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太阳能供热采暖系统的分析与设计 天津建筑设计院滨海分院 周 杨 关键词：太阳能、能源、供暖 1 前言 我国能源众多，但人均能源不足。新能源太阳能能源充足，节能环保，本文详细阐述太 阳能供热采暖系统在建筑中的应用及设计思路与体会。 2 我国能源形势 我国幅员辽阔，疆域广大，陆地总面积约 960 万平方公里。居世界各国的第三位。我国 有多种能源，其中水能和煤炭相对丰富，分别局世界第一位和第三位，其他资源总量也居世 界前列，但是人口众多，各种能源的人均占有量低于世界平均水平，1990 年,中国人均探明煤 炭储量 147 吨，为世界平均数的 41.4%；人均探明石油储量 2.9 吨，为世界平均数的 11%；人 均探明天然气为世界平均数的 4%；探明可开发水能资源按人口平均也低于世界平均水平。所 以我国看似能源丰富，其实能源并不充足，而且我国还处于发展中阶段，发展到发达国家使 用能源状况还会加剧，所以节能已经成为我们每个人都要关心的事情。同时，由于空气污染 日益严重，北方城市去年多次出现雾霾天气，空气质量关系到每个人的身心健康，减排也变 成我们每个人都要做的事情，《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》提出了“十一 五”期间单位国内生产总值能耗降低 20%左右，主要污染物排放总量减少 10%的约束性指标。 面对不可再生能源不足，同时造成污染严重，人们逐渐把目光投向了可再生能源，风能、太 阳能等可再生能源资源量巨大，同时满足低碳，环保要求，如果更好的开放和利用这些能源 成为应对能源不足和污染大问题下每个国家都关注的事情。 3 太阳能的应用 我国财政部、住建部于 2009 年 3 月 26 日出台了推进太阳能光电建筑应用的实施意见和 补助办法，鼓励在建筑中使用太阳能等绿色能源，使我们看到了太阳能在建筑中发展的新天 地及美好前景。 太阳能在建筑领域有诸多应用，较为成熟地有建筑楼道照明、城市亮化照明、太阳能热 水供应及采暖等系统等等。 4 太阳能供热采暖系统 太阳能采暖系统可分为两大类，一类是主动式，另一类是被动式。主动式太阳能能够人 工控制，通过集热器、蓄热器、管道、风机和循环泵等设备才收集、储存太阳能转换而来的 热量，系统中各部分都能控制而达到所需的温度。被动式是不用机械动力而在建筑本身采取 一定措施后利用太阳能进行采暖。在这里主要介绍下主动式，其系统按所使用的太阳能集热 器类型可分为下列两种系统：1 空气集热器太阳能供热采暖系统；2 液体工质集热器太阳能 供热采暖系统；按所使用的末端供暖系统类型可分为下列四种系统：1 低温热水地板辐射太 阳能供暖系统；2 水—空气处理设备太阳能供暖系统；3 散热器太阳能供暖系统；4 热风采 暖太阳能供暖系统；按蓄热能力可分为下列两种系统：1 短期蓄热太阳能供热采暖系统；2 季 节蓄热太阳能供热采暖系统；按集热系统的运行方式可分为下列两种系统：1 直接式太阳能 供热采暖系统；2 间接式太阳能供热采暖系统。太阳能采暖系统具备系统运行温度低，有储 藏热量的设备，与辅助热源配套使用和适合在节能建筑中应用等特点。 4.1 太阳能供热系统原理及系统选用形式 太阳能采暖系统选用形式根据下表确定 见表 1 表 1 太阳能供热采暖系统选型 太阳能采暖系统的原理：以液体工质集热器太阳能供热采暖系统为例，使用集热器收集 太阳辐射热量并转化为热能，以液体为传热介质，用水作为储热介质，热量通过室内散热装 置进行采暖，当储热水箱的热量不能满足需求时，由辅热设备进行采暖。见图 1 图 1 液体太阳能采暖系统示意图 4.2 太阳能供热系统的计算 太阳能供热采暖系统的负荷应按如下原则计算： 太阳能供热采暖系统的供暖热负荷为建筑物耗热量，建筑物耗