太陽(yáng)能供暖設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、太陽(yáng)能供熱采暖系統(tǒng)應(yīng)納入建筑工程建設(shè)的規(guī)定程序，統(tǒng)一規(guī)劃、同步設(shè)計(jì)、同步施工、統(tǒng)一驗(yàn)收、同時(shí)投入使用 。

2、太陽(yáng)能供熱采暖系統(tǒng)應(yīng)做到全年綜合利用，采暖期為建筑物供熱采暖，非采暖期向本建筑物或相鄰建筑物提供生活熱水或其他用熱。

3、設(shè)置太陽(yáng)能供熱采暖系統(tǒng)的新建、改建和擴(kuò)建的供暖建筑物，其建筑熱工與節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)符合或高于所在氣候區(qū)國(guó)家、行業(yè)和地方建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)施細(xì)則的要求。

4、太陽(yáng)能供熱采暖系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)和使用條件采取防凍、防結(jié)露、防過(guò)熱、防雷、防雹、抗風(fēng)、抗震和保證電氣安全等技術(shù)措施。

5、太陽(yáng)能供熱采暖系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置其它能源輔助加熱/換熱設(shè)備。輔助熱源應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件，選擇城市熱網(wǎng)、電、燃?xì)狻⑷加?、工業(yè)余熱或生物質(zhì)燃料等。加熱/換熱設(shè)備選擇各類(lèi)鍋爐、換熱器和熱泵等，做到因地制宜、經(jīng)濟(jì)適用。

6、太陽(yáng)能供熱采暖系統(tǒng)中所采用的設(shè)備和產(chǎn)品，正常使用壽命不應(yīng)少于15年。我國(guó)較好企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品，已經(jīng)有使用15年仍正常工作的實(shí)例，因此，規(guī)定產(chǎn)品的正常使用壽命不應(yīng)少于15年。

以北京地區(qū)100平米現(xiàn)有建筑為例。

太陽(yáng)能供暖經(jīng)濟(jì)效益分析

北京地區(qū)100㎡的現(xiàn)有建筑，配備36㎡集熱器的太陽(yáng)能供熱采暖系統(tǒng)，整體造價(jià)在3.5萬(wàn)至5萬(wàn)元之間 。

一個(gè)采暖期內(nèi)，若由太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)供給的熱量的時(shí)間為100天，保證率為80%的話，則系統(tǒng)每天節(jié)電近44元，整個(gè)采暖季會(huì)節(jié)省4400元。8-10年收回投資。而太陽(yáng)能供熱采暖系統(tǒng)的使用壽命在15-20年，其余7-10年的使用，則等于節(jié)約了3到4萬(wàn)元的能源費(fèi)用。

另外，全年生活用熱水的設(shè)備和能源也會(huì)節(jié)省下來(lái)，此處不多做計(jì)算。

太陽(yáng)能供暖環(huán)境效益分析

根據(jù)2007年中國(guó)可再生能源行業(yè)報(bào)告數(shù)據(jù)

1）每m2太陽(yáng)熱水器節(jié)約能源標(biāo)煤 :

150~180 kgce/m2

2）每m2太陽(yáng)熱水器減排 :

CO2 300多kg

SO2 2 kg

NO2 2 kg

粉塵 3 kg

3）每m2太陽(yáng)熱水器年環(huán)境效益：75元

綜上所述，北京地區(qū)100㎡現(xiàn)有建筑，采用太陽(yáng)能供熱采暖后，平均每年可以節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約5.94噸，減少二氧化碳排放10.8噸，減少二氧化硫排放72公斤，減少N02排放72公斤，減少空氣中的粉塵108公斤，項(xiàng)目年環(huán)境效益2700元。國(guó)標(biāo)太陽(yáng)能集熱器，若維護(hù)到位，實(shí)際的壽命可達(dá)至20-30年，按保守的20年計(jì)算，環(huán)境效益高至54000元，這還沒(méi)有考慮通貨膨脹的因素。

利用太陽(yáng)能供熱采暖系統(tǒng)，不僅在冬季享有溫暖舒適的室內(nèi)環(huán)境，而且為保護(hù)一片藍(lán)天，維護(hù)地球綠色做出了自己的貢獻(xiàn)。

