太陽能供暖應(yīng)用范圍

太陽能供暖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，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、吸熱面積大等特點，是太陽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（包括機關(guān)等集體單位和家庭）等陽光資源良好且需供暖的區(qū)域。

1、太陽能供熱采暖系統(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、同步施工、統(tǒng)一驗收、同時投入使用 。

2、太陽能供熱采暖系統(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)置太陽能供熱采暖系統(tǒng)的新建、改建和擴建的供暖建筑物，其建筑熱工與節(jié)能設(shè)計應(yīng)符合或高于所在氣候區(qū)國家、行業(yè)和地方建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和實施細(xì)則的要求。

4、太陽能供熱采暖系統(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)備選擇各類鍋爐、換熱器和熱泵等，做到因地制宜、經(jīng)濟適用。

6、太陽能供熱采暖系統(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。

太陽能供暖經(jīng)濟效益分析

北京地區(qū)100㎡的現(xiàn)有建筑，配備36㎡集熱器的太陽能供熱采暖系統(tǒng)，整體造價在3.5萬至5萬元之間 。

一個采暖期內(nèi)，若由太陽能集熱系統(tǒng)供給的熱量的時間為100天，保證率為80%的話，則系統(tǒng)每天節(jié)電近44元，整個采暖季會節(jié)省4400元。8-10年收回投資。而太陽能供熱采暖系統(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4萬元的能源費用。

另外，全年生活用熱水的設(shè)備和能源也會節(jié)省下來，此處不多做計算。

太陽能供暖環(huán)境效益分析

根據(jù)2007年中國可再生能源行業(yè)報告數(shù)據(jù)

1）每m2太陽熱水器節(jié)約能源標(biāo)煤 :

150~180 kgce/m2

2）每m2太陽熱水器減排 :

CO2 300多kg

SO2 2 kg

NO2 2 kg

粉塵 3 kg

3）每m2太陽熱水器年環(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，項目年環(huán)境效益2700元。國標(biāo)太陽能集熱器，若維護(hù)到位，實際的壽命可達(dá)至20-30年，按保守的20年計算，環(huán)境效益高至54000元，這還沒有考慮通貨膨脹的因素。

利用太陽能供熱采暖系統(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. 太陽能供暖系統(tǒng)的特點

太陽能供暖系統(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 。

太陽能集熱器獲取太陽輻射能而轉(zhuǎn)化的熱量，通過散熱系統(tǒng)送至室內(nèi)進(jìn)行采暖；過剩熱量儲存在儲熱水箱中內(nèi)；當(dāng)太陽能集熱器收集的熱量小于供暖負(fù)荷時，由儲存的熱量來補充；若儲存的熱量不足時，由備用的輔助熱源提供。

2. 太陽能供暖特點

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

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

推薦地盤管供暖，運行溫度35～45℃。風(fēng)機盤管和暖氣運行溫度為55～65℃。

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

系統(tǒng)必須有儲存熱量的設(shè)備；如儲熱水箱等。

與輔助熱源配套使用 氣候變化或陰雨天等沒有日照時，太陽能不能成為獨立的能源。

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)到一定的太陽能保證率，需要足夠多的太陽能集熱器。

保溫水平低，門窗氣密性差的建筑不適合使用太陽能供暖系統(tǒng)。

太陽能供暖組成

1太陽能集熱板

2熱能儲水器

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50%。

平板太陽能集熱器的基本工作原理十分簡單。概括地說，陽光透過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，由于吸熱體溫度升高，通過透明蓋板和外殼向環(huán)境散失熱量，構(gòu)成平板太陽集熱器的各種熱損失。這就是集熱器的基本工作過程。

平板太陽能集熱系統(tǒng)組成：

太陽能集熱器 、儲熱水箱、 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程是陽光透過玻璃蓋板照射在表面有涂層的吸熱板上，吸熱板吸收太陽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能尺寸為2×1米。

1、蓋板：采用高強耐熱透明鋼化玻璃。實現(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（簡稱板芯）：用純銅太陽能集熱板。有耐腐蝕、壽命長等

