太阳能采暖技术在地热及生活热水系统设计的应用_secret
太阳能光热发电技术在供暖领域中的应用研究
太阳能光热发电技术在供暖领域中的应用研究随着对可再生能源的需求增加和对环境保护的重视,太阳能光热发电技术作为一种清洁且可持续的能源解决方案,正在供暖领域中得到越来越广泛的应用。
太阳能光热发电技术利用太阳能将光能转化为热能或电能,在供暖领域中可以提供热水和暖气,减少对传统能源的依赖,降低碳排放,实现可持续发展。
本文将探讨太阳能光热发电技术在供暖领域的应用研究。
首先,太阳能光热发电技术在供暖领域中的应用主要是通过太阳能集热器将太阳光能转化为热能。
太阳能集热器通常由光吸收材料、导热液体循环系统和热储存装置组成。
光吸收材料能够高效地吸收太阳光能,并将其转化为热能。
导热液体循环系统通过将热能输送至热储存装置,实现热能的储存和调度,以满足供暖系统的需求。
其次,太阳能光热发电技术在供暖领域的应用研究主要集中在两个方面:集热器的性能优化和系统的运行控制。
集热器的性能优化包括材料的选择、结构设计和热损失的降低。
材料的选择是优化集热器性能的关键因素,需要选择具有高吸收率和低发射率的材料。
此外,结构设计也是提高集热效率的关键,包括集热器的形状、表面涂层和透明罩等方面的考虑。
热损失的降低则通过在集热器周围建立隔热层或使用真空玻璃等技术来实现。
系统的运行控制是保证太阳能光热发电系统正常运行和高效供暖的关键。
系统的运行控制主要包括集热器的定时、定温和定量控制,以及与传统能源供应系统的协调和切换等。
定时控制可以根据太阳的辐射状况来决定集热器的运行时间,达到最佳的供暖效果。
定温控制可以根据室内温度和外部温度的变化来调整集热器的输出温度,以实现舒适的供暖效果。
定量控制则可以根据供暖需求和集热器的性能来决定集热器的运行时间和热能输出,实现能源的有效利用。
与传统能源供应系统的协调和切换可以根据太阳能供暖系统的运行状态和能源供应系统的需求来决定,以确保能源的稳定供应和系统的可靠运行。
最后,太阳能光热发电技术在供暖领域中的应用研究面临一些挑战。
太阳能热利用在建筑和供暖领域的应用
太阳能热利用在建筑和供暖领域的应用随着环境保护和可持续发展的重要性日益凸显,太阳能热利用成为了人们关注的热点话题。
太阳能热利用作为一种清洁、可再生能源,已经在建筑和供暖领域得到广泛应用。
本文将重点讨论太阳能热利用在建筑和供暖领域的应用,探讨其优势和挑战。
一、太阳能热利用在建筑领域的应用太阳能热利用在建筑领域的应用主要体现在两个方面: pass首先,太阳能热能可以用于建筑热水供应。
传统的热水供应方式主要依靠化石燃料,如煤炭和天然气。
然而,这些能源不仅存在限量问题,而且燃烧过程会产生大量的碳排放。
相比之下,太阳能热能利用集热系统可以将太阳光转化为热能,供给建筑物的热水系统。
这不仅降低了能源消耗,还减少了碳排放。
因此,太阳能热利用在建筑热水供应方面具有巨大的潜力。
其次,太阳能热能可以用于建筑空调系统。
传统的空调系统往往耗能较大,对环境影响较大。
而太阳能热能利用空调系统可以通过太阳能热能的收集和储存,利用太阳能进行制冷和供暖。
这种系统不仅能够满足建筑物的热能需求,还能减少对传统能源的依赖,实现能源的可持续利用。
二、太阳能热利用在供暖领域的应用太阳能热利用在供暖领域的应用主要表现在以下几个方面:首先,太阳能热能可以用于家庭供暖。
在很多地区,供暖是冬季生活的必需品。
然而,传统的供暖方式往往消耗大量的能源,产生高额的能源费用。
太阳能热能利用系统可以通过集热器收集太阳能,将其转化为热能,然后通过管道将热能传输至建筑内部,提供供暖功能。
这种方式不仅能够降低能源消耗,还能够减少能源费用,实现可持续供暖。
其次,太阳能热能可以用于工业供暖。
工业供暖往往面临较大的能源消耗和能源费用压力。
太阳能热能利用系统可以通过高温集热器收集太阳能,将其转化为高温热能,提供给工业生产过程中的供暖需求。
这种方式不仅能够减少能源消耗,还可以节约能源费用,降低企业的运营成本。
三、太阳能热利用的优势与挑战太阳能热利用在建筑和供暖领域的应用有以下几点优势:首先,太阳能热利用是一种清洁、可再生能源。
太阳能热水系统的设计与应用案例
太阳能热水系统的设计与应用案例太阳能热水系统是一种利用太阳能直接或间接加热水的技术,它是一种环保且节能的热水供应方式。
在本文中,我们将探讨太阳能热水系统的设计原理,并通过一个应用案例来说明其实际应用价值。
一、太阳能热水系统的设计原理太阳能热水系统的设计原理基于太阳能的收集和转换。
主要包括太阳能集热器、热水储存装置、热水循环管道和控制系统。
1. 太阳能集热器太阳能集热器是太阳能热水系统的核心组件。
它通常由太阳能热管、平板集热器或真空管集热器等组成。
太阳能集热器的作用是将太阳辐射能转换为热能,并传导给储水装置。
2. 热水储存装置热水储存装置用于存储从太阳能集热器传导过来的热能。
常见的储水装置包括热水箱和热水储罐。
热水储存装置应具备一定的保温性能,以保持储存热水的温度。
3. 热水循环管道热水循环管道将储存于热水装置中的热水输送到使用点。
它通常由热水管、循环泵和阀门等组成。
热水循环管道的设计应合理,以确保热水能够高效地输送到各个使用点。
4. 控制系统控制系统用于监测和调节太阳能热水系统的运行状态。
它通常由温度传感器、控制器和执行机构(如阀门或泵)等组成。
控制系统可以实现自动控制、定时控制和温度调节等功能,以满足不同使用需求。
二、太阳能热水系统的应用案例以下是一家住宅小区中太阳能热水系统的应用案例。
该小区共有100户居民,为了满足居民们的热水需求,设计了一套太阳能热水系统。
该系统采用平板集热器作为太阳能集热器,并设置了50台热水箱作为热水储存装置。
