太陽(yáng)能材料 (1)(共28頁(yè))

1、 聚光太陽(yáng)能耦合地下水池供暖系統(tǒng)專(zhuān)利(zhunl)應(yīng)用報(bào)告書(shū) 專(zhuān)利名稱(chēng) 一種(y zhn)聚光太陽(yáng)能復(fù)合地下水池?zé)岜霉嵯到y(tǒng) 專(zhuān)利號(hào)：ZL201420557816.X 專(zhuān)利(zhunl)應(yīng)用說(shuō)明太陽(yáng)能應(yīng)用受到世界各國(guó)的重視，太陽(yáng)能光伏發(fā)電成為競(jìng)爭(zhēng)最為激烈的新興產(chǎn)業(yè)，各國(guó)投入重金補(bǔ)貼研發(fā)與應(yīng)用，甚至產(chǎn)生了嚴(yán)重貿(mào)易摩擦，成為發(fā)達(dá)國(guó)家志在必奪的新興制造業(yè)。相比太陽(yáng)能熱的應(yīng)用受到各方面技術(shù)應(yīng)用限制，其發(fā)展和太陽(yáng)能光伏還有較大差距，除太陽(yáng)能熱水器以外，太陽(yáng)能熱發(fā)電、太陽(yáng)能供熱由于種種原因限制，還不能大規(guī)模應(yīng)用。本專(zhuān)利針對(duì)太陽(yáng)能供熱的缺陷，借鑒國(guó)內(nèi)外應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中進(jìn)行了針對(duì)性完善，利用太陽(yáng)能、土壤

2、源及熱泵特性通過(guò)智能控制，組成一套供熱系統(tǒng)，達(dá)到冬季采暖，夏季供應(yīng)熱水目的。其最大優(yōu)點(diǎn)就是利用土壤源特性可保證七到十天連續(xù)陰天供暖，且不需要輔助電加熱。可以說(shuō)是對(duì)傳統(tǒng)太陽(yáng)能供熱系統(tǒng)一種顛覆性設(shè)計(jì)方案。本專(zhuān)利適用于城市、農(nóng)村、偏遠(yuǎn)山區(qū)供熱供暖，不受地域或水資源限制，可用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、公用事業(yè)及居民供暖?？梢哉f(shuō)只要有太陽(yáng)的地方都可應(yīng)用。尤其適合北方極寒地區(qū)一萬(wàn)平米以下建筑物采暖。本文針對(duì)國(guó)內(nèi)外類(lèi)似系統(tǒng)進(jìn)行比較，對(duì)投資、使用效果進(jìn)行了分析，本專(zhuān)利的廣泛應(yīng)用將帶動(dòng)太陽(yáng)能聚熱器及熱泵制造業(yè)的發(fā)展(fzhn)。如果與地源（土壤源）熱泵供暖結(jié)合可以解決地源（土壤源）熱泵“冷塌陷(txin)”問(wèn)題。徹底治愈(

3、zh y)地源（土壤源）熱泵“冷暖病”。其發(fā)展前景不可估量。結(jié)合國(guó)家和地方相關(guān)政策其設(shè)備開(kāi)發(fā)與制造可成為北方地區(qū)支柱產(chǎn)業(yè)，我國(guó)華北、東北地區(qū)、西部及西藏市場(chǎng)應(yīng)用前景廣闊。項(xiàng)目背景 空氣污染、PM2.5、PM10嚴(yán)重超標(biāo)，京津冀地區(qū)霧霾頻繁發(fā)生，給人民生活帶來(lái)無(wú)限困擾和危害，造成空氣污染的一個(gè)重要原因就是北方地區(qū)冬季采暖大量的燃煤污染物排放。如何解決污染問(wèn)題，國(guó)家制定了嚴(yán)格治理政策，地方政府投入巨資，大力度采取集中供暖、煤改氣、煤改電、潔凈煤配送等多種措施，也取得了顯著成效。但是所有這些措施只能減少污染物排放，并不能從根本上解決污染問(wèn)題。太陽(yáng)能作為可再生能源的一種，取之不盡，用之不竭，同時(shí)又不會(huì)