優(yōu)點?？梢詮亩鄠€角度最大限度的吸收太陽光。

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；同時保持剛度和強度

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

由于太陽能并非穩(wěn)定供應(yīng)，為供應(yīng)陰雨天、夜間時之負(fù)載需求，需藉由儲熱體儲存熱能，穩(wěn)定供應(yīng)負(fù)載熱能。儲熱體一般依外型長寬比分為臥式與立式兩種。通常蓄熱體均以水作為儲熱介質(zhì)。和電熱水器的保溫水箱一樣，是儲存熱水的容器。因為太陽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，所以必須通過保溫水箱把集熱器在白天產(chǎn)出的熱水儲存起來。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)太陽能集熱板、蓄熱體、散熱系統(tǒng)的運行，從而實現(xiàn)經(jīng)濟、溫度適度的運行方案。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的溫度輸出信號給執(zhí)行設(shè)備，并將信號傳遞給控制中心，隨時控制系統(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)形成一個閉合的環(huán)路。 設(shè)計合理、連接正確的循環(huán)管道對太陽能系統(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。

太陽能供暖系統(tǒng)優(yōu)點：

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

三、綠色環(huán)保 采用了太陽能潔凈綠色能源，避免了礦物質(zhì)燃料對環(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)濟運行，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 可安裝在高層陽臺、窗下等朝陽的墻面實現(xiàn)建筑一體化， 盡享舒適生活。

七、能源互補 陰雨天氣使用燃?xì)獗趻鞝t通過太陽能換熱器自動切換，無需人工調(diào)節(jié)。

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

太陽能供暖加熱方式

晴天狀態(tài)下 ，當(dāng)太陽能循環(huán)控制系統(tǒng)檢測到太陽能集熱 板熱水溫度超過高溫儲熱水箱內(nèi)5攝氏度時啟動循環(huán)水泵 進(jìn)行循環(huán)，把太陽能集熱板收集的熱量帶入高溫蓄熱水 箱通過紫銅盤管進(jìn)行加熱，并保溫儲存，以備使用。

太陽能供暖運行方式

冬天供暖模式下，當(dāng)啟動燃?xì)獗趻鞝t時，燃?xì)獗趻鞝t首 先進(jìn)行水路、風(fēng)路安全檢測，進(jìn)行完檢測達(dá)到運行條件 后，啟動熱能轉(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到太陽能高溫蓄熱水箱溫度高 于70度時，啟動壁掛爐循環(huán)水泵進(jìn)行熱量交換，交換4 分鐘后溫度沒有達(dá)到設(shè)定采暖供水溫度時，打開燃?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分鐘后壁掛爐檢測供暖回水溫度低于設(shè)定溫度75% 以下時再次啟動熱能轉(zhuǎn)換器進(jìn)行熱能交換。如水箱溫度 低于70度時不再轉(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)測到溫度 高于設(shè)定時，壁掛爐待機狀態(tài)，低于設(shè)定溫度時時啟動 燃?xì)獗趻鞝t進(jìn)行二次加熱，保證其達(dá)到設(shè)定溫度。

霍斯曼太陽能供暖系統(tǒng)加熱方式

晴天狀態(tài)下，當(dāng)太陽能循環(huán)控制系統(tǒng)檢測到太陽能集熱板熱水溫度超過高溫儲熱水箱內(nèi)5攝氏度時啟動循環(huán)水泵進(jìn)行循環(huán)，把太陽能集熱板收集的熱量帶入高溫蓄熱水箱通過紫銅盤管進(jìn)行加熱，并保溫儲存，以備使用。

霍斯曼太陽能供暖系統(tǒng)運行方式

冬天供暖模式下，當(dāng)啟動燃?xì)獗趻鞝t時，燃?xì)獗趻鞝t首先進(jìn)行水路、風(fēng)路安全檢測，進(jìn)行完檢測達(dá)到運行條件后，啟動熱能轉(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到太陽能高溫蓄熱水箱溫度高于70度時，啟動壁掛爐循環(huán)水泵進(jìn)行熱量交換，交換4 分鐘后溫度沒有達(dá)到設(shè)定采暖供水溫度時，打開燃?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分鐘后壁掛爐檢測供暖回水溫度低于設(shè)定溫度75% 以下時再次啟動熱能轉(zhuǎn)換器進(jìn)行熱能交換。如水箱溫度低于70度時不再轉(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)測到溫度高于設(shè)定時，壁掛爐待機狀態(tài)，低于設(shè)定溫度時時啟動燃?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50%。

系統(tǒng)造價：38000元（不含地暖部分）；

系統(tǒng)設(shè)計壽命：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6600元。節(jié)約50%相當(dāng)于每年供暖項目節(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，按最廉價的能源天然氣計算費用的話每噸熱水加熱費用15元，全年熱水節(jié)約720元，兩項合計節(jié)約4000元，按照能源價格上漲系數(shù)，預(yù)計不到10年收回全部投資，另外十年節(jié)約5萬元以上。