所有的热水储存装置都通过热水循环管道连接起来,以实现热水的输送。
为了保证热水的稳定供应,系统还安装了控制系统,根据不同的需求自动调节太阳能热水系统的运行。
在实际应用中,该太阳能热水系统取得了显著的效果。
首先,它能够满足小区居民的热水需求,几乎不需要使用传统的电热水器或燃气热水器。
其次,太阳能热水系统的运行非常稳定,几乎不受外界环境影响。
再次,该系统的安装和维护成本相对较低,具有一定的经济效益。
太阳能技术在供暖系统当中的应用
太阳能技术在供暖系统当中的应用作者:郭涛来源:《建筑建材装饰》2014年第09期摘要:我国是一个能源大国,能源总量位居世界前列,但我国能源的人均占有量却与世界平均水平有很大的差距。
太阳能是一种清洁可再生能源,随着我国科技的发展,已经得到了广泛的应用,并取得显著的效果。
供暖系统中对太阳能技术的应用,不仅有利于环保节能,更推动了我国供暖行业的发展,具有良好的社会效益以及经济效益等。
本文就分析太阳能供暖系统的组成与特点,阐述系统运行的原理与分类,并分析太阳能供暖系统应用应注意事项。
关键词:太阳能;供暖系统;应用前言随着我国社会经济的快速发展,对能源的使用量也越来越多,能源危机已经成为世界上热门的话题,也是各国发展过程中重点考虑的问题。
太阳能是一种可持续利用的可再生能源,对太阳能的有效利用,不仅可以最大化的提高清洁能源的利用比例,还能通过对其利用起到解决环境问题的作用。
供暖系统对太阳能技术的应用,可以使太阳能能源普及到我国的普通老百姓家,为千万家庭提供环保、节能、清洁的能源供应,所以得到了人们的广泛关注。
我国拥有大量的农民聚集村镇,为太阳能的使用提供了巨大的市场。
可以说太阳能供暖系统已经成为目前供暖系统发展的主流方向。
1太阳能供暖系统组成以及系统供暖特点太阳能供暖系统主要由四个部分组成,分别是热量提供部分、储热换热部分、热量使用部分以及控制部分。
其中在热量提供部分,主要包括太阳能集热器以及辅助加热设备等;储热换热部分主要包括储热水箱以及换热水箱;热量使用部分主要是供热末端;而控制部分主要有系统控制器等设备。
太阳能供暖系统与太阳能热水系统具有一定的差别,其主要的供暖特点包括以下几个方面:(1)太阳能供暖系统季节性使用明显,一些使用低峰期系统使用率低;(2)供暖的需求量大,但供暖季随着时间的变化热变化;(3)夏季系统供热需求量小,太阳能辐射量却大;冬季系统需热量较大,而太阳能辐射量却相对较少。
2太阳能供暖系统的运行原理及特点太阳能供暖系统可以在供暖季提供热量,在非供暖季为用户提供热水,可以说实现了全年利用。
太阳能供热系统设计与应用案例
太阳能供热系统设计与应用案例太阳能作为一种清洁、可再生的能源,被广泛应用于供热领域。
本文将以一个太阳能供热系统的设计与应用案例为例,介绍其工作原理、关键组成部分及应用效果。
一、太阳能供热系统概述太阳能供热系统是利用太阳能热量进行水加热或空气加热的系统,主要由太阳能集热器、热媒循环装置、热储装置和供热终端设备组成。
1. 太阳能集热器太阳能集热器是太阳能供热系统中的核心组件,主要用于将太阳能转化为热能。
常见的太阳能集热器包括平板式集热器、真空管集热器等。
在本案例中,我们选择了平板式集热器,其结构紧凑、成本较低。
2. 热媒循环装置热媒循环装置用于将太阳能集热器中的热量传递到热储装置或供热终端设备。
一般采用泵将热媒液体循环输送,以实现热能的传递。
在本案例中,我们选择了循环泵来完成这一任务。
3. 热储装置热储装置用于储存太阳能热量,以满足夜间供热或连续阴天时的需求。
常见的热储装置有水箱热储装置和岩棉热储装置等。
在本案例中,我们选择了水箱热储装置,其操作稳定、造价相对较低。
4. 供热终端设备供热终端设备用于将太阳能热能传递给用户进行供热,可以是辐射型供暖设备、热水器等。
在本案例中,我们选择了辐射型供暖设备,以提供舒适的供热效果。
二、案例描述本案例中,我们为一座住宅小区设计了一个太阳能供热系统,以实现住户冬季供暖的需求。
该系统由多个独立的太阳能供热子系统组成,每个子系统为一栋建筑服务。
1. 系统设计方案根据小区建筑情况和燃烧设备使用情况,我们为每个子系统设计了一个独立的太阳能供热系统。
每个系统由一组平板式太阳能集热器、循环泵、水箱热储装置和辐射型供暖设备组成。
2. 系统安装与调试在系统安装过程中,我们将太阳能集热器安装在每栋建筑的南向屋顶上,确保能够充分接收太阳辐射。
同时,将循环泵、水箱热储装置和供热终端设备分别安装在室内合适位置。
完成安装后,我们进行了系统的调试工作。
确保各组件之间的连接正常,热媒液体能够顺利循环,水箱热储装置能够稳定储存热量。
太阳能与地热能联合供暖系统的设计与应用
太阳能与地热能联合供暖系统的设计与应用一、引言随着全球能源危机的日益深化,人们对于替代传统化石能源的新型能源的需求越来越大,而太阳能和地热能作为最具潜力的清洁能源之一,正在越来越多地得到人们的关注。
今天,结合太阳能和地热能的联合供暖系统成为了市场上的热门选择,不仅具有环保节能的优势,还能够在节约能源的同时为居民提供舒适的供暖体验。
本文将重点介绍太阳能和地热能联合供暖系统的设计与应用。
二、太阳能供暖的基本原理太阳能供暖指的是利用太阳能进行室内空气加热的过程。
太阳能热量经由集热器收集后,通过循环水来传热,将热量输送到室内。
因此,太阳能供暖系统主要由集热器、水循环系统和调节系统三部分组成。
1.集热器太阳能集热器是太阳能供暖系统的核心部分,它负责将太阳辐射能转换成热能。
集热器通常采用扁平式或真空管式两种形式,其中真空管式太阳能集热器在低温环境下具有更高的传热效率。
2.水循环系统太阳能热水循环系统是太阳能供暖系统中的另一个重要组成部分。
