太阳能在采暖系统中的应用

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太阳能集中供热方案

太阳能集中供热方案

太阳能集中供热方案引言太阳能作为一种清洁、可再生、无限的能源,被广泛应用于供热领域。

太阳能集中供热方案是一种利用太阳能进行集中供热的方法,可以在节约能源的同时减少对环境的污染。

本文将介绍太阳能集中供热方案的原理、应用领域以及未来发展方向。

方案原理太阳能集中供热方案通过将太阳能进行集中聚焦,然后将聚焦后的太阳能转化为热能,供给建筑物进行供热。

主要包括聚光器、热能转换器、热储存装置和供热系统等几个部分。

聚光器聚光器是太阳能集中供热方案的核心部分,它的作用是将散乱的太阳能光线聚焦到一个小区域内,提高太阳能的集中度。

聚光器常见的类型包括平面聚光器、抛物面聚光器和柱面聚光器等。

热能转换器热能转换器将聚光器聚焦后的太阳能转化为热能,常见的热能转换器包括太阳能光热转换器和太阳能热电转换器两种。

太阳能光热转换器将太阳能转化为热水或蒸汽供给供热系统;太阳能热电转换器将太阳能转化为电能,再通过电热转换器将电能转化为热能供给供热系统。

热储存装置热储存装置的作用是将太阳能转化而来的热能进行储存,以满足建筑物供热的需要。

常见的热储存装置包括热水储存罐、热盐储存罐和石墨储热容器等。

供热系统供热系统将储存的热能输送到建筑物内,满足供热需求。

供热系统主要包括热水输送管道、供热设备和采暖设备等。

应用领域太阳能集中供热方案在许多领域有广泛的应用,主要包括以下几个方面:家庭采暖家庭采暖是太阳能集中供热方案的主要应用领域之一。

通过安装太阳能集中供热系统,能够实现对家庭的供热需求,并且能够大幅度减少对传统能源的依赖,节约能源的同时降低能源成本。

工业供热工业供热是太阳能集中供热方案的另一个重要应用领域。

许多工业生产过程需要大量的热能,太阳能集中供热方案不仅可以满足工业供热需求,还可以减少环境污染和能源消耗,对于可持续发展具有重要意义。

温室供热温室供热是太阳能集中供热方案的特殊应用领域。

温室中的植物需要一定的温度和湿度条件才能良好生长,太阳能集中供热方案可以为温室提供稳定的供热源,保证植物的正常生长,提高产量和品质。

太阳能热泵系统的利用方式

太阳能热泵系统的利用方式

太阳能热泵系统的利用方式近年来,随着环保意识的提高和新能源技术的发展,太阳能热泵系统逐渐成为人们关注的焦点。

太阳能热泵系统是一种利用太阳能和地热能源的高效供热方式,它通过将太阳能转化为热能,并利用热泵技术将热能传递到室内,实现供暖和热水的目的。

下面将介绍太阳能热泵系统的利用方式。

1. 太阳能热泵系统供暖太阳能热泵系统可以利用太阳能进行供暖。

系统中的太阳能集热器通过吸收太阳辐射,将光能转化为热能。

这一热能通过热泵系统中的工质传递,最终用于供暖。

太阳能热泵系统的供暖方式有两种:空气源热泵和地源热泵。

空气源热泵通过吸收室外空气中的热能,将其转化为供暖所需的热能。

而地源热泵则通过地下埋设的地热管道吸收地下的热能,利用热泵技术将其提取出来供暖使用。

这两种方式都可以有效利用太阳能进行供暖,既节能又环保。

2. 太阳能热泵系统热水供应除了供暖,太阳能热泵系统还可以用于热水供应。

太阳能集热器将太阳能转化为热能,通过热泵系统中的热交换器将热能传递给热水储罐,从而加热水。

与传统的热水供应方式相比,太阳能热泵系统具有更高的效率和更低的能耗。

同时,太阳能热泵系统还可以与辅助热源(如电加热器)结合使用,以保证在太阳能不足时仍能够供应热水。

3. 太阳能热泵系统制冷除了供暖和热水供应,太阳能热泵系统还可以用于制冷。

太阳能集热器在夏季可以通过反向工作原理,将室内的热量吸收并排出室外,从而实现室内的制冷效果。

太阳能热泵系统的制冷效果不仅高效而且环保,是一种理想的制冷方式。

