1、太陽能米暖系統太陽能采暖系統是目前我國應用較為廣泛的新能源建筑技術，充分利用太陽能將其轉化成電能和熱能為我們所用。太陽能還有很大的發展空間，由于我們當前的技術有限，所用應用并不是很 全而，利用不是很充分。我們要積極主動的去研究，比如我們學校的芬蘭小木屋安裝的太陽能采暖系統， 一層為太陽能地熱系統，二層為人工取暖系統。兩個系統進行對比，得岀結論，為我們日后的改進和建設 工作提供了有力的數據依據。（一）太陽能利用方式1光熱利用：它是將太陽輻射能收集起來，通過與物質的相互作用轉換成熱能加以利用。目前使用最多的太陽能收集裝置，主要有平板型集熱器、真空管集熱器和聚焦集熱器等3種。太陽能 發電：未來太陽能

2、的大規模利用是用來發電。利用太陽能發電的方式主要有兩種：光一熱一電轉換。即 利用太陽輻射所產生的熱能發電。一般是用太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換為工質的蒸汽，然后由蒸汽 驅動氣輪機帶動發電機發電。前一過程為光一熱轉換，后一過程為熱一電轉換。光一電轉換。其基本原 理是利用光生伏打效應將太陽輻射能直接轉換為電能，它的基木裝置是太陽能電池。2光化利用：這是一種利用太陽輻射能直接分解水制氫的光一化學轉換方式。3光生物利用：通過植物的光合作用來實現將太陽能轉換成為生物質的過程。目前主要有速生植物（如薪炭林）、油料作物和巨型海藻。下面主要涉及的是太陽能的光熱利用（太陽能采暖系統），禾U用太陽能進行采暖。太

3、陽能采暖系統由太陽能集熱器（平板太陽能集熱器、真空管太陽能集熱器、U型管太陽能集熱器、熱管太陽能集熱器）、水箱、連接管道、控制系統等輔材構成。是指將分散的太陽能通過 集熱器，把太陽能轉換成熱水，將熱水儲存在水箱內，然后通過熱水輸送到發熱末端，提供建筑供熱的需 求。比如說我們生活中的地板輻射采暖，散熱器采暖等等。我們可以在建筑屋面或建筑旁能夠擺放相應面積的太陽能集熱器。在利用太陽能的時候，應該滿足一些必要的條件，才能充分利用太陽能進行采暖。安裝太陽能采暖系統的建筑，主要朝向宜 為南向。建筑的體形和空間組合避免安裝太陽能集熱器部位受建筑自身及周圍設施和綠化樹木的遮擋，并 應滿足太陽能集熱器有不少于

4、4H日照射數的要求。建筑的主體結構或結構構件，應能夠承受太陽能熱水系統的荷載。建筑外墻要有保溫。建筑的玻璃是 節能玻璃。具備以上條件較適合安裝太陽能采暖系統。（二）太陽能熱水器的分類1從集熱類型上分 1）玻璃真空管太陽能熱水器可細分為全玻璃真空管式、熱管真空管式、U型管真空管式。常用的為全玻璃真空管式，其優點：安全、節能、環保、經濟。尤其是帶輔助電加熱功能的太陽能熱水器，它以太陽能為主，電 能為輔的能源利用方式使太陽能熱水器全年全天候正常運行，環境溫度低時效率仍然比較高。其缺點在于 體積比較龐大、玻璃管易碎、管中容易集結水垢、不能承壓運行。但是清華陽光研究出的一種熱管式真空 集熱玻璃管，它是以

5、導熱介質為導熱媒進行熱能傳遞，它就充分解決了玻璃管易碎、管中容易集結水垢、管中結冰等諸多不利因素并且它的集熱效果 比其它集熱管還高出近十個百分點2）平板型太陽能熱水器平板型太陽能熱水器可分為管板式、翼管式、蛇管式、扁盒式、圓管式和熱管式。其優點：具有整 體性好、壽命長、故障少、安全隱患低、能承壓運行，安全可靠，吸熱體面積大，易于與建筑相結合，耐無水空曬性強等優點，其熱性能也很穩定。其缺點由于蓋板內為非真空，保 溫性能差，故環境溫度較低時集熱性能較差，采用輔助加熱時相對耗電。環境溫度低或要求岀水溫度高時 熱效率較低。如凍壞需更換整個集熱板，適合冬天不結冰的南方地區選用。3）陶瓷中空平板型太陽能熱