经过集热器转换后的热水,通过水泵被输送到水储存器中,再经过水循环管道循环输送到供暖系统中,完成室内加热。
3.调节系统太阳能供暖系统的调节系统一般由温度传感器、水泵控制器、温控器、阀门控制组件等组成,调控室内温度,实现太阳能供暖系统的智能化控制。
三、地热能供暖的基本原理地热能指的是地壳内部的热能,地热能供暖系统则是利用地下能源完成室内供暖的方式。
地热能供暖的主要优点是无污染、恒温、操作简单等。
地热能供暖系统的主要组成部分包括地热水集热与输送系统、室内供暖系统等。
1.地热水集热与输送系统地热水集热与输送系统是地热能供暖系统中的核心组成部分。
集热器设在地下或者是空气流过的区域,通过回收热能,高温水循环流动,将地热能输送到室内的供暖设备中。
2.室内供暖系统室内供暖系统是地热能供暖系统的另一个重要组成部分。
主要包括地暖,壁挂炉,暖气片等供暖设备。
这些设备通过管道连接地热水循环系统,把热能带到室内,并且使室温保持稳定。
太阳能热水器在家庭供暖中的应用研究
太阳能热水器在家庭供暖中的应用研究随着环保意识的增强和能源危机的日益突显,人们对可再生能源的需求越来越迫切。
在众多可再生能源中,太阳能作为一种清洁的、免费且长期可持续利用的能源,备受瞩目。
太阳能热水器作为太阳能的一种常见利用方式,在家庭供暖中的应用也逐渐被广泛研究和采纳。
本文将探讨太阳能热水器在家庭供暖中的应用,包括原理、优势、技术和市场前景。
一、太阳能热水器原理太阳能热水器是利用太阳光将光能转化为热能,再将其储存于热水储罐中,供家庭使用。
其主要部件包括太阳能集热器、水储罐和传热系统。
太阳能集热器通过吸收太阳辐射,将其转化为热能,然后通过管道将热能传递至储罐,储存为热水。
热水储罐起到储存热能的作用,可以根据家庭需求进行容量选择。
传热系统则将储存的热能传递给家庭热水供应系统,满足家庭的需求。
二、太阳能热水器在家庭供暖中的优势1. 环保节能:太阳能作为一种清洁能源,使用太阳能热水器可以减少对传统能源的依赖,降低温室气体的排放,对环境保护具有显著的意义。
同时,太阳能热水器利用太阳能进行供暖,实现了能源的可持续利用,具有明显的节能效果。
2. 经济实用:尽管太阳能热水器的初始投资较高,但随着技术的不断进步和市场的扩大,太阳能热水器的成本逐渐下降,回收周期也在逐渐缩短。
与传统的燃气热水器相比,太阳能热水器在长期使用中能够帮助家庭实现较大的经济节约。
3. 可靠性强:太阳能热水器的可靠性较高,一旦安装完成并投入使用,能够为家庭持续提供热水供应。
尤其在面临能源短缺或断电的情况下,太阳能热水器能够为家庭提供可靠的热水供应。
4. 适用范围广:太阳能热水器的安装和使用相对简单,适用范围广泛。
不仅可以用于普通住宅,还可以应用于宾馆、温泉、游泳池等场所,满足不同场所和需求的热水供应需求。
三、太阳能热水器在家庭供暖中的技术挑战太阳能热水器在家庭供暖中虽然具有众多优势,但也面临一些技术挑战。
其中主要包括以下几个方面:1. 天气因素:太阳能热水器的效能受到天气因素的影响较大。
太阳能采暖技术在地热及生活热水系统设计的应用_secret
太阳能采暖技术在地热及生活热水系统设计的应用摘要: 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设计方法, 对太阳能采暖系统的成本和经济性进行了分析, 并介绍一种新型太阳能采暖系统。
关键词: 太阳能采暖经济性S o la r En e rg y He a t in g S ys t e m s a n d It s De s ig nZhu Dunzhi, Lu Chao and Liu Jun( Beijing Solar Energy Institute Co., Ltd)Abst r act : Solar energy heating system, which is a new way to provide heating and domestic hot water for residents, is atechnical extension in solar thermal applications. The system configuration and design of solar energy heating system aredescribed in this paper. The cost and economy are analyzed, and an advanced solar energy heating system is presented inthis paper.Keywords: solar energy, heating, economy0 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。
太阳能热利用在建筑和供暖领域的应用
太阳能热利用在建筑和供暖领域的应用随着全球对环境保护的关注度不断增加,越来越多的人开始关注并采用可再生能源。
太阳能作为一种可再生能源的代表,具有丰富的资源、零排放和可持续的特点,被广泛地应用于建筑和供暖领域。
本文将重点探讨太阳能热利用在这两个领域中的应用。
一、建筑领域的太阳能热利用太阳能热利用在建筑领域主要包括太阳能热水系统和太阳能空调系统。
太阳能热水系统利用太阳能收集器将太阳能转化为热能,通过管道输送到建筑内的热水设备中。
这种系统能够满足建筑物的热水需求,从而减少了传统燃烧能源的使用。
太阳能热水系统具有稳定的性能、长寿命、低维护成本等优点,被广泛应用于住宅、学校、酒店等建筑物中。
太阳能空调系统利用太阳能收集器收集太阳能,并通过吸收式制冷机将其转化为冷能。
这种系统能够满足建筑物的制冷需求,同时减少了对传统制冷剂的需求,降低了对环境的污染。