4. 其他利用方式除了以上提到的供暖、热水供应和制冷,太阳能热泵系统还可以用于其他方面。

例如,太阳能热泵系统可以与地板采暖系统结合使用,通过地板散热实现供暖。

此外,太阳能热泵系统还可以与太阳能光伏发电系统结合使用,将多余的电能转化为热能进行储存和利用。

这些利用方式不仅提高了能源的利用效率,还减少了能源的浪费。

太阳能热泵系统具有多种利用方式,包括供暖、热水供应、制冷以及与其他能源系统的结合使用。

太阳能的三种主要利用形式

太阳能的三种主要利用形式

太阳能的三种主要利用形式
太阳能的三种主要利用形式是太阳能热利用、太阳能光电利用和太阳能光化学利用。

1. 太阳能热利用:利用太阳能的热能,通过太阳能热集热器将太阳辐射转化为热能,用于供暖、热水、蒸汽等领域。

太阳能热利用广泛应用于太阳能热水器、太阳能采暖系统、太阳能热泵等设备中。

2. 太阳能光电利用:利用太阳能的光能,通过光电效应将太阳辐射转化为电能,用于发电。

太阳能光电利用主要包括太阳能光伏发电和太阳能光热发电两种形式。

太阳能光伏发电利用太阳能光能直接转化为电能,通过太阳能光伏电池板将光能转化为电能。

太阳能光热发电则利用太阳能光能产生高温热能,通过热能发电系统将热能转化为电能。

3. 太阳能光化学利用:利用太阳能的光能进行化学反应,将太阳能转化为化学能。

太阳能光化学利用主要包括光催化和人工光合作用两种形式。

光催化通过光催化剂催化剂将太阳能光能转化为化学能,用于环境治理、能源储存等领域。

人工光合作用则是通过模仿植物的光合作用过程,利用太阳能光能将二氧化碳和水转化为有机物质,用于生产燃料、化学品等。

太阳能与多种热源互补(采暖+制冷+热水)系统简介

太阳能与多种热源互补(采暖+制冷+热水)系统简介

太阳能与多种热源互补(采暖+制冷+热水)系统简介生活热水供热和冬季热水采暖供热是许多地区不可或缺的基本的生活条件。

我国有70%的人口需要采暖越冬。

采暖耗热量占年生活总耗热量的90%。

我国能够享受城市热力管网或单位、小区局域集中采暖的家庭约占10%,而占90%的城市周边地区、县乡镇和广大农村的家庭基本依靠燃煤或土暖气供热采暖。

供热采暖是个巨大的热量消耗和供应市场。

太阳能显热是取之不尽、用之不竭的可再生能源。

太阳能存在着因为地理位置、气温变换与昼夜更替产生的不稳定性影响,但太阳能又是强大的供热资源,一份能量换得一份热量,只要合理的科学的资源配置,就可以实现太阳能供热采暖应用。

第一次世界能源危机,欧美国家就开始了太阳热能供热采暖的应用,并已形成完善的技术体系。

房间温度每升高1℃要增加17%热耗;18℃标准室温和不同纬度,每㎡太阳能集热面积可以驱动3-10㎡建筑面积采暖,可以节省30-50%电或燃料。

太阳能供热采暖需要有互补热源。

夜间或阴雨雪或极端低温天气,太阳能不能满足供热时,需要有互补热源。

互补热源有电、燃气、燃煤等。

电热源设备是水循环电热采暖器;燃气热源设备是燃气壁挂炉;燃煤热源是热水采暖炉。

电是洁净能源,无污染、无明火、普及率高、电价适宜,容易实现安全与节电的自动化控制。

随着新农村建设和城镇扩建的发展,未来5-10年将有数亿家庭乔迁新居而提供巨大的供热采暖商机。

而太阳能光电互补将是主要的供热采暖方式。

太阳能多热源互补供热采暖系统由太阳能集热器、互补热源设备和控制装置组成。

冬季制热水供热采暖,夏季可以制冷水,经风机盘管制冷风实现室内空气调节。

保温性能不达标的标准住宅,在气温-5℃、室温18℃条件下,采暖供水温度55℃、供回水温差10℃时,采暖循环水量为4.5Kg/h,需要提供的热量为190KJ;保温性能达标的标准住宅,在气温-5℃、室温18℃条件下,采暖供水温度55℃、供回水温差10℃时,采暖循环水量为2.5Kg/h、需要提供的热量为105KJ。

