2太阳能采暖系统特点

2太阳能采暖系统特点 2.2太阳能采暖系统的特点 2.2.1太阳能采暖系统的运行原理 太阳能采暖与常规能源采暖系统的主要区别，在于它是以太阳能集热器作为热源，替代或部分替代以煤、石油、天然气、电力等作为能源的锅炉。太阳能供暖系统的主要组成部分是太阳能集热器。需要根据建筑物所在地区的太阳能资源、建筑物的保温节能状况和供热采暖需求等基本数据，来计算太阳能集热器的面积，并选择适合的太阳能集热器类型和型号。 除严寒地区外，太阳能集热器使用的介质主要是水。太阳能集热器将太阳辐射能转化为热能，冷水变成中高温热水，被运输到储热水箱，再由管道将热水输送到终端散热系统。散热器将热量通过对流或辐射传递给供热空间，回水再输送到集热器。这里会运用循环泵作为循环系统的动力。如图2-2所示。 安装自动上水系统和控制循环泵的温控器，使系统成为自动控制系统或半自动控制系统，还可以根据用户的需求，设计安装辅助加热系统，以备阴雨雪天气和冬至前后极冷天气辅助加热使用。 图2.2太阳能供暖原理图 2.2.2太阳能供暖的技术基础 1.建筑节能技术为太阳能供暖提供建筑基础 建筑节能标准和技术的推行，为进行太阳能供暖提供了建筑基础。我国建设部批准了《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》和《严寒和寒冷地区居住建 1 筑节能设计标准》行业标准。目前，符合标准的保温节能建筑逐年增加。在节能建筑或被动太阳房基础上，进行主动式采暖的安装，会提高供暖效果。 图2.3 新农村建筑设计图 2.太阳能热水系统成熟为太阳能供暖提供技术基础 近些年来，我国太阳能光热行业获得长足发展，几吨、几十吨甚至上百吨的太阳能热水系统在宾馆、酒店、学校、医院等建筑广泛应用，日产几百吨热水的大型的太阳能集热系统已经开始应用于工业企业，国家也陆续出台了相关的行业标准和国家标准。 在太阳能热水应用发展的基础上，许多科研单位、企业组织工程技术人员研究光热在供热采暖方面的应用，并进行了大量的实验。北京周边地区及西北地区，也建设了大面积的太阳能供热采暖试点。太阳能供热采暖的技术逐渐成熟，并有《太阳能供热采暖工程技术规范》为依据，太阳能供热采暖因此逐步推广开来。 2.2.3太阳能供暖系统的特点 太阳能供热采暖的系统与常规能源采暖系统相比，有如下几个特点: 1.系统运行温度低 由于太阳能集热器的效率随运行温度的升高而降低，因此，相对较低温度的运行，会使集热系统的效率得到发挥。如果太阳能供暖系统的散热末端是地暖的话，因为民用建筑地板辐射采暖系统的最佳供水温度在35?—50?，那么太阳能集热器的集热效率就能在最佳状态。如果供热末端是普通散热器，需要供水温度在60?-70?以上，这样就不能使用平板集热器，而且因为冬季的太阳辐射能相对要低，所以集热器的运行需要辅助热源。以前我国常规能源应用中，应用普 2 通散热器比较普遍。 2.需要有储存热量的设备 因为太阳能源具有不稳定性，即使在太阳能资源较好的地区，也存在着白天6小时太阳能集热时间与建筑24小时恒温供暖的需求的匹配问题，所以，太阳能采暖系统必须有储存热量的设备。对于液体太阳能系统，储热设备可以采用储热水箱;空气太阳能采暖系统，储热设备可以是岩石堆积床。本章主要介绍液体太阳能系统。 3.与辅助热源配套使用 如果因为受成本或安装集热器面积的局限，太阳能集热的热量不能满足建筑物24小时供暖的需求，还有就是阴雨雪天气根本没有太阳能辐射能，要满足各种气候条件下，建筑物恒温供暖的要求，那么辅助热源是必不可少的。太阳能采暖的辅助热源可采用电力、燃气、燃油和生物质能、燃煤锅炉等。 4.适合在节能建筑中应用 由于地面上单位面积接受太阳辐射能有限，因此满足建筑物采暖的需求且达到一定的太阳能保证率，就必须安装足够多的太阳能集热器，因为太阳能集热器的集热能力和建筑物供暖的需求成正比例。 为了保证供暖需求，超过最佳安装比例安装集热器，就会增加系统成本。但是如果能够尽量降低建筑的采暖负荷，则对集热器的集热要求就会相应降低，所以采用保温节能技术和被动太阳房建筑，是应用太阳能主动供暖的最佳建筑。 5.经济适用性原则 在可再生能源的使用和推广过程中，除了技术原因之外，遇到的最大阻力是与常规能源相比，是否具有经济性的问题。如果太阳能供暖系统的设计和安装成本，经济适用性高，系统稳定、供暖品质高，则会利于大面积的推广。目前太阳能供热采暖系统在国内的实验，大部分还存在着系统成本高、系统稳定性差、供暖品质差、对辅助能源依赖性大等多方面的弊端。 3