太阳能空调系统具有高效节能、环保低碳等特点,被广泛应用于商业建筑、办公楼等大型建筑物中。
二、供暖领域的太阳能热利用太阳能热利用在供暖领域主要包括太阳能集热系统和太阳能辅助供暖系统。
太阳能集热系统利用太阳能收集器将太阳能转化为热能,通过输送管道将热能输送到供暖设备中。
这种系统能够利用太阳能为建筑物供应热量,减少了对传统能源的依赖,降低了供暖成本。
太阳能集热系统具有较高的热效率、可靠性较高等优点,被广泛应用于住宅、工业厂房等供暖场所。
太阳能辅助供暖系统利用太阳能集热系统收集太阳能,与传统供暖设备(如电暖器、燃气锅炉等)相结合。
这种系统能够通过太阳能预热供暖设备所需的热水或空气,从而减少传统能源的消耗,提高供暖效果。
太阳能辅助供暖系统具有经济实用、适应性强等特点,被广泛应用于居民小区、大型办公楼等场所。
三、太阳能热利用的优势和挑战太阳能热利用具有以下优势:1. 可再生能源:太阳能是一种永不枯竭的能源,具有丰富的资源储量。
2. 环保低碳:太阳能热利用过程中无排放物和温室气体的产生,对环境影响较小。
北京某住宅太阳能采暖、生活热水系统可行性方案-secret
北京某住宅太阳能采暖/生活热水系统可行性方案一、项目概况该项目为北京XX花园只先生住宅太阳能采暖/热水系统改造项目。
该建筑物原采用燃气锅炉进行建筑物供暖及生活热水供应,现欲对建筑及其能量供应系统进行整体改造。
针对于此项目改造,拟利用太阳能集热系统进行建筑物的生活热水供应及建筑物部分区域的供暖。
二、太阳能采暖/热水系统设计(一)太阳能采暖/热水系统简介所谓“太阳能采暖”,指通过太阳能集热器与储水箱作为太阳能量采集系统,以低温地板辐射作为散热系统为建筑物提供热量的新型节能供暖方式。
该方式具有舒适性高,节能效果显著,便于调节和控制等优点。
1、系统组成太阳能供暖系统由太阳能加热部分、辅助能源保障部分、低温热水地板辐射采暖系统及生活热水供应等几部分组成。
1.1太阳能加热系统由太阳能集热器、太阳能循环水泵及储热水箱组成,其作用是通过设置于采光面的集热器最大限度地收集热量,并通过储水箱进行热量的储备.1.2辅助能源系统可由各种类型的常规能源组成,作为太阳能集热系统的补充,辅助系统可以在连续阴雨天气或其他特殊供暖需求时,满足供热需求。
1.3太阳能供暖系统中散热端应考虑到太阳能系统集热效率等多方面因素进行的选择。
设计地板辐射采暖的热媒温度为30℃~40℃的低温热水,这使利用太阳能集热器成为可能.2、系统特点:2.1系统采用低温高效平板集热器,集热效率高,集热涂层分普通TXT、镀黑铬及德国TINOX等不同类型,供不同用户的不同需求层次使用。
2。
2系统充分利用太阳能进行供热,减少了对常规能源的使用。
2。
3系统采用地板辐射系统作为散热末端,增加了供暖系统的舒适性。
(二)太阳能采暖/热水系统技术条件太阳能采暖系统关键因素,除对建筑物本身节能要求前提条件下,需要解决几大模块的问题:1、系统的全天候运行设计及控制思路:包括系统的集热面积设计、辅助能源设计及系统整体设计、控制思路的合理性;2、集热系统与建筑的融合:包括集热器与建筑结构的结合型式、附属设备及管路布置,在保证系统安全性、可靠性(集热器类型的选择、系统的防冻)同时,满足与建筑的整体协调性.3、系统散热模块选择:采暖系统散热端应选择与太阳能集热系统相适应的型式。
太阳能供暖系统的原理与应用
太阳能供暖系统的原理与应用太阳能是一种清洁、可再生的能源,具有广阔的应用前景。
太阳能供暖系统是利用太阳能将其转化为热能来供给室内供暖的一种系统。
本文将介绍太阳能供暖系统的原理以及在不同应用场景中的具体应用。
一、太阳能供暖系统的原理太阳能供暖系统的原理主要分为太阳能采集和热能分配两个部分。
1. 太阳能采集太阳能采集是指通过太阳能集热器将太阳辐射转化为热能的过程。
太阳能集热器通常由太阳能热水器、平板集热器、真空管集热器等组成。
这些集热器通过吸收太阳辐射散发的热量,将其转化为热能。
2. 热能分配太阳能采集的热能需要经过一系列的处理才能被有效地用于供暖。
热能分配包括热能储存、热能转换和热能传输三个过程。
热能储存:太阳能供暖系统一般采用蓄热式储能方式。
储能系统可以利用水箱、水井、石墨乳胶储热材料等储存热能,以便在夜间或阴天供暖。
热能转换:热能转换是指将储存的热能转化为可供暖的能源。
目前常用的热能转换方式包括水循环系统、空气循环系统和地板辐射系统等。
热能传输:热能传输是将转化后的热能传送到需要供暖的空间。
热能传输方式通常有水传输和空气传输两种,可以通过管道、散热器、换热器等设备将热能传输到不同的房间。
二、太阳能供暖系统的应用太阳能供暖系统可以广泛应用于家庭、商业以及工业领域。
具体应用场景包括以下几个方面。
1. 家庭供暖太阳能供暖系统在家庭供暖领域得到了广泛应用。
家庭太阳能供暖系统通常采用太阳能集热器进行热能采集,通过储热装置将热能储存起来,再通过管道将热能传输到不同的房间。
太阳能供暖系统不仅能满足家庭的供暖需求,还可以降低能源消耗,减少对传统能源的依赖。
2. 商业供暖太阳能供暖系统在商业领域也有广阔的应用前景。
商业建筑物通常需要大量的供暖能源,太阳能供暖系统可以为这些建筑物提供可持续的、清洁的热能来源。
例如,在酒店、写字楼、医院等场所,太阳能供暖系统可以减少对传统供暖方式的依赖,降低能源消耗,实现节能减排的目标。
太阳能供热系统的设计与应用
太阳能供热系统的设计与应用随着对环保意识的增强,太阳能供热系统的应用也越来越广泛。
太阳能供热系统不仅具有环保节能的优点,还可以降低能源的消耗,从而为家庭或单位带来经济效益。
一、太阳能供热系统的设计太阳能供热系统主要由太阳能集热器、储水箱、管路及控制系统等组成。