1. 太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)的特點(diǎn)

太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)與常規(guī)能源供暖系統(tǒng)的主要區(qū)別，在于它是以太陽(yáng)能集熱器作為能源，替代或部分替代以煤、石油、天然氣、電力等作為能源的鍋爐 。

太陽(yáng)能集熱器獲取太陽(yáng)輻射能而轉(zhuǎn)化的熱量，通過(guò)散熱系統(tǒng)送至室內(nèi)進(jìn)行采暖；過(guò)剩熱量?jī)?chǔ)存在儲(chǔ)熱水箱中內(nèi)；當(dāng)太陽(yáng)能集熱器收集的熱量小于供暖負(fù)荷時(shí)，由儲(chǔ)存的熱量來(lái)補(bǔ)充；若儲(chǔ)存的熱量不足時(shí)，由備用的輔助熱源提供。

2. 太陽(yáng)能供暖特點(diǎn)

太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)與常規(guī)能源供暖系統(tǒng)相比，有如下幾個(gè)特點(diǎn)：

系統(tǒng)運(yùn)行溫度低 太陽(yáng)能集熱器效率隨運(yùn)行溫度升高而降低，要降低集熱器和供暖系統(tǒng)溫度。

推薦地盤(pán)管供暖，運(yùn)行溫度35～45℃。風(fēng)機(jī)盤(pán)管和暖氣運(yùn)行溫度為55～65℃。

有儲(chǔ)存熱量的設(shè)備 太陽(yáng)輻射受氣候和時(shí)間的支配，太陽(yáng)能不能成為連續(xù)、穩(wěn)定的能源。

系統(tǒng)必須有儲(chǔ)存熱量的設(shè)備；如儲(chǔ)熱水箱等。

與輔助熱源配套使用 氣候變化或陰雨天等沒(méi)有日照時(shí)，太陽(yáng)能不能成為獨(dú)立的能源。

輔助熱源可采用電力、燃?xì)?、燃油和生物質(zhì)能等。

適合在節(jié)能建筑中應(yīng)用 建筑物供暖的需求且達(dá)到一定的太陽(yáng)能保證率，需要足夠多的太陽(yáng)能集熱器。

保溫水平低，門(mén)窗氣密性差的建筑不適合使用太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)。

太陽(yáng)能供暖組成

1太陽(yáng)能集熱板

2熱能儲(chǔ)水器

3熱能轉(zhuǎn)換器

4燃?xì)獗趻鞝t輔助加熱

本系統(tǒng)冬天可補(bǔ)充建筑物取暖用熱的50%以上的熱量作為采暖熱源為室內(nèi)地板采暖系統(tǒng)供熱，春夏秋三季可使用燃?xì)饣蛘卟皇褂萌細(xì)廨o助加熱（儲(chǔ)熱水箱加大可完全不利用燃?xì)饧訜峒纯扇旌蚴褂脽崴?。根?jù)11年度使用情況280平方的建筑面積每天平均耗氣量為11方，節(jié)能率超過(guò)50%。

平板太陽(yáng)能集熱器的基本工作原理十分簡(jiǎn)單。概括地說(shuō)，陽(yáng)光透過(guò)透明蓋板照射到表面涂有吸收層的吸熱體上，其中大部分太陽(yáng)輻射能為吸收體所吸收，轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，并傳向流體通道中的工質(zhì)。這樣，從集熱器底部入口的冷工質(zhì)，在流體通道中被太陽(yáng)能所加熱，溫度逐漸升高，加熱后的熱工質(zhì)，帶著有用的熱能從集熱器的上端出口，蓄入貯水箱中待用，即為有用能量收益。與此同時(shí)，由于吸熱體溫度升高，通過(guò)透明蓋板和外殼向環(huán)境散失熱量，構(gòu)成平板太陽(yáng)集熱器的各種熱損失。這就是集熱器的基本工作過(guò)程。

