太陽能采暖系統(tǒng)是以太陽能作為熱源,供應(yīng)建筑物冬季采暖和全年其他用熱的系統(tǒng)。本文引見了太陽能采暖系統(tǒng)國內(nèi)外現(xiàn)狀和主要設(shè)備的應(yīng)用狀況,指出了系統(tǒng)設(shè)計中存在的一些問題,提出了開展太陽能采暖系統(tǒng)的若干措施。
隨著國民經(jīng)濟的開展,能源需求量日益增加,能源應(yīng)用狀況慌張,而常規(guī)能源的大量運用必將對環(huán)境形成不利影響。太陽能作為可再生能源的一種,取之不盡,用之不竭,同時又不會增加環(huán)境負荷,將成為將來能源構(gòu)造中的重要組成局部。我國是太陽能資源豐厚的國度之一,年輻射總量大約在3300-8300MJ/(m2.a),目前2/3以上面積地域年日照小時數(shù)大于2000h,每年陸地接納的太陽輻射能相當于2.4萬億噸規(guī)范煤,具有太陽能應(yīng)用的良好條件。在建筑能耗中,生活熱水、供暖能耗占了相當?shù)谋壤?,?yīng)用太陽能來滿足生活熱水、供暖這些低品位能耗的請求完成宏大的節(jié)能效益,因而,太陽能采暖技術(shù)越來越遭到人們的注重。
1. 太陽能采暖系統(tǒng)原理
太陽能采暖系統(tǒng)是指以太陽能作為采暖系統(tǒng)的熱源,應(yīng)用太陽能集熱器將太陽能轉(zhuǎn)換成熱能,供應(yīng)建筑物冬季采暖和全年其他用熱的系統(tǒng)。太陽能采暖可分為主動式和被動式兩種方式。被動式太陽能采暖經(jīng)過建筑的朝向和四周環(huán)境的合理布置,內(nèi)部空間和外部形體的巧妙處置,以及建筑資料和構(gòu)造結(jié)構(gòu)的恰中選擇,使建筑物在冬季能充沛搜集、存儲和分配太陽輻射熱。主動式太陽能采暖系統(tǒng)主要由太陽能集熱系統(tǒng)、蓄熱系統(tǒng)、末端供熱采暖系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)和其他能源輔助加熱、換熱設(shè)備匯合構(gòu)成,相比于被動式太陽能采暖,其供熱工況愈加穩(wěn)定,但同時,投資費用也增大,系統(tǒng)愈加復(fù)雜。隨著經(jīng)濟和社會的開展,主動式太陽能采暖開端大范圍應(yīng)用。
2. 國外應(yīng)用現(xiàn)狀
歐洲、北美對太陽能供熱(熱水、采暖)系統(tǒng)的工程應(yīng)用已有幾十年歷史,過去主要用于單體建筑內(nèi)的小型系統(tǒng),近十余年來,包括區(qū)域供熱在內(nèi)的大型太陽能供熱采暖綜合系統(tǒng)的工程應(yīng)用有較快發(fā)展。德國是應(yīng)用太陽能供熱技術(shù)較早的..,太陽能采暖技術(shù)已經(jīng)在德國居住區(qū)供熱設(shè)置改造和配套建設(shè)中得到廣泛推廣和應(yīng)用;歐洲大多數(shù)..都積極鼓勵支持利用太陽能,對安裝太陽能裝置的家庭實行補貼政策,一般補貼為系統(tǒng)造價的20-50%;以色列80%住宅裝有太陽能熱水器,當?shù)匾苑尚问揭?guī)定高度27米以下新建住宅必須安裝太陽能熱水器。丹麥Marstal太陽能供熱采暖工程是的太陽能供熱采暖系統(tǒng),太陽能集熱器設(shè)置在大面積空地上,集熱器面積1.83萬m2,與社區(qū)熱力網(wǎng)連接,1996年建成運行,年熱負荷28GWh/年,同時使用2100m3水箱、4000m3水容量砂礫層及10000m3地下水池蓄熱。
3. 國內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀
我國太陽能產(chǎn)業(yè)開展很快,截至2006年,我國太陽能熱水器年消費才能到達1500萬平方米,在用太陽能熱水器總集熱面積達1億平方米,消費量和運用量十分大。固然我國太陽能熱水器應(yīng)用曾經(jīng)相當普遍,但太陽能采暖工程應(yīng)用卻處于起步階段,已建成的都是單體建筑,如北京清華陽光公司辦公樓、天普新能源大樓等,太陽能區(qū)域供熱采暖工程則還沒有應(yīng)用理論。
近年的太陽能采暖建設(shè)項目中,比較集中和有代表性的是北京周邊郊區(qū)縣新民居的太陽能采暖工程。由于農(nóng)村住宅相對分散,密度低,不宜采用投資大,維護水平高的集中供暖模式,而傳統(tǒng)的燃煤取暖方式又存在效率低、污染環(huán)境、費用較高等問題,在農(nóng)村推廣..環(huán)保、運行費用低的太陽能采暖系統(tǒng)符合新農(nóng)村建設(shè)的客觀要求。但太陽能采暖所需的集熱面積遠大于太陽能熱水系統(tǒng),安裝位置要求較大,對于高層建筑或居住密度較大的城區(qū)存在安裝建設(shè)條件不足的問題,限制了應(yīng)用,而農(nóng)村住宅一般建筑容積率較低,沒有明顯遮擋,具備建設(shè)太陽能采暖項目的良好條件。