在进行设计时,需要根据具体情况确定太阳能集热器的面积和数量,以及储水箱的容量和管路的材质等。
1. 太阳能集热器的选择太阳能集热器是太阳能供热系统的核心部件,其主要功能是将太阳能转化为热能。
太阳能集热器的种类繁多,常见的包括平板式太阳能集热器、真空管太阳能集热器、混合式太阳能集热器等。
在选择太阳能集热器时,需要根据其供热性能、稳定性、成本等方面进行综合考虑。
例如,平板式太阳能集热器供热性能较好,但在低温条件下可能会出现结冰现象;真空管太阳能集热器稳定性较好,但在成本方面较高。
2. 储水箱的设置储水箱是太阳能供热系统中储存热水的地方。
其容量需要根据系统设计的热水使用量和太阳能集热器的供热能力来确定,一般应该能够满足24小时的热水供应需求。
在储水箱的设置方面,需要注意加装适当的绝热层,以减少热损失,并保证储水箱内水的温度稳定。
3. 管路和控制系统的设计太阳能供热系统的管路和控制系统需要进行科学合理的设计,以确保系统的正常运行和高效节能。
在管路的设计方面,需要注意管道的材质和管道的直径等因素,以减少阻力和热损失。
控制系统的设计则需要考虑温度传感器的安装位置、控制器的型号和参数等方面。
其中,温度传感器的安装位置需要在热水储存设备的进出口处,以便测量热水的温度,从而调节集热器的供热量。
二、太阳能供热系统的应用太阳能供热系统的应用主要包括家庭、商业和工业领域。
在家庭领域,太阳能供热系统主要用于供应热水和供暖。
在商业领域,太阳能供热系统可以应用于大型酒店、游泳馆等场所的供热和供水。
在工业领域,则可以应用于加热锅炉、烘干设备等。
太阳能供热系统的应用既可以减少能源的消耗,降低环境污染,又可以为用户带来经济效益。
太阳能供暖系统在建筑中的应用
太阳能供暖系统在建筑中的应用随着环保意识的增强和能源危机的日益严峻,太阳能供暖系统作为一种绿色可再生能源的利用方式,在建筑领域得到了越来越广泛的应用。
本文将探讨太阳能供暖系统在建筑中的应用,并分析其优势和未来发展趋势。
一、简介太阳能供暖系统是利用太阳能收集器将太阳能转化为热能,再通过传热装置将热能输送到建筑中,实现供暖的一种系统。
相对于传统的燃油、天然气等能源,太阳能供暖系统具有环保、可再生、经济等优势。
二、应用领域太阳能供暖系统可以广泛应用于各类建筑,包括住宅、商业建筑、办公楼等。
特别是在居民小区和乡村地区,太阳能供暖系统可以成为解决采暖问题的重要手段。
三、工作原理太阳能供暖系统主要由太阳能收集器、传热装置和热储存装置组成。
太阳能收集器负责将太阳能转化为热能,传热装置将热能传递给建筑中的供暖系统,热储存装置用于储存和分发热能。
四、优势1. 环保:太阳能供暖系统利用太阳能作为能源,无需燃烧化石燃料,不产生二氧化碳等温室气体,对环境污染较小。
2. 可再生:太阳能是一种可再生能源,具有几乎无限的供应量,可以长期稳定地使用。
3. 经济:虽然太阳能供暖系统的初期投资较高,但随着技术的发展和成本的降低,系统的维护和运行成本逐渐下降,长期来看是一种经济实惠的选择。
4. 独立性:太阳能供暖系统可以独立运行,不依赖外部能源供应,具有一定的自给自足能力。
五、发展趋势1. 技术创新:太阳能供暖系统的技术不断创新,通过提高太阳能利用效率、增强系统的稳定性和自适应性,进一步推动其在建筑中的应用。
2. 智能控制:随着物联网技术的发展,太阳能供暖系统可以与建筑的智能化控制系统结合,实现对供暖设备的智能监控和管理,提高能源利用效率。
3. 综合利用:未来的太阳能供暖系统可能会与其他能源系统集成,如地热能和空气能热泵等,通过互补利用不同能源,进一步提高供暖效果和能源利用效率。
六、案例分析以某住宅小区为例,该小区采用太阳能供暖系统,通过太阳能收集器将太阳能转化为热能,并通过地板辐射供暖系统将热能传递到室内。
太阳能技术在供热领域中的应用
太阳能技术在供热领域中的应用随着全球环境问题日益严重,太阳能技术被广泛应用于各领域,其中供热领域是其中一个重要的应用领域。
在这篇文章中,我将探讨太阳能技术在供热领域中的应用,并讨论太阳能供热技术面临的挑战和改进方向。
太阳能供热技术是指将太阳能转化为热能,并用于供热系统的技术。
这种技术可以用于家庭、工业、商业等领域的供热需求,从而减少对传统能源的依赖,降低能源成本,减少温室气体排放,改善大气质量等。
太阳能供热技术有两种类型:被动供热和主动供热。
被动供热是指利用建筑设计和材料,将阳光直接转化为热能。
被动供热系统包括太阳能建筑、被动式日光房、太阳能墙等。
主动供热是指通过太阳能集热器和热储存设备将太阳能转化为热能,再将其用于暖气或热水系统中。
主动式太阳能供热系统包括太阳能热水器、太阳能空气加热器等。
太阳能供热技术的应用优势和缺陷太阳能供热技术的应用优势非常明显。
首先,太阳能是无限可再生的能源,使用太阳能可以减少对传统能源的消耗,降低能源成本。
其次,太阳能供热技术可以减少温室气体排放,改善大气质量。
此外,太阳能供热技术对于偏远且没有电网覆盖的地区非常有用,不需要完全依赖传统能源,也更具可靠性。
然而,太阳能供热技术也存在着一些缺陷。
首先,太阳能只有在阳光充足的时候才能发挥其作用,如果遇到阴雨天气,供热效果会受到影响。
其次,太阳能供热设备成本较高,需要充分考虑投资回报率。
此外,太阳能供热技术需要区域适应性强,建筑和气候条件也必须考虑周全。
太阳能供热技术的未来发展方向针对太阳能供热技术存在的种种问题,近年来,科学家们一直在寻求改进和创新。
首先,太阳能技术的研究方向是开发更高效、更稳定的太阳能集热器。
其次,将有源技术和被动技术相互结合,使得太阳能供热更加智能化、自动化、安全化。
最后,技术创新同时要配套政策和资金支持,提高太阳能供热技术的普及率和市场竞争力。
