我國(guó)太陽能采暖系統主要設備應用情況

 

太陽能采暖系統是以太陽能作(zuò)為(wèi)熱源，供給建築物(wù)冬季采暖和(hé)全年(nián)其他(tā)用熱的(de)系統。本文(wén)介紹了太陽能采暖系統國(guó)內(nèi)外(wài)現(xiàn)狀和(hé)主要設備的(de)應用情況，指出了系統設計(jì)中存在的(de)一些問(wèn)題，提出了發展太陽能采暖系統的(de)若幹措施。

随着國(guó)民(mín)經濟的(de)發展，能源需求量日(rì)益增加，能源利用情況緊張，而常規能源的(de)大量使用必将對(duì)環境造成不利影響。太陽能作(zuò)為(wèi)可再生(shēng)能源的(de)一種，取之不盡，用之不竭，同時(shí)又(yòu)不會增加環境負荷，将成為(wèi)未來(lái)能源結構中的(de)重要組成部分。我國(guó)屬太陽能資源豐富的(de)國(guó)家(jiā)之一，年(nián)輻射總量大約在3300-8300MJ/(m2.a)，全國(guó)2/3以上(shàng)面積地(dì)區(qū)年(nián)日(rì)照(zhào)小(xiǎo)時(shí)數大于2000h，每年(nián)陸地(dì)接收的(de)太陽輻射能相(xiàng)當于2.4萬億噸标準煤，具有(yǒu)太陽能利用的(de)良好(hǎo)條件(jiàn)。在建築能耗中，生(shēng)活熱水(shuǐ)、供暖能耗占了相(xiàng)當的(de)比例，利用太陽能來(lái)滿足生(shēng)活熱水(shuǐ)、供暖這(zhè)些低(dī)品位能耗的(de)要求具有(yǒu)巨大的(de)節能效益，因此，太陽能采暖技(jì)術越來(lái)越受到人(rén)們的(de)重視(shì)。

1. 太陽能采暖系統原理(lǐ)

太陽能采暖系統是指以太陽能作(zuò)為(wèi)采暖系統的(de)熱源，利用太陽能集熱器(qì)将太陽能轉換成熱能，供給建築物(wù)冬季采暖和(hé)全年(nián)其他(tā)用熱的(de)系統。太陽能采暖可分為(wèi)主動式和(hé)被動式兩種方式。被動式太陽能采暖通(tōng)過建築的(de)朝向和(hé)周圍環境的(de)合理(lǐ)布置，內(nèi)部空間(jiān)和(hé)外(wài)部形體(tǐ)的(de)巧妙處理(lǐ)，以及建築材料和(hé)結構構造的(de)恰當選擇，使建築物(wù)在冬季能充分收集、存儲和(hé)分配太陽輻射熱。主動式太陽能采暖系統主要由太陽能集熱系統、蓄熱系統、末端供熱采暖系統、自(zì)動控制系統和(hé)其他(tā)能源輔助加熱、換熱設備集合構成，相(xiàng)比于被動式太陽能采暖，其供熱工(gōng)況更加穩定，但(dàn)同時(shí)，投資費(fèi)用也增大，系統更加複雜(zá)。随着經濟和(hé)社會的(de)發展，主動式太陽能采暖開(kāi)始大規模應用。

2. 國(guó)外(wài)應用現(xiàn)狀

歐洲、北美(měi)對(duì)太陽能供熱（熱水(shuǐ)、采暖）系統的(de)工(gōng)程應用已有(yǒu)幾十年(nián)曆史，過去(qù)主要用于單體(tǐ)建築內(nèi)的(de)小(xiǎo)型系統，近(jìn)十餘年(nián)來(lái)，包括區(qū)域供熱在內(nèi)的(de)大型太陽能供熱采暖綜合系統的(de)工(gōng)程應用有(yǒu)較快發展。德國(guó)是應用太陽能供熱技(jì)術較早的(de)國(guó)家(jiā)，太陽能采暖技(jì)術已經在德國(guó)居住區(qū)供熱設置改造和(hé)配套建設中得到廣泛推廣和(hé)應用；歐洲大多數國(guó)家(jiā)都(dōu)積極鼓勵支持利用太陽能，對(duì)安裝太陽能裝置的(de)家(jiā)庭實行補貼政策，一般補貼為(wèi)系統造價的(de)20－50％；以色列80％住宅裝有(yǒu)太陽能熱水(shuǐ)器(qì)，政府以立法形式規定高(gāo)度27米以下(xià)新建住宅必須安裝太陽能熱水(shuǐ)器(qì)。丹麥Marstal太陽能供熱采暖工(gōng)程是世界上(shàng)最大的(de)太陽能供熱采暖系統，太陽能集熱器(qì)設置在大面積空地(dì)上(shàng)，集熱器(qì)面積1.83萬m2，與社區(qū)熱力網連接，1996年(nián)建成運行，年(nián)熱負荷28GWh/年(nián)，同時(shí)使用2100m3水(shuǐ)箱、4000m3水(shuǐ)容量砂礫層及10000m3地(dì)下(xià)水(shuǐ)池蓄熱。

3. 國(guó)內(nèi)應用現(xiàn)狀

我國(guó)太陽能産業(yè)發展很(hěn)快，截至2006年(nián)，我國(guó)太陽能熱水(shuǐ)器(qì)年(nián)生(shēng)産能力達到1500萬平方米，在用太陽能熱水(shuǐ)器(qì)總集熱面積達1億平方米，生(shēng)産量和(hé)使用量居世界第一。雖然我國(guó)太陽能熱水(shuǐ)器(qì)應用已經相(xiàng)當廣泛，但(dàn)太陽能采暖工(gōng)程應用卻處于起步階段，已建成的(de)都(dōu)是單體(tǐ)示範建築，如北京清華陽光(guāng)公司辦公樓、天普新能源示範大樓等，太陽能區(qū)域供熱采暖工(gōng)程則還(hái)沒有(yǒu)應用實踐。

近(jìn)年(nián)的(de)太陽能采暖建設項目中，比較集中和(hé)有(yǒu)代表性的(de)是北京周邊郊區(qū)縣新民(mín)居的(de)太陽能采暖工(gōng)程。由于農(nóng)村(cūn)住宅相(xiàng)對(duì)分散，密度低(dī)，不宜采用投資大，維護水(shuǐ)平高(gāo)的(de)集中供暖模式，而傳統的(de)燃煤取暖方式又(yòu)存在效率低(dī)、污染環境、費(fèi)用較高(gāo)等問(wèn)題，在農(nóng)村(cūn)推廣安全環保、運行費(fèi)用低(dī)的(de)太陽能采暖系統符合新農(nóng)村(cūn)建設的(de)客觀要求。太陽能采暖所需的(de)集熱面積遠(yuǎn)大于太陽能熱水(shuǐ)系統，安裝位置要求較大，對(duì)于高(gāo)層建築或居住密度較大的(de)城(chéng)區(qū)存在安裝建設條件(jiàn)不足的(de)問(wèn)題，限制了應用，而農(nóng)村(cūn)住宅一般建築容積率較低(dī)，沒有(yǒu)明(míng)顯遮擋，具備建設太陽能采暖項目的(de)良好(hǎo)條件(jiàn)。北京平谷區(qū)新民(mín)居太陽能采暖工(gōng)程項目進展較早，有(yǒu)很(hěn)多成功應用的(de)經驗。