6、水器陶瓷太陽能板是以普通陶瓷為基體，立體網狀銳鈦黑瓷為表而層的中空薄壁扁盒式太陽能集熱體。陶瓷太陽能板整體為瓷質材料，不透水、不滲水、強度高、剛性好，不腐蝕、不老化、不退 色，無毒、無害、無放射性，陽光吸收率不會衰減，具有長期較高的光熱轉換效率。經國家太陽能熱水器質量監督檢驗中心檢測，陶瓷太陽能板的陽光吸收比為0. 95,混凝土結構陶瓷太陽能房頂的H得熱量為& 6MJ,遠高于國家標準。陶瓷太陽能板制造、使用成本低，陽光吸收比不衰減，與建筑同壽命，可以用于與原房頂共用結構層、保溫層、防水層、結構簡 單、保溫隔熱效果好于原房頂、與建筑一體化的混凝土結構陶瓷太陽能房頂、向陽墻面、陽臺護欄面，為 建筑

7、提供熱水、取暖、空調；為工農業、養殖業提供熱能；可用于荒漠大規模太陽能熱水發電、風道發 電、海水淡化、苦咸水淡化、變沙漠為農田。2、從結構來分類：1）緊湊式太陽能熱水器：就是將真空玻璃管直接插入水箱中，利用加熱水的循環，使得水箱中的水 溫升高，這是市場最常規的太陽能熱水器。2）分體式熱水器：分體式熱水器是將集熱器與水箱分開，可大大增加太陽能熱水器容量，不采用落 水式工作方式，擴大了使用范圍。3、從水箱受壓來分：1）承壓式太陽能熱水器：太陽能熱水器的出水是有壓力的。一般為頂水式工作，不一定采用承壓式水箱。2）非承壓式太陽能熱水器：普通太陽能熱水器都是屬于非承壓式熱水器，它的水箱有一根管子與大 氣

8、相通，是利用屋頂和家里的高度落差，使用水時產生壓力。其安全性，成木，使用壽命都比承壓式要顯 著得多（三）太陽能集熱器選型系統選型主要考慮以下因素：a.太陽能集熱器類型；系統工作方式，自然循環或強制循環，閉式 系統或開式系統；c換熱方式，直接系統或間接系統；d備份熱源，電加熱器、燃氣鍋爐、燃煤鍋爐、 生物質鍋爐、熱泵等；e管材和水箱材質。（四）太陽能蓄能采暖介紹太陽能蓄能采暖分為當天蓄能采暖、周蓄能采暖、跨季蓄能采暖a. 當天蓄能采暖當天蓄能采暖指利用太陽能集熱器將當天的熱能收集到水箱內儲存起來，滿足建筑末端的供熱需求。b. 周蓄能采暖周蓄能采暖指利用太陽能集熱器將一周的熱能收集到水箱內儲存起來

9、，滿足建筑末端的供熱需求。集 熱器的而積確定按照一周的太陽能輻照量計算，水箱的容量要稍大于當天蓄能采暖系統的水箱。適合不常 居住的度假別墅。c跨季蓄能采暖跨季蓄能采暖指利用太陽能集熱器將春、夏、秋三個季節的熱能收集到水箱內儲存起來，滿足建筑末 端的供熱需求。集熱器的而積確定按照三個季節的太陽能輻照量計算，水箱的容量約大于10倍數當天蓄能 采暖系統的水箱。適合無足夠而積可供太陽能集熱器擺放的別墅。（五）.輔助能源的選擇輔助能源的介紹：燃油鍋爐、燃氣爐、生物質鍋爐、燃煤鍋爐、電加熱、（水箱內置電加熱或外置電加熱器）、熱泵。燃煤鍋爐啟停時間長，出力調整叫困難，較難實現自控或無人職守，有環境污染問題；