总之,太阳能供热技术是一项非常有前途的技术,可以减少对传统能源的依赖,改善环境,降低成本。
太阳能供暖系统设计与应用实例
太阳能供暖系统设计与应用实例随着全球能源危机的加剧和环保意识的提高,太阳能作为一种清洁、可再生的能源逐渐受到人们的关注。
太阳能供暖系统作为其中一个重要的应用方向,不仅能够为人们提供舒适的室内热水和供暖,还可以显著减少对传统能源的依赖。
在本文中,我们将探讨太阳能供暖系统的设计原理和实际应用,并介绍一些成功的应用实例。
一、太阳能供暖系统的设计原理太阳能供暖系统的设计原理基于充分利用太阳能的热能,从而实现清洁、高效、可持续的供暖需求。
下面是太阳能供暖系统的基本工作原理:1. 太阳能集热:太阳能集热器主要通过吸收太阳辐射来产生热能,其中最常见的集热器种类是平板集热器和真空管集热器。
平板集热器由一片黑色表面的板块组成,其表面涂有吸热涂层,用以吸收太阳辐射。
真空管集热器由多个玻璃管组成,内置吸热体,能够有效地吸收太阳辐射热能。
2. 热能传递与储存:太阳能集热器吸收到的热能通过循环泵传递到储热设备,如水箱或地源热泵。
在储热设备中,热能被暂时储存,以备后续的供暖或热水使用。
3. 供热循环:当室内温度低于设定值时,热媒液(常用的是水和抗冻液的混合物)被泵送至太阳能集热器,经过加热后再返回储热设备。
这样的循环可以持续地为室内提供热能。
二、太阳能供暖系统的应用实例下面将介绍两个太阳能供暖系统的应用实例,以展示其在不同场景下的可行性和效果。
1. 家庭供暖系统实例太阳能供暖系统在家庭环境中的应用已经日益普及。
以下是一个家庭供暖系统的实际案例:在某个农村地区,一户家庭采用太阳能供暖系统来满足冬季室内供暖需求。
他们选择了平板集热器作为主要的太阳能集热设备,并将其安装在房屋的南侧屋顶上。
通过管道将集热器与储热水箱连接起来,实现热量传递和储存。
在供热循环方面,他们安装了循环泵和控制系统,自动控制热媒液的流动和温度。
这个系统不仅能够为家庭提供稳定的供暖,还显著减少了对传统能源的依赖。
2. 商业建筑供暖系统实例太阳能供暖系统的应用不仅仅局限于家庭环境,也适用于商业建筑的供暖需求。
太阳能-地埋管地源热泵的地板采暖及生活热水供应系统浅论
暖特 点恰恰 与这 种供 暖模 式相 适合 。
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效果。
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太 阳能 一地埋 管地源 热 泵 的地 板 采 暖及 生活 热水供 应 系统 浅 论
统
太 阳能 . 源 热 泵混 合 热 水 系统将 地 源 热泵 与 地
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图 1太 阳 能 一地 埋 管 地 源 热 泵 供 暖 系 统 原 理 图
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太阳能和地热能联合供热系统设计与优化
太阳能和地热能联合供热系统设计与优化太阳能和地热能是两种可再生能源,正在被广泛应用于供热系统的设计和优化中。
本文旨在探讨太阳能和地热能联合供热系统的设计原理、技术优势以及优化策略,并对其在实际工程中的应用进行分析和总结。
一、太阳能和地热能联合供热系统设计原理太阳能是指通过太阳能电池板将阳光转化为电能或热能的能源,而地热能则是指通过地热泵等设备将地下地热能转化为热能的能源。
太阳能和地热能在提供热能方面具有互补性,可以在不同的季节和气候条件下提供稳定的热能供应。
太阳能和地热能联合供热系统的设计原理包括以下几个方面:1. 太阳能电池板的选择和布置:太阳能电池板的选择应考虑到它的太阳能转换效率、耐用性和成本,合理布置电池板在设计空间范围内以最大化对太阳光的接收。
2. 地热能利用系统的设计:地热能利用系统主要包括地热泵、地下换热器和管道等设备,在设计时需要考虑地下热能的获取方式和传输方式,并合理利用地下热能资源。
3. 热能储存系统的设计:在太阳能和地热能联合供热系统中,热能储存系统具有重要作用。
可以利用水箱或石油气象和热能储存装置等方式储存多余的太阳能和地热能,以备不时之需。
二、太阳能和地热能联合供热系统的技术优势1. 能源可再生性:太阳能和地热能都属于可再生能源,不会对环境造成污染,并且在适当的条件下不受地域和季节的限制。
2. 抗风险性:太阳能和地热能联合供热系统由于利用了两种能源的互补特性,可以提供更加稳定和可靠的热能供应,减少了单一能源系统因自然灾害等原因导致的供热故障风险。
3. 经济性:太阳能和地热能联合供热系统在初期投资上可能会较高,但其后续运行成本较低,且随着技术的不断进步和规模化应用的推广,其经济性还将进一步提高。
三、太阳能和地热能联合供热系统的优化策略太阳能和地热能联合供热系统的优化主要包括以下几个方面:1. 多能源互补配置策略:在系统设计时,需要根据实际情况选择合适的太阳能电池板和地热能利用设备,并合理配置多能源互补模式,以最大化能源的利用效率。
智能建筑太阳能采暖系统的设计与应用
智能建筑太阳能采暖系统的设计与应用智能建筑太阳能采暖系统是一种结合了现代建筑技术与清洁能源利用的创新设计方案。
随着全球气候变化的日益加剧,环境保护和能源节约已成为全世界人们共同关注的议题。
在这种背景下,智能建筑太阳能采暖系统应运而生,成为解决传统建筑采暖能源消耗问题的新途径。
智能建筑太阳能采暖系统利用太阳能作为热源,实现建筑内部空间的采暖和照明,减少了对传统能源的依赖,达到了节能环保的效果。