太阳能地板采暖系统在北京地区的应用分析doc

太阳能地板采暖系统在北京地区的应用分析doc

太阳能地板采暖系统在北京地区的应用分析袁新毓徐平(杭州普桑能源科技有限公司,杭州310023)摘要本文简要介绍了太阳能技术的发展,并通过对太阳能地板采暖系统的工作原理及效益分析,指出太阳能地板采暖将是北京地区最节能、环保的采暖方式之一。

关键词太阳能技术地板辐射采暖效益分析0引言随着社会进步和经济发展,全球矿物能源的消费量越来越大,而全球矿物能源贮量却十分有限。

能源的日益匮乏,环保要求的日益提高,我国越来越多的城市开始限制燃煤采暖,采用何钟清洁、节能的采暖系统来代替现有的采暖方式,引起人们的广泛的关注。

同时随着人们生活水平的逐步提高,人们对室内环境品质的要求也越来越高,其中包括对采暖舒适性的要求,太阳能低温热水地板辐射采暖作为近年来新兴的一种采暖方式,以其舒适、卫生、节能、环保等优点倍受人们关注。

1太阳能技术发展概况太阳能作为一种免费、清洁、无污染的能源,以节能和环保的突出特点,在建筑中的利用越来越普遍。

人类对太阳能的利用已经经历了百年的历程,我国太阳能热利用起源于20世纪70年代。

20世纪80年代,由于能源紧张引起国家和社会的重视,国内许多科研院所、大专院校开始从事太阳能利用的研究工作,其中太阳能的光热利用已取得显著成果并转化为生产力。

我国有较丰富的太阳能资源。

其太阳辐射资源区划分为四个资源带:一类为资源丰富地区(年辐射总量≥6700MJ/m2);二类为资源较丰富地区(年辐射总量=5400—7000MJ/m2);三类为资源一般地区(年辐射总量=4000—5400MJ/m2)和四类为贫乏地区﹙年辐射总量<4200MJ/m2﹚。

