太陽能采暖系統(tǒng)的應用現(xiàn)狀和發(fā)展
   隨著國民經濟的發(fā)展,能源需求量日益增加,能源利用情況緊張,而常規(guī)能源的大量使用必將對環(huán)境造成不利影響。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,將成為未來能源結構中的重要組成部分。我國屬太陽能資源豐富的國家之一,年輻射總量大約在3300-8300MJ/(㎡.a),全國2/3以上面積地區(qū)年日照小時數大于2000h,每年陸地接收的太陽輻射能相當于2.4萬億噸標準煤,具有太陽能利用的良好條件。在建筑能耗中,生活熱水、供暖能耗占了相當的比例,利用太陽能來滿足生活熱水、供暖這些低能耗的要求具有巨大的節(jié)能效益,因此,太陽能采暖技術越來越受到人們的重視。
    太陽能采暖系統(tǒng)概況
    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,利用太陽能集熱器將太陽能轉換成熱能,供給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。被動式太陽能采暖通過建筑的朝向和周圍環(huán)境的合理布置,內部空間和外部形體的巧妙處理,以及建筑材料和結構構造的恰當選擇,使建筑物在冬季能充分收集、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、換熱設備集合構成,相比于被動式太陽能采暖,其供熱工況更加穩(wěn)定,但同時,投資費用也增大,系統(tǒng)更加復雜。隨著經濟和社會的發(fā)展,主動式太陽能采暖開始大規(guī)模應用。
 太陽能采暖系統(tǒng)設備
    1.集熱器
  常見的太陽能集熱器有真空管型和平板型兩種。其中,真空管型又可分為全玻璃真空管型、U型管真空管和熱管真空管集熱器。
2.輔助熱源
    為住宅提供采暖用熱水的太陽能采暖系統(tǒng),與為住宅提供生活熱水的太陽能熱水系統(tǒng)在供水特點上是不同的,生活熱水不需要連續(xù)供應而采暖用熱水必須連續(xù)供應,而且要穩(wěn)定可靠。太陽輻射受晝夜、季節(jié)、緯度和海拔高度等自然條件的限制和陰雨天氣等隨機因素的影響,存在較大的間歇性和不穩(wěn)定性,因此在太陽能采暖系統(tǒng)中,必須設置輔助熱源。輔助熱源要根據當地太陽能資源條件,常規(guī)能源的供應狀況,建筑物熱負荷和周圍環(huán)境條件等因素,做綜合經濟性分析,以確定適宜的輔助熱源及合理的太陽能供暖比例。太陽能采暖中可以選擇的輔助熱源主要有小型燃油(氣)鍋爐,城市熱網或區(qū)域鍋爐房、工業(yè)廢熱、電鍋爐、電熱管、地源熱泵及生物質燃料鍋爐等。
    在郊區(qū)縣新民居建設的太陽能采暖項目,由于城市熱網及燃氣管線不易到達,油、電價格又較高,因此,輔助能源的應用類型多為生物質燃料鍋爐。如北京平谷區(qū)掛甲峪村,輔助熱源用生物質鍋爐提供,采用生物質壓塊成型設備,把當地的果木修剪枝條粉碎后壓縮成燃料棒或燃料塊,作為生物質鍋爐燃料,同時還用作炊事燃料,這種生物質壓縮成型燃料比傳統(tǒng)的生物質燃燒密度高,燃燒效率高,儲藏也較容易,使用時勞動強度小,是一種較好的輔助熱源方式。
    3.采暖末端
    太陽能由于熱密度較低,集熱溫度很難達到較高水平。普通散熱器熱媒溫度要求較高(70℃以上),而太陽能系統(tǒng)不易達到該出水溫度要求。因此,在太陽能采暖系統(tǒng)中,通常采用地板輻射采暖的末端供熱方式。地板采暖所需要的低溫熱水在35-55℃之間,正好是太陽能集熱器所能提供的適合溫度。
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