住宅建筑提供生活热水的太阳能热水系统在供水特性上有所不同。生活热水不需要持续供应，而采暖热水必须持续供应，而且必须稳定可靠。太阳辐射受昼夜、季节、纬度、海拔等自然条件的限制，并受阴雨天气等随机因素的影响。具有很大的间歇性和不稳定性。因此，在太阳能供暖系统中，必须安装辅助热源。辅助热源应根据当地太阳能资源条件、常规能源供应状况、建筑热负荷及周围环境条件进行综合经济分析，确定合适的辅助热源和合理的太阳能采暖配比。太阳能供暖可选择的辅助热源主要有小型燃油（气）锅炉、城市供热网或区域锅炉房、工业余热、电锅炉、电热管、地源热泵和生物质燃料等。对于农村地区建设的太阳能供热项目，由于城市供热管网和燃气管道不便，且石油、电力价格较高，辅助能源的应用类型多为生物质燃料。例如，北京平谷区瓜家峪村，辅助热源由生物质锅炉提供。生物质压块设备是将当地果树修剪下来的树枝粉碎，压缩成燃料棒或燃料块，作为生物质锅炉的燃料，也可作为燃料使用。炊事燃料，这种生物质压缩成型燃料比传统生物质具有更高的燃烧密度和更高的燃烧效率，更易于储存，使用过程中劳动强度较小。是一种较好的辅助热源。

3.3 加热端

由于太阳能的热密度较低，集热温度很难达到较高水平。普通散热器对加热介质温度要求较高（70℃以上），但太阳能系统很难满足这一出水温度要求。因此，在太阳能供暖系统中，通常采用地板辐射采暖的终端供暖方式。地暖所需的低温热水在35-55℃之间，这正是太阳能集热器所能提供的适宜温度。地暖系统以整个地面作为散热面，热量主要以辐射方式传递。与以对流散热为主的散热器系统相比，舒适度更好。脚暖头凉的热感更符合人体的生理调节特点。并且在比末端使用散热器的系统温度低2-3℃的情况下就能获得同样的舒适度，节省采暖能耗。夜间的供暖负荷一般大于白天，但夜间没有太阳辐射，因此具有蓄热功能的地暖非常适合。因此，目前太阳能采暖系统一般采用地板辐射散热系统作为终端。

四、太阳能供暖系统设计中存在的一些问题

4.1 太阳能与建筑一体化

太阳能采暖系统是为建筑服务的，应作为一个子系统融入到建筑中，实现太阳能与建筑的一体化。但纵观太阳能热水器在我国的发展：长期以来，太阳能热水器都是用户在房屋建好后购买安装的。这种做法带来了很多问题开yun体育官网入口登录APP下载，主要是对建筑外观和房屋相关功能的破坏，导致一些城市出台了不允许安装太阳能热水器的规定，严重制约了太阳能热水器的进一步发展太阳能热水器。由于太阳能采暖工程集热器的面积远大于太阳能热水系统的面积，因此太阳能采暖系统与建筑的有机结合就显得尤为重要。过去建筑设计院很少设计太阳能采暖系统，这就需要设计者在实践中不断将太阳能采暖技术融入到建筑设计中，积累设计经验，实现太阳能与建筑功能、建筑美学的协调。

4.2 冬夏热平衡问题

目前安装的太阳能采暖系统，每6-8平方米的建筑面积配备约1平方米的太阳能集热器。在这个比例下，太阳能冬季供暖保证率较低，但同时，夏季太阳能系统产生的生活热水远远大于实际消耗量，这迫使太阳能集热系统不得不采取方法如通过闷热、遮阳等方式减少太阳得热，导致非采暖季节太阳能利用率低，并因系统过热而存在安全隐患。因此，解决冬夏热平衡问题已成为太阳能供热系统发展中的重要技术问题。

4.3相关设计资料不完整

太阳能供暖系统的设计主要由暖通工程师和施工工程师完成。由于此类设计过去很少进行，设计者希望有相关的标准、规范和设计手册。目前，国家标准GB50364《民用建筑》已经发布。 《太阳能热水系统应用技术规范》和《民用建筑太阳能热水系统工程技术手册》，但太阳能采暖系统的设计资料不够齐全，各厂家的产品性能参数需要在用于系统设计之前要经过权威测试部门的测试。重要依据。

五、发展太阳能供热系统的措施

5.1加强建筑节能

建筑节能是实现太阳能采暖的前提。由于太阳能单位面积的能量密度较低，如果不通过加强建筑围护结构的保温来有效降低建筑的采暖负荷，太阳能采暖系统的集热面积将会非常大。较大，增加了系统的初始投资，使太阳能采暖系统完全无法发挥其应有的节能效益。我国针对不同建筑气候带相继颁布实施了建筑节能设计国家标准。这些标准的强制实施，将大大降低建筑物的热耗指标，减轻太阳能采暖系统承受的负荷，形成太阳能采暖工程应用的新方向。有利的条件。

5.2 提高太阳能集热系统的效率

目前在建的太阳能采暖项目中，集热器、水箱等关键产品仍有改进空间，如进一步提高平板集热器的密封性，提高集热效率。企业应加强研发能力，提高产品质量和工艺水平，开发安全可靠、高效稳定的新产品，不断提高太阳能集热系统的效率。太阳能采暖系统的设计在房屋设计之初就同时进行kaiyun下载app下载安装手机版，使设计更适合太阳能设备或组件的应用。在不影响建筑物的情况下实现最佳的太阳能集热性能。

5.3 提高太阳能利用率

太阳能供暖系统必须提高太阳能利用率，以缩短投资回收期。通过太阳能制冷技术、跨季节蓄热技术和全年综合利用，可以解决冬夏热量不平衡的问题。目前，关于跨季节储热的理论和实验研究还很少。大多数研究都是关于太阳能制冷，利用太阳能产生的热水来驱动吸收式冰箱。由于吸收式冰箱需要高温水（85℃以上）热源，因此，应积极开发适用于太阳能空调系统的中高温太阳能集热器。由于国内太阳能制冷技术和跨季节蓄热技术尚未上市，可强调全年综合利用，考虑适当降低系统太阳能保证率，合理匹配采暖、热水供应建筑面积，如采用热水供应系统的建筑面积大于采暖建筑面积。

5.4 政府制定鼓励支持政策

太阳能供热系统具有较高的社会效益，但存在投资相对较高、投资回收期较长的缺点。对于房地产开发商来说，如果开发成本的增加不能拉动房屋销售，开发商的积极性就不会很大。因此，政府应积极建设试点，针对制造商、房地产开发商、最终用户制定更加完善、合理的鼓励和支持政策，积极推广试点经验，提高系统整体技术水平，促进太阳能供暖产业和市场的健康发展。发展。