年太阳辐照时数超过2200小时的太阳能利用条件较好的地区占国土的2/3。

其中北京地区属于二类资源地区,具有利用太阳能的良好条件。

2太阳能地板采暖系统的组成及工作原理2.1太阳能地板采暖系统的组成2.1.1太阳能集热系统太阳能集热系统主要由太阳集热器、贮热水箱、控制器、系统管道等组成。

太阳能供热采暖系统方案

太阳能供热采暖系统方案

太阳能供热采暖系统方案为了解决不断增长的能源需求和环境问题,太阳能供热采暖系统成为一种可持续发展的解决方案。

本文将介绍一种高效、环保的太阳能供热采暖系统方案,以满足居民和商业建筑的采暖需求。

一、系统概述太阳能供热采暖系统由太阳能收集器、热储罐、热水循环泵、辅助加热设备和供暖设备等组成。

太阳能收集器用于收集太阳能,并将其转化为热能。

热储罐用于储存太阳能转化而来的热能,以供应采暖和热水使用。

热水循环泵将热储罐中的热水循环供应给供暖设备,实现建筑物的采暖。

二、太阳能收集器太阳能收集器是太阳能供热采暖系统中最关键的组件之一。

我们采用平板型太阳能收集器,其优点包括结构简单、维护成本低、寿命长等。

平板型太阳能收集器由玻璃盖板、吸热板和背板组成。

吸热板表面覆盖有特殊涂层,能够有效吸收太阳辐射并转化为热能。

三、热储罐热储罐是储存太阳能转化而来的热能的重要设备。

为了提高储热效果,我们选用具有很好保温性能的材料制作热储罐。

同时,热储罐内部配有专用的换热器,用于将收集到的热能传递给热水循环泵。

四、热水循环泵热水循环泵是实现热水循环供应的核心设备。

其主要工作原理是通过泵将储存在热储罐中的热水抽出,并送到供暖设备进行采暖。

为了提高系统的运行效率,热水循环泵应具备低功耗、低噪音和可靠性强等特点。

五、辅助加热设备在太阳能供热采暖系统中,辅助加热设备的作用是在太阳能不足或无法满足采暖需求时提供额外的热能。

辅助加热设备可以选择电加热器、燃气锅炉或地源热泵等,具体选择根据实际情况和用户需求来决定。

六、供暖设备供暖设备是太阳能供热采暖系统中的最终应用部分,主要用于将热水传递给建筑物内的供暖环路。

供暖设备可以选择水暖片、地暖或空气热泵等,根据实际的采暖需求和建筑结构来确定。

七、系统优势太阳能供热采暖系统具有多方面的优势。

首先,太阳能是一种永无止境的能源,可以充分利用太阳能资源,减少对传统能源的依赖。

其次,太阳能供热采暖系统具备环保特性,不会产生二氧化碳等有害气体的排放,符合低碳生活的要求。

浅谈太阳能供暖采暖系统

浅谈太阳能供暖采暖系统

浅谈太阳能供热采暖系统形式及发展天津安装工程有限公司:刘树强摘要:太阳能供热采暖是一项新的节能技术,但在实际应用中还处于不成熟的阶段,本文介绍了太阳能供热采暖系统的组成,着重分析了集热器、蓄热水箱、辅助热源设计方法及选型要点。

关键字:太阳能太阳能供热采暖系统集热器蓄热水箱辅助热源前言随着人类社会经济发展迅猛,煤、电、石油、天然气等能源日益短缺,能源危机、环境污染等问题日渐突显,已成为威胁人类生存的头等大事,对新能源的开发利用显得尤为重要,特别是对太阳能的开发利用。

太阳能作为一种可再生的清洁能源具有其它能源无可比拟的优势。

我国太阳能资源十分丰富,绝大部分地区年平均日辐射量在4kwh/㎡.d以上,全国2/3以上地区年辐照量大于502万KJ/㎡,年日照时数在2000小时以上。

太阳能取之不尽用之不竭,处处均可开发应用,无需开采和运输,不会污染环境和破坏生态平衡,符合国家倡导的“建设资源节约型、环境友好型社会”的要求,具有良好的节能减排效果。

因此对太阳能的开发利用必将创造出良好的社会效益、环境效益和经济效益。

一、太阳能供热采暖技术的发展现状太阳能供热采暖分为被动式太阳能供热采暖和主动式太阳能供热采暖。

由于主动式太阳能采暖系统复杂、设备多,初期投资和维护费用都比被动式太阳能采暖高,被动式太阳能采暖将是我国今后几年重点发展项目。

现在我国已形成了具有中国特色的包括理论、设计、施工、试验及评价方法在内的一整套被动式太阳能采暖技术,建成了几百万平方米的被动式采暖太阳房。

由于受经济因素的制约,主动式太阳能供暖系统在我国一直发展比较缓慢。

随着经济的快速发展,为适应建筑节能的形势要求,我国大力推广并已经建成了若干单体建筑太阳能供热采暖试点工程,但是由于这种系统的推广障碍主要在于投资费用高和春、夏、秋季热水过剩,所以需要通过季节蓄能技术和全年的综合利用,与地源热泵、生物质能等其他可再生能源的互为补充来解决。

二、太阳能采暖系统概述太阳能供热采暖系统是将太阳能转化成热能,供给建筑物冬季采暖和全年其他用热的系统,系统主要部件有太阳能集热器、换热储热装置、生活热水系统、控制系统、辅助能源加热设备、泵、连接管道和末端散热系统等。