该系统结合了建筑空间设计、材料选用、智能控制等多种技术手段,通过对太阳能的有效利用,提高了建筑内部的舒适度,改善了人们的生活品质。
在智能建筑太阳能采暖系统的设计中,首先需要考虑建筑的朝向和结构,在确保建筑通风良好的前提下,最大程度地接受太阳的辐射。
其次是利用建筑材料的热容量和导热性能,储存太阳能并将其传导到建筑内部,实现长效的采暖效果。
此外,智能控制系统的应用也至关重要,通过监测建筑内外温度、光照强度等参数,灵活地控制采暖设备的运行,实现能源的智能调配。
除了设计方面,智能建筑太阳能采暖系统的应用也是关键环节。
在实际建设中,需要考虑建筑环境的特点和使用需求,量身定制适合的系统方案。
同时,建筑师、工程师和能源专家之间的跨界合作也是必不可少的,只有多方共同努力,才能实现智能建筑太阳能采暖系统的最佳效益。
目前,智能建筑太阳能采暖系统已在全球范围内得到广泛应用,取得了一定的成果和经验。
中国作为一个世界人口大国和能源消费大国,亦在推广智能建筑太阳能采暖系统方面做出了积极努力。
例如,在一些新建的绿色建筑项目中,智能建筑太阳能采暖系统已成为标配,为建筑业的可持续发展提供了重要的支持。
然而,智能建筑太阳能采暖系统在应用过程中也存在一些困难和挑战。
首先是技术成本较高,建设和维护费用相对较高,需要相关部门、企业和社会各界的共同投入和支持。
其次是智能控制系统的稳定性和可靠性有待提升,需要不断进行技术创新和改进。
此外,智能建筑太阳能采暖系统的推广普及依然面临一定的阻力,需要加强宣传推广和扶持。
太阳能和地热能联合供热系统设计与优化
太阳能和地热能联合供热系统设计与优化地球资源日益枯竭,环境问题日益严重,清洁能源的开发和利用成为当今世界各国相关部门和科学家们亟需解决的难题。
太阳能和地热能被认为是两种非常具有潜力的清洁能源,能够有效减少对环境的污染。
因此,研究太阳能和地热能联合供热系统的设计与优化具有重要意义。
在当今社会,能源消耗日益增加,而传统能源主要依赖于煤炭、石油、天然气等化石能源,这些能源不仅污染严重,而且资源有限。
因此,开发和利用可再生能源成为当务之急。
太阳能和地热能作为清洁能源,具有取之不尽、用之不竭的特点,而且不会对环境造成污染,因此备受人们关注。
太阳能是地球上最为丰富的能源资源之一,太阳能的利用不仅可以减少对传统能源的依赖,而且可以有效地减少温室气体的排放。
太阳能供热系统是目前使用较为广泛的太阳能利用方式之一。
通过将太阳能转化为热能,为建筑物提供采暖、热水等服务,实现能源的高效利用。
地热能是地球内部的热能,具有稳定、持久的特点,可以在不受季节变化和气候影响的情况下稳定供应热能。
地热能供热系统利用地下的热能为建筑物提供热水、采暖等服务,具有空间利用灵活、节能环保等优点。
太阳能和地热能作为两种不同的清洁能源,各自具有其独特的优势和局限性。
太阳能供热系统受到日照时间和天气条件的限制,而地热能供热系统需要耗费较大的成本进行地热资源的勘探和开发。
因此,将太阳能和地热能联合利用,充分发挥二者的优势,可以弥补各自的不足,提高能源利用效率,降低成本。
太阳能和地热能联合供热系统的设计与优化需要考虑多个方面的因素。
首先是系统的整体结构设计,包括太阳能集热器、地热井、换热器、储热罐等组成部件的选型和布置。
其次是系统的运行控制策略,如何根据不同的季节和能源供应情况,合理控制系统的运行,提高能源利用效率。
最后是系统的运行优化,通过对系统的参数进行调整和优化,提高系统的稳定性和可靠性,降低运行成本。
在太阳能和地热能联合供热系统的设计与优化过程中,需要考虑系统的整体性能、能源利用效率和经济性等方面的指标。
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太阳能采暖技术在地热及生活热水系统设计的应用摘要: 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设计方法, 对太阳能采暖系统的成本和经济性进行了分析, 并介绍一种新型太阳能采暖系统。
关键词: 太阳能采暖经济性S o la r En e rg y He a t in g S ys t e m s a n d It s De s ig nZhu Dunzhi, Lu Chao and Liu Jun( Beijing Solar Energy Institute Co., Ltd)Abst r act : Solar energy heating system, which is a new way to provide heating and domestic hot water for residents, is atechnical extension in solar thermal applications. The system configuration and design of solar energy heating system aredescribed in this paper. The cost and economy are analyzed, and an advanced solar energy heating system is presented inthis paper.Keywords: solar energy, heating, economy0 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。
太阳能采暖在欧洲等发达国家已大规模推广, 已成为太阳能热利用新的应用领域。
欧洲到2005 年共安装1536 万m2 太阳能集热器[1], 采暖系统使用集热器约占集热器总量的20 %, 每年新建太阳能采暖系统约12 万个, 每个系统可节约常规能源20 %~60 %。
