目前,随着国民经济的发展,能源需求量日益增加,能源利用情况紧张,而常规能源的大量使用必将对环境造成不利影响。太阳能作为可再生能源的一种,取之不尽,用之不竭,同时又不会增加环境负荷,将成为未来能源结构中的重要组成部分。
我国属太阳能资源丰富的国家之一,年辐射总量大约在3300-8300mj/(m2.a),全国2/3以上面积地区年日照小时数大于2000h,每年陆地接收的太阳辐射能相当于2.4万亿吨标准煤,具有太阳能利用的良好条件。在建筑能耗中,生活热水、供暖能耗占了相当的比例,利用太阳能来满足生活热水、供暖这些低品位能耗的要求具有巨大的节能效益,因此,太阳能采暖 技术越来越受到人们的重视。
太阳能采暖系统概况
1.太阳能采暖系统原理
太阳能采暖系统是指以太阳能作为采暖系统的热源,利用太阳能集热器 将太阳能转换成热能,供给建筑物冬季采暖和全年其他用热的系统。太阳能采暖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,内部空间和外部形体的巧妙处理,以及建筑材料和结构构造的恰当选择,使建筑物在冬季能充分收集、存储和分配太阳辐射热。主动式太阳能采暖系统主要由太阳能集热系统、蓄热系统、末端供热采暖系统、自动控制系统和其他能源辅助加热、换热设备集合构成,相比于被动式太阳能采暖,其供热工况更加稳定,但同时,投资费用也增大,系统更加复杂。随着经济和社会的发展,主动式太阳能采暖开始大规模应用。
2.集热器
常见的太阳能集热器有平板型和真空管型两种,其中,真空管型又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,平板太阳能热水器约占10%左右的市场份额,其余均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,中国与世界太阳能市场主流存在巨大差异。由于太阳能采暖系统与建筑结合紧密,因而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,抗压,抗外力冲击,适合承压运行,从整体外观、结构强度、安装运行等方面都非常适合与建筑相结合。在热性能方面,尽管平板集热器的保温性能不如真空管集热器,但由于其有效采光面大于真空管集热器,因此其热效率高于真空管集热器。早期平板集热器不能防冻过冬的缺点随着技术进步早已得到解决。太阳能采暖工程中,非采暖季能源过剩,真空管集热器易发生爆管、真空度降低等问题,而平板集热器则能较容易地解决这一问题,因此,目前北京地区太阳能采暖工程中,很多工程项目采用了平板型集热器。
3.采暖末端
太阳能由于热密度较低,集热温度很难达到较高水平。普通散热器热媒温度要求较高(70℃以上),而太阳能系统不易达到该出水温度要求。因此,在太阳能采暖系统中,通常采用地板辐射采暖的末端供热方式。地板采暖所需要的低温热水在35-55℃之间,正好是太阳能集热器所能提供的适合温度。