太阳能的利用方法

太阳能的利用方法

太阳能的利用方法太阳能作为一种清洁、无限可再生的能源,正逐渐成为解决能源危机和环境污染问题的重要途径。

通过合理的利用太阳能资源,不仅可以降低能源消耗和碳排放,还能减轻对化石能源的依赖。

本文将介绍太阳能的利用方法,包括太阳能热利用和太阳能光利用两个方面。

一、太阳能热利用太阳能热利用是指通过太阳能收集器将太阳辐射转化为热能,然后应用于热水供应、采暖、以及工业生产等领域。

太阳能热利用的方法有:1. 太阳能热水系统太阳能热水系统主要由太阳能集热器、热水储存装置和热水供应系统组成。

太阳能集热器通过吸收太阳辐射,将其转化为热能,并传递给储热装置。

热水储存装置可以储存由太阳能提供的热水,供应给家庭或机构使用。

这种系统在热水供应方面具有较高的效率和节能的优势。

2. 太阳能采暖系统太阳能采暖系统利用太阳能集热器将太阳辐射转化为热能,然后供应给室内供暖系统。

太阳能集热器可以安装在屋顶或阳台上,通过循环泵将热能传递至供暖设备中。

这种系统不仅可以提供温暖的室内环境,还可以减少对传统供暖设备的依赖,节约能源开支。

3. 太阳能工业利用太阳能在工业生产中的应用也越来越广泛。

例如,利用太阳能集热器对水或其他介质进行加热,用于生产过程中的加热、干燥和蒸发等工序。

太阳能工业利用不仅可以减少能源成本和碳排放,还可以提高工业生产的可持续性和环保性。

二、太阳能光利用太阳能光利用是指通过太阳能电池板将太阳辐射直接转化为电能,用于电力供应和光伏发电。

太阳能光利用的方法有:1. 光热发电光热发电是利用太阳能热利用技术将太阳能转化为热能,然后通过热机的工作流程将热能转化为电能。

具体的工作原理包括太阳能反射器、热媒介的加热、蒸汽发电、以及蒸汽冷凝和循环等步骤。

光热发电技术具有高效率、长寿命和环保等优点,是未来发电领域的重要方向。

2. 光伏发电光伏发电是利用太阳能电池板将太阳辐射直接转化为电能。

太阳能电池板通过电子的光生电效应实现太阳能到电能的转化。

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太阳能在采暖系统中的应用【摘要】太阳能采暖系统是一种满足住户采暖和热水供热需求的新型太阳能热水系统,是太阳能热利用技术的延伸。

文中介绍了太阳能采暖系统的构成和太阳能采暖系统国内外现状以及太阳能采暖技术及设备。

Abstract: As an extension of the current solar thermal technology. Solar heating is a new kind of solar hot water system to meet both heating and hot water residential demand. The article covers it constitution, current status and related technology and equipment【关键词】太阳能采暖系统现状技术设备Key Words: solar, heating, status, technology, equipment引言20世纪90年代,温室气体排放造成的全球变暖问题引起了国际社会的高度重视和广泛关注,利用可再生能源替代常规能源是改变目前的能源结构最有效的途径。

采暖在国内建筑用能中占据较大份额,北方地区采暖占家庭能耗的一半以上,同时利用原煤作为采暖能源是造成冬季大气污染的主要根源。

因此,减少和替代采暖用煤最有效的途径是推广使用太阳能采暖等可再生能源技术。

一、太阳能采暖系统概况1.1太阳能采暖系统太阳能采暖系统,由集热、蓄热、供热子系统和辅助热源组合而成,供热子系统就是常规的采暖系统,集热子系统由太阳能集热器和循环系统所组成,在不能取得太阳热或蓄热量不能满足需要时,则由辅助热源供给采暖负荷,太阳能采暖系统一般采用温度较低的平板型集热器(通常以30—60℃的水作为介质收集太阳热),蓄热材料以水和卵石床最为常见。

辅助热源有燃料式和电气式两种。

供热系统可以是常用暖气片、风机盘管、顶棚辐射板、地面辐射板等。

冬季太阳能供暖系统的集热温度为40℃左右,顶棚辐射(水温可在35℃左右)和地面辐射板(水温在25—30℃也能运行)对太阳能利用比较合适,但地暖设备费用高,安装施工与维修困难,一般说来,只要选择较好的散热设备,利用其它方式采暖也能满足一定的舒适要求,所以不一定局限于地板辐射。

1.2国外应用现状欧洲、北美对太阳能供热(热水、采暖)系统的工程应用已有几十年历史,过去主要用于单体建筑内的小型系统,近十余年来,包括区域供热在内的大型太阳能供热采暖综合系统的工程应用有较快发展。