1 太阳能采暖系统的设计太阳能采暖系统是利用太阳能集热器收集太阳能并结合辅助能源满足采暖和热水的供热需求的系统, 因此常称为太阳能联合系统( Solar Combisystem) 。
如图1, 太阳能采暖系统主要由三部分构成: ①热能提供部分, 即太阳能集热器和辅助能源; ②储热和换热设备;③热能利用部分, 提供生活热水和采暖。
太阳能采暖系统与太阳能热水器相比存在以下差异: ①采暖负荷在不同月份变化很大, 热水负荷四季差别较小; ②热水系统进水温度较低, 供水温度较高, 而采暖系统供回水温差较小; ③太阳能与采暖负荷存在明显矛盾: 太阳能辐照强度高的月份( 3~10月) 不需要采暖, 太阳辐照强度高的白天采暖负荷较夜低。
由于太阳能采暖系统和热水系统存在以上差异,因此在采暖系统设计中不能简单把热水系统放大, 必须考虑以下几个方面: ①辅助能源; ②太阳能保证率;③系统的防冻问题; ④系统的过热问题; ⑤换热系统的设计。
在系统设计中, 尤其需注意系统的过热问题和换热水箱的设计。
1.1 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。
1.2 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。
1.3 系统的防冻问题太阳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。
系统图和控制方式参见文献[2]。
1.4 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。
1.5 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。
1.6 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, 换热温差较小。
1.7 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。
2 太阳能采暖系统成本及经济性分析以北京地区150 m2 民用建筑为例, 采暖负荷取平谷挂甲峪村新村建筑计算采暖负荷31.6 W/m2, 生活热水按4 m2 太阳能集热器得热量计算, 太阳能系统采用平板集热器, 非采暖季平均热效率设定为50 %, 采暖季平均热效率为45 %。
系统投资、年收益及投资回收期如下表和图2。
从以上分析可以看出, 工程造价并非与集热器面积成正比, 系统越小, 平均每平米集热器的造价越高,同等造价的得热量就越小。
对于150 m2 节能建筑, 集热器面积从10 m2 增加到30 m2, 其投资收益是明显增加; 30 m2 以后, 其增加的幅度比较小。
从投资回收年限看, 以太阳能采暖方式替代电或油等能价比高的能源, 投资静态回收期远低于系统寿命, 投资回报较高, 值得规模化推广; 对于替代天然气或其他能价比低的能源, 投资静态回收期已接近或高于系统寿命, 投资经济性较差, 投资回报主要体现在社会效益和环境效益方面, 推广该技术应综合分析。
3 太阳能采暖系统案例北京平谷区大华山镇挂甲峪村太阳能采暖项目是北京市发改委支持的可再生能源利用示范项目。
该项目利用太阳能采暖技术结合生物质锅炉作为辅助能源, 实现可再生能源解决农村的采暖、热水和炊事的家庭用能需求。
一期工程共有71 户, 分三种户型, 均是二层别墅小楼, 建筑按北京市50 %节能标准设计,太阳能采暖系统由北京市太阳能研究所有限公司设计、建造。
采暖系统原理示意如图3。
根据热负荷和屋面情况, 系统采用28 m2 平板太阳能集热器, 采用温差循环方式, 落空式防冻防过热设计方案。
控制流程如下: 在集热器的上集管和储热水箱下部设立两个温度测点( T1 和T2) , 当T1 与T2温差高于设定上限温差, 太阳能循环泵开始运行, 把集热器吸收的太阳能传输到储热水箱; 当T1 与T2 温差低于设定下限温差, 太阳能循环泵停止工作; 在冬季当T1 达到防冻警示温度后, 循环泵停止工作, 太阳能集热器中水在重力作用下回流到水箱, 实现排空防冻; 在非采暖季, 只要水箱高于设定最高温度, 循环泵停止工作, 集热器中水回流到水箱, 系统停止往水箱输送热量, 集热器逐步达到闷晒平衡状态, 实现排空防过热。
此外, 循环泵与手动开关连接, 可以根据热水需求强制关闭太阳能系统。
这种系统与其他系统相比, 有以下优点: ①系统传送介质使用水, 与防冻液相比减少膨胀罐, 投资低, 此外还降低运行维护费用( 防冻液系统需要每年检查防冻液成分, 5 年左右须更换, 平均每年费用可达到300~500 元) ; ②可靠性高, 实现无人值守, 在意外停电情况下,水自动回流到水箱, 避免系统结冻和过热造成系统安全隐患; ③冬季采用排空防冻, 减小夜晚的热损失。
挂甲峪太阳能采暖系统采用复合水箱, 属国内首创, 该水箱将开式储热水箱和闭式生活热水水箱嵌套在一起, 利用生活热水水箱的壁面给生活热水加热,构成夹套式换热器。
储热水箱设计成开式水箱适宜于落空式太阳能系统, 系统结构简单, 成本低; 闭式生活热水水箱利用水箱壁面进行换热,省去换热系统, 并利用自来水管网压力提供洗浴用水, 不需安装供水泵, 减少投资和使用费用; 生活热水水箱与太阳能集热系统和采暖系统隔开, 并采用搪瓷水箱, 保证生活热水达到饮用水水质; 生活热水采用容积式换热器,保证外水箱温度低时用水需求, 提高瞬时热水供水能力, 嵌套水箱还可以大大提高非采暖季的热水供应量; 此外, 太阳能系统与采暖系统为直接系统, 不设置换热装置, 可降低太阳能系统工作温度, 提高太阳能的集热效率。