10、燃油、燃氣鍋爐控制方便，便于調節，可方便實現自控運行，但設備間需要滿足消防要求；熱泵使用費用低，控制方便，但設備初投資高，此外北方地區采用空氣源熱泵在冬季使用能效比很 低；電加熱設備易安裝，控制方便，是太陽能熱水系統最常用的輔助熱源，但運行費用較高，有時因需電 力增容大大提高系統投資。在選擇輔助熱源是，要綜合考慮各項因素。（六）太陽能采暖系統輔材的選擇1管路太陽能采暖系統采用的管材和管件應符合現行產品要求，管道的工作壓力和工作溫度不得大于產品標 準標定的允許工作壓力和工作溫度。太陽能集熱系統管道可采用鋼管、薄壁不銹鋼、塑鋼熱水管、塑料與金屬復合管等。以乙二醇為主要 成分的防凍液系統不宜采用鍍鋅

11、鋼管。熱水管道應選用耐腐蝕并符合衛生要求的管道，一般可采用薄壁銅管、薄壁不銹鋼、塑料熱水管、塑 料與金屬復合管等。設計時，應在系統管路必要位置設置排氣裝置、泄水裝置、溫度計、壓力表、安全閥、膨脹水箱等輔 助設備。閉式系統應設置膨脹罐或泄壓閥。2 管路保溫太陽能熱水系統的集熱系統連接管道、水箱、供水管道均應保溫。常用的保溫材料有巖棉、玻璃棉、 聚氨酯發泡、橡塑泡棉等材料。管道保溫材料選用是有以下要求：1) 保溫材料制品的允許使用溫度應高于太陽能系統工作的介質最高溫度。2) .保溫材料不宜采用有機物，以免生蟲。腐爛、生菌、引鼠。3) 宜采用吸濕性小、存水性弱、對管壁無腐蝕作用的材料；室外管道保溫層

12、外應加保護層防水。4) .保溫材料應采用非燃和難燃材料。應符合GB50016建筑設計防火規范的要求；電加熱器的保 溫必須采用非燃材料。3太陽能系統效率與集熱器種類和工質的工作溫度密切相關，太陽能供熱采暖系統的散熱部件按以下 原則選用：1) 太陽能供熱采暖系統應優先選用低溫輻射供暖系統。2) 水-空氣處理設備和散熱器系統宜使用在60-80C工 作溫度下效率較高的太陽能集熱器，如高效平板太陽能集熱器或熱管真空管太陽能集熱器。該系統適合夏 熱冬冷或溫和地區。3) 熱風采暖系統適宜低層建筑或局部場所需要供暖的場合。4 低溫輻射供暖系統的設計要點1).太陽能采暖系統較適宜低溫輻射供熱。供水溫度不宜超過6

13、0C,供回水溫差10C左右為宜，太陽能供熱采暖系統供水溫度宜采用35-50C ;供熱系統的工作壓力不得超過0. 8Mpao2) 地面構造 地面構造由樓板或與土壤相鄰的地面、絕熱層、加熱管、填充層、找平層和面層組成。與土壤相鄰的地而，必須設絕緣熱層，且絕緣熱層下部必須設置防潮層。直接與室外空氣相鄰的樓板，必 須設置絕緣層。對衛生間、洗衣間、浴室和游泳館等潮濕房間，在填充層上部應設置隔離層。當工程允許 地而按雙向散熱進行設計時，個樓層間的樓板上部可不設絕緣層。面層宜采用熱阻小于0. 05 m2. C /W的材料?；◢徥⒋罄硎⑻沾纱u等的熱阻為0. 02 m. C/W,木地板的熱阻為o. io m. C/w,毛毯的熱阻為0. 15 mC/肌絕熱層采用聚笨乙烯泡沫塑料板，容重不小于20kg/m,壓縮強度不小于lOOkPa熱導率不大于0.41w(m . C).絕熱層厚度應滿足：樓層之間樓板上的絕熱層不小于20mm,與土壤或室外空氣相鄰的地板上的絕熱層不小于40mmc