平板太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)組成：

太陽(yáng)能集熱器 、儲(chǔ)熱水箱、 連接管路、 輔助熱源 、散熱部件和控制系統(tǒng) 。

平板集熱器

平板型集熱器的工作過(guò)程是陽(yáng)光透過(guò)玻璃蓋板照射在表面有涂層的吸熱板上，吸熱板吸收太陽(yáng)能輻射能量后溫度升高。

要求：

有一定的承壓能力，熱工性能良好。一般使用的平板型太陽(yáng)能尺寸為2×1米。

1、蓋板：采用高強(qiáng)耐熱透明鋼化玻璃。實(shí)現(xiàn)高透光率、低反射率；抗沖擊能力高；

2、保溫層：以提高集熱器的熱效率可以有效減少熱量的散失。

3、吸熱板（簡(jiǎn)稱(chēng)板芯）：用純銅太陽(yáng)能集熱板。有耐腐蝕、壽命長(zhǎng)等

優(yōu)點(diǎn)。可以從多個(gè)角度最大限度的吸收太陽(yáng)光。

4、涂層：在吸熱面板上涂有選擇性性涂層，可使吸熱面板吸收更多的太陽(yáng)能輻

射，又減少吸熱板向環(huán)境的輻射散熱損失。

5、殼體 ：使用整體鍍鋅板防止生銹或腐蝕；同時(shí)保持剛度和強(qiáng)度

便于安裝。

6、支架：一般采用角鋼、熱鍍鋅等材質(zhì)，，焊接于鋼結(jié)構(gòu)棚架上。

蓄熱水箱

由于太陽(yáng)能并非穩(wěn)定供應(yīng)，為供應(yīng)陰雨天、夜間時(shí)之負(fù)載需求，需藉由儲(chǔ)熱體儲(chǔ)存熱能，穩(wěn)定供應(yīng)負(fù)載熱能。儲(chǔ)熱體一般依外型長(zhǎng)寬比分為臥式與立式兩種。通常蓄熱體均以水作為儲(chǔ)熱介質(zhì)。和電熱水器的保溫水箱一樣，是儲(chǔ)存熱水的容器。因?yàn)樘?yáng)能集熱器只能白天工作，而人們一般在晚上才供暖和使用熱水，所以必須通過(guò)保溫水箱把集熱器在白天產(chǎn)出的熱水儲(chǔ)存起來(lái)。穩(wěn)定供應(yīng)負(fù)載熱能。容積是每天晚上用熱水量的總和。要求內(nèi)膽承壓保溫水箱，保溫效果好，耐腐蝕，水質(zhì)清潔，使用壽命可長(zhǎng)達(dá)20年以上。

散熱系統(tǒng)

散熱系統(tǒng)是將熱能有效導(dǎo)出并通過(guò)散熱系統(tǒng)將熱能分散到所需之處的一種釋放裝置。散熱形式有壁掛式、柜式、地暖式、棚暖式、散熱片等。工程中使用較多的是地暖式和散熱片式。

控制系統(tǒng)和管道

控制系統(tǒng)是為了調(diào)整和協(xié)調(diào)太陽(yáng)能集熱板、蓄熱體、散熱系統(tǒng)的運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、溫度適度的運(yùn)行方案。循環(huán)控制系統(tǒng)主要利用感溫探頭等控制元件采集各控制點(diǎn)的溫度輸出信號(hào)給執(zhí)行設(shè)備，并將信號(hào)傳遞給控制中心，隨時(shí)控制系統(tǒng)的起停。將熱水從集熱器輸送到保溫水箱、將冷水從保溫水箱輸送到集熱器的通道，使整套系統(tǒng)形成一個(gè)閉合的環(huán)路。 設(shè)計(jì)合理、連接正確的循環(huán)管道對(duì)太陽(yáng)能系統(tǒng)是否能達(dá)到最 佳工作狀態(tài)至關(guān)重要。熱水管道必須做保溫處理。管道必須有很高的質(zhì)量，保證有20年以上的使用壽命。