德国是应用太阳能供热技术较早的国家,太阳能采暖技术已经在德国居住区供热设置改造和配套建设中得到广泛推广和应用;欧洲大多数国家都积极鼓励支持利用太阳能,对安装太阳能装置的家庭实行补贴政策,一般补贴为系统造价的20—50%;以色列80%住宅装有太阳能热水器,政府以立法形式规定高度27米以下新建住宅必须安装太阳能热水器。

丹麦Marstal太阳能供热采暖工程是世界上最大的太阳能供热采暖系统,太阳能集热器设置在大面积空地上,集热器面积1.83万m2,与社区热力网连接,1996年建成运行,年热负荷28GWh/y,同时使用2100m3水箱、4000m3水容量砂砾层及10000m3地下水池蓄热。

1.3国内应用现状我国太阳能产业发展很快,截至2006年,我国太阳能热水器年生产能力达到1500万平方米,在用太阳能热水器总集热面积达l亿平方米,生产量和使用量居世界第一。

虽然我国太阳能热水器应用已经相当广泛,但太阳能采暖工程应用却处于起步阶段,已建成的都是单体示范建筑,近年的太阳能采暖建设项目中,比较集中和有代表性的是北京周边郊区县新民居的太阳能采暖工程。

由于农村住宅相对分散,密度低,不宜采用投资大、维护水平高的集中供暖模式,而传统的燃煤取暖方式又存在效率低、污染环境、费用较高等问题,在农村推广安全环保、运行费用低的太阳能采暖系统符合新农村建设的客观要求。

太阳能采暖所需的集热面积远大于太阳能热水系统,安装位置要求较大,对于高层建筑或居住密度较大的城区存在安装建设条件不足的问题,限制了应用,而农村住宅一般建筑容积率较低,没有明显遮挡,具备建设太阳能采暖项目的良好条件。

北京平谷区新民居太阳能采暖工程项目进展较早,有很多成功应用的经验。

二、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。

2.1运行原理太阳能集热循环:太阳能集热循环为温差控制,强制循环的落差系统。

系统通过比较太阳能集热器和水箱的温度控制集热循环泵启停,当集热器温度高于水箱温度设定值时,循环泵启动,太阳能集热器不断将水箱中的热水加热;当温差低于设定值时,循环泵停止,室外太阳能集热器和管路中的水受重力作用落回水箱,防止反向算热,并达到冬季防冻的目的。

太阳能采暖系统原理图2.2太阳能供热采暖系统实例介绍位于北京天普太阳能集团工业园的新能源示范楼总建筑面积8000m2,采用太阳能、热泵系统相结合,以满足大楼夏季空调、冬季供暖的需要,系统冬季由太阳能集热器陈列、热泵机组、蓄热水池和自动控制系统等部件组成。

采暖时,优先使用太阳能集热器向1200m3的地下蓄水池存贮热能,热泵吸收车间冷却水中的热量作为辅助热源。

在1月1日至3月15日的冬季,该系统的太阳能集热系统工作了443.5h,向地下蓄能水池存储能量32762.9kWh;辅助热源热泵工作675h,蓄热299025kWh,系统共蓄热331787.9kwh,消耗电能93644.5kwh.能耗比达到3.54,太阳能/热泵系统方案达到不排放CO2,显示了系统的节能效益和社会效益。

三、太阳能采暖技术及设备3.1辅助能源太阳能辐照强度随着时间、季节和天气是显著变化的,大部分的太阳能采暖系统需配备辅助能源系统,当阴天、夜晚等太阳能满足不了采暖需求时,由辅助能源系统提供全部或部分热能。

辅助能源系统有:①燃煤锅炉;②燃油或气锅炉;③电锅炉;④生物质锅炉等。

以上辅助能源按出力调控方式不同分两类:一类是可及时控制的能源,如燃油或燃气锅炉、电锅炉和带燃烧器的生物质锅炉;另一类是非及时控制的能源,如燃煤锅炉和烧劈柴锅炉等。