太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：

一，高效節(jié)能 最大效率的利用太陽(yáng)能量可節(jié)約能源成本40-60%以上，運(yùn)行成本大大降低。

三、綠色環(huán)保 采用了太陽(yáng)能潔凈綠色能源，避免了礦物質(zhì)燃料對(duì)環(huán)境的污 染，為用戶提供干凈舒適的生活空間。

四、智能控制 系統(tǒng)采用了智能化控制技術(shù)，自行控制，最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，可設(shè)置全天候供應(yīng)熱水，使用非常方便。

五、使用壽命 集熱管道采用銅管激光焊接，聚氨酯發(fā)泡保溫抗嚴(yán)寒，進(jìn)口面板鋼化處理，可抗擊自然災(zāi)害，使用壽命15年以上。

六、建筑一體化 可安裝在高層陽(yáng)臺(tái)、窗下等朝陽(yáng)的墻面實(shí)現(xiàn)建筑一體化， 盡享舒適生活。

七、能源互補(bǔ) 陰雨天氣使用燃?xì)獗趻鞝t通過(guò)太陽(yáng)能換熱器自動(dòng)切換，無(wú)需人工調(diào)節(jié)。

八、應(yīng)用廣泛 可應(yīng)用與高層及多層的住宅、獨(dú)立別墅、中小型賓館、洗浴 中心、學(xué)校等供暖、洗浴場(chǎng)所。

太陽(yáng)能供暖加熱方式

晴天狀態(tài)下 ，當(dāng)太陽(yáng)能循環(huán)控制系統(tǒng)檢測(cè)到太陽(yáng)能集熱 板熱水溫度超過(guò)高溫儲(chǔ)熱水箱內(nèi)5攝氏度時(shí)啟動(dòng)循環(huán)水泵 進(jìn)行循環(huán)，把太陽(yáng)能集熱板收集的熱量帶入高溫蓄熱水 箱通過(guò)紫銅盤(pán)管進(jìn)行加熱，并保溫儲(chǔ)存，以備使用。

太陽(yáng)能供暖運(yùn)行方式

冬天供暖模式下，當(dāng)啟動(dòng)燃?xì)獗趻鞝t時(shí)，燃?xì)獗趻鞝t首 先進(jìn)行水路、風(fēng)路安全檢測(cè)，進(jìn)行完檢測(cè)達(dá)到運(yùn)行條件 后，啟動(dòng)熱能轉(zhuǎn)換器循環(huán)水泵提取高溫水箱熱水，當(dāng)熱 能轉(zhuǎn)換器溫度傳感器檢測(cè)到太陽(yáng)能高溫蓄熱水箱溫度高 于70度時(shí)，啟動(dòng)壁掛爐循環(huán)水泵進(jìn)行熱量交換，交換4 分鐘后溫度沒(méi)有達(dá)到設(shè)定采暖供水溫度時(shí)，打開(kāi)燃?xì)獗?例閥進(jìn)行二次加熱直至達(dá)到設(shè)定供暖溫度，第二次循環(huán) 需要4分鐘后壁掛爐檢測(cè)供暖回水溫度低于設(shè)定溫度75% 以下時(shí)再次啟動(dòng)熱能轉(zhuǎn)換器進(jìn)行熱能交換。如水箱溫度 低于70度時(shí)不再轉(zhuǎn)換，以保證生活熱水的使用。生活熱水模式則是在打開(kāi)熱水龍頭后，冷水先進(jìn)入轉(zhuǎn)換器，經(jīng) 轉(zhuǎn)換器換熱后進(jìn)入燃?xì)獗趻鞝t，當(dāng)壁掛爐監(jiān)測(cè)到溫度 高于設(shè)定時(shí)，壁掛爐待機(jī)狀態(tài)，低于設(shè)定溫度時(shí)時(shí)啟動(dòng) 燃?xì)獗趻鞝t進(jìn)行二次加熱，保證其達(dá)到設(shè)定溫度。

太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，熱流密度較低，即工質(zhì)的溫度也較低，安全可靠，具有承壓能力強(qiáng)、吸熱面積大等特點(diǎn)，是太陽(yáng)能與建筑一體化最佳選擇供暖選擇之一。其應(yīng)用范圍為：企業(yè)、事業(yè)單位、工廠、院校、賓館酒店、醫(yī)院、社區(qū)、游泳池（包括機(jī)關(guān)等集體單位和家庭）等陽(yáng)光資源良好且需供暖的區(qū)域。