在采暖系统设计中,对于非及时控制的辅助能源,可以利用容量较大水箱进行储热缓冲,保证采暖系统进水温度波动较小,提高采暖的舒适度和便于对水泵和控制阀等部件的控制。

3.2太阳能保证率太阳能保证率是指太阳能提供的能源占系统热水和采暖所需总热量的比例。

对于太阳能采暖系统,其保证率一般在20%~60%,国外也有一些系统采用季节性储热办法达到很高的太阳能保证率,甚至实现热水和采暖所需的热量全部由太阳能提供,但从系统投资回报来说,太阳能保证率在30%~50%比较好。

对于太阳能保证率较高的系统,必须考虑储热问题,但季节性储热会大大增加初投资,不推荐使用。

3.3系统的防冻问题太阳能采暖系统是一个四季运行的系统,系统须考虑冬季的防冻问题,采取的方案有:①集热器回路传热工质采用防冻液;②落水式排空防冻系统;③夜晚利用储热水箱中热水回流集热器防冻;④敷设电热带防冻。

3.4系统的过热问题采暖系统集热器面积较大,非采暖季节会出现太阳能得热量远大于供应热水所需要热量,因此会出现过热问题。

如果设计不当,会造成系统温度高于系统部件工作允许温度,导致部件寿命缩短和连接件漏水,甚至会产生安全问题。

解决系统过热的措施有:①集热器排空;②集热器闷晒运行;③设计散热系统,以保证系统在安全温度下运行。

3.5采暖系统的储热水箱太阳能集热系统、热水系统和采暖系统对工作温度要求是不同的:太阳能集热系统的工作温度越低,热效率越高,因此系统设计中应尽量降低太阳能集热系统工作温度,太阳能采暖适宜采用低温地板采暖系统,供水温度在40℃左右;生活热水供水温度为50℃~60℃。

为实现不同的供水温度要求,太阳能采暖系统一般采用垂直分层水箱。

垂直分层水箱工作原理是利用水在不同温度下的密度差,实现同一水箱可以产生不同的温度分区,即低温的水位于水箱底部,高温的水位于水箱上部时,并可以相互不掺混。

分层水箱下部布置与太阳能集热器相连的换热器;中部水温适合于采暖,与采暖系统相连;上部水温最高,布置生活热水的换热器。

3.6系统换热设计太阳能采暖系统之间换热利用换热器实现,换热器种类有:①盘管式换热器;②套筒式水箱壁面换热;③板式换热器。

盘管式换热器是太阳能采暖系统使用最广泛的换热方式,目前使用的材料有铜管、不锈钢波纹管和耐高温塑料管,为提高换热能力,很多厂家使用外翅片管;套筒式水箱是把生活热水水箱放置在储热水箱中,利用内置生活水箱的壁面进行换热;外接板式换热器一般适合集热器面积较大的系统,换热器两侧的工质采用强制循环,优点是换热能力不受换热水箱大小的制约,缺点是换热温差较小。

3.7采暖系统的控制采暖系统的控制主要是根据系统各部分的温度控制水泵和阀门。

例如:①集热器回路控制:当集热器出水温度高于储热水箱的换热器处水温时,开启集热器系统循环水泵,否则关闭;②防冻控制:当集热器进水温度低于设定温度(如4℃),开启水泵进行温循环防冻或排空系统工质;③防过热控制:当储热水箱温度高于设定温度(如75℃),关闭集热器系统循环水泵使集热器系统进入闷晒运行或启用其他防过热措施。

结论太阳能资源丰富、清洁无污染,显然其能源密度低、能量供应具随机性和间歇性,给太阳能利用技术的发展带来一定的困难,但随着新材料研究的进展、技术及工艺的进步,特别是蓄热技术的发展,和对能源的合理配置及环保的要求,太阳能将在空调、制冷、供暖等各方面取得更大的进展,成为暖通空调领域的主要冷热源之一,只有广阔的发展前景。

参考文献:[1] 喜文华,太阳能实用工程技术[M]兰州:兰州大学出版社,2001[2]郑瑞澄,太阳能供热采暖工程应用推广,太阳能,2007年第2期,37—41[3]朱敦智,刘君,芦潮,太阳能采暖技术在新农村建设中应用,农业T程学报,2006年增刊1,167—170[4]自宁,李戡洪,马伟斌等.太阳能空调/热泵系统及运行分析[J].可生能源,2005(2).。

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