霍斯曼太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)加熱方式

晴天狀態(tài)下，當(dāng)太陽(yáng)能循環(huán)控制系統(tǒng)檢測(cè)到太陽(yáng)能集熱板熱水溫度超過(guò)高溫儲(chǔ)熱水箱內(nèi)5攝氏度時(shí)啟動(dòng)循環(huán)水泵進(jìn)行循環(huán)，把太陽(yáng)能集熱板收集的熱量帶入高溫蓄熱水箱通過(guò)紫銅盤(pán)管進(jìn)行加熱，并保溫儲(chǔ)存，以備使用。

霍斯曼太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)運(yùn)行方式

冬天供暖模式下，當(dāng)啟動(dòng)燃?xì)獗趻鞝t時(shí)，燃?xì)獗趻鞝t首先進(jìn)行水路、風(fēng)路安全檢測(cè)，進(jìn)行完檢測(cè)達(dá)到運(yùn)行條件后，啟動(dòng)熱能轉(zhuǎn)換器循環(huán)水泵提取高溫水箱熱水，當(dāng)熱能轉(zhuǎn)換器溫度傳感器檢測(cè)到太陽(yáng)能高溫蓄熱水箱溫度高于70度時(shí)，啟動(dòng)壁掛爐循環(huán)水泵進(jìn)行熱量交換，交換4 分鐘后溫度沒(méi)有達(dá)到設(shè)定采暖供水溫度時(shí)，打開(kāi)燃?xì)獗壤y進(jìn)行二次加熱直至達(dá)到設(shè)定供暖溫度，第二次循環(huán)需要4分鐘后壁掛爐檢測(cè)供暖回水溫度低于設(shè)定溫度75% 以下時(shí)再次啟動(dòng)熱能轉(zhuǎn)換器進(jìn)行熱能交換。如水箱溫度低于70度時(shí)不再轉(zhuǎn)換，以保證生活熱水的使用。生活熱水模式則是在打開(kāi)熱水龍頭后，冷水先進(jìn)入轉(zhuǎn)換器，經(jīng)轉(zhuǎn)換器換熱后進(jìn)入燃?xì)獗趻鞝t，當(dāng)壁掛爐監(jiān)測(cè)到溫度高于設(shè)定時(shí)，壁掛爐待機(jī)狀態(tài)，低于設(shè)定溫度時(shí)時(shí)啟動(dòng)燃?xì)獗趻鞝t進(jìn)行二次加熱，保證其達(dá)到設(shè)定溫度。

本系統(tǒng)冬天可補(bǔ)充建筑物取暖用熱的50%以上的熱量作為采暖熱源為室內(nèi)地板采暖系統(tǒng)供熱，春夏秋三季可使用燃?xì)饣蛘卟皇褂萌細(xì)廨o助加熱（儲(chǔ)熱水箱加大可完全不利用燃?xì)饧訜峒纯扇旌蚴褂脽崴?。根?jù)11年度使用情況280平方的建筑面積每天平均耗氣量為11方，節(jié)能率超過(guò)50%。

系統(tǒng)造價(jià)：38000元（不含地暖部分）；

系統(tǒng)設(shè)計(jì)壽命：20年；

節(jié)約比例：280平方房屋每年使用燃?xì)獗趻鞝t約為3000立方天然氣，每立方平均2.2元，共計(jì)6600元。節(jié)約50%相當(dāng)于每年供暖項(xiàng)目節(jié)約3300以上；熱水用量按照每天平均使用200升，除去冬天已經(jīng)扣除的120天，剩余240天大概用熱水總量為：48噸，按最廉價(jià)的能源天然氣計(jì)算費(fèi)用的話每噸熱水加熱費(fèi)用15元，全年熱水節(jié)約720元，兩項(xiàng)合計(jì)節(jié)約4000元，按照能源價(jià)格上漲系數(shù)，預(yù)計(jì)不到10年收回全部投資，另外十年節(jié)約5萬(wàn)元以上。