4、增加環(huán)境負(fù)荷，必將成為未來(lái)能源結(jié)構(gòu)中的重要組成部分。 我國(guó)屬太陽(yáng)能資源豐富的國(guó)家之一，全國(guó)2/3以上面積地區(qū)年日照小時(shí)數(shù)大于2000小時(shí)，每年陸地接收的太陽(yáng)輻射能相當(dāng)于2.4萬(wàn)億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，具有太陽(yáng)能利用的良好條件。在建筑能耗中，生活熱水、供暖能耗占了相當(dāng)?shù)谋壤?，利用太?yáng)能來(lái)滿足生活熱水、供暖這些低品位能耗的要求具有巨大的節(jié)能、環(huán)境效益，太陽(yáng)能供熱技術(shù)越來(lái)越受到人們的重視。 雖然太陽(yáng)能熱水器應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)廣泛(gungfn)，但太陽(yáng)能采暖工程應(yīng)用卻處于起步階段，已建成的都是單體示范建筑，如北京清華陽(yáng)光公司辦公樓、天普新能源示范大樓等。太陽(yáng)能區(qū)域供熱采暖工程(gngchng)則還沒(méi)有應(yīng)用實(shí)踐。近年的

5、太陽(yáng)能采暖建設(shè)項(xiàng)目中，比較集中和有代表性的是北京周邊郊區(qū)縣新民居的太陽(yáng)能采暖工程。但是所有這些工程應(yīng)用太陽(yáng)能比例還比較低。大部分電輔助加熱消耗還是電力。全部(qunb)利用太陽(yáng)能或少部分補(bǔ)充電力太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)迫在眉睫。國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀1 我國(guó)冬季采暖基本情況 秦嶺、淮河為界，以北地區(qū)居住和工作房間冬季需配備采暖設(shè)施，一般自南至北采暖周期在2-6個(gè)月，東北高緯度地區(qū)及青藏高原高海拔地區(qū)（ 3000M以上）采暖周期甚至長(zhǎng)達(dá)8個(gè)月以上。近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)上的日益富裕，人們生活水平的提高，事實(shí)上除嶺南地區(qū)及福建沿海地區(qū)外，大部分地區(qū)都產(chǎn)生了冬季采暖的大量需求。（地域大幅度擴(kuò)展，時(shí)間相應(yīng)延長(zhǎng)）。 我國(guó)2

6、0013年全年(qun nin)總能耗約36億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,其中建筑物能耗占三分之一(約12億噸標(biāo)準(zhǔn)煤)，而在建筑物能耗中采暖應(yīng)占三分之一,既我國(guó)采暖能耗在4億噸標(biāo)準(zhǔn)煤以上,。采暖主要以燃煤鍋爐、電廠余熱、燃?xì)饧稗r(nóng)村采暖爐為主。2、 太陽(yáng)能熱利用(lyng)的歷史、現(xiàn)狀 太陽(yáng)能是除核能以外的所有能源（化石能、水能、風(fēng)能、生物能）之母，人類(lèi)利用太陽(yáng)能的歷史幾乎與其本身的歷史一樣悠久。1904年，美國(guó)人制造出了世界上第一臺(tái)太陽(yáng)能熱水器，從此、人類(lèi)進(jìn)入了太陽(yáng)能利用的機(jī)器化時(shí)代。二戰(zhàn)后，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人民的生活品質(zhì)不斷提高；從而，對(duì)生活熱水的需求迅速增加。上世紀(jì)七十年代，第二次石油危機(jī)發(fā)生，西方發(fā)達(dá)國(guó)家

7、的經(jīng)濟(jì)受到重創(chuàng)，然而，無(wú)意(wy)中卻為太陽(yáng)能熱水器的發(fā)展創(chuàng)造了良好的機(jī)遇。從此，在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，太陽(yáng)能熱水器進(jìn)入了大規(guī)模生產(chǎn)和使用時(shí)代。在我國(guó)，利用太陽(yáng)能集熱生產(chǎn)熱水供洗浴使用，已有二十多年的歷史；我國(guó)現(xiàn)有太陽(yáng)能熱水器生產(chǎn)企業(yè)4000多家，年產(chǎn)、銷(xiāo)太陽(yáng)能熱水器400億以上。技術(shù)上已很成熟，經(jīng)濟(jì)上也具有很強(qiáng)的實(shí)用性，因此已呈普及之勢(shì)。3、國(guó)內(nèi)、外太陽(yáng)能熱源(ryun)采暖情況 1） 國(guó)外情況(qngkung) 現(xiàn)代化社會(huì)中，人們對(duì)舒適(shsh)的建筑熱環(huán)境的追求越來(lái)越高，導(dǎo)致建筑采暖和空調(diào)的能耗日益增長(zhǎng)。在發(fā)達(dá)國(guó)家，建筑用能已占全國(guó)總能耗的30一40，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展形成了一定的制約作用。 美國(guó)是

8、世界上能量消耗最大的國(guó)家，國(guó)會(huì)先后通過(guò)了“太陽(yáng)能供暖降溫房屋的建筑條例”和“節(jié)約能源房屋建筑法規(guī)”等鼓勵(lì)新能源利用的法律文件；在經(jīng)濟(jì)上也采取有效措施，不僅在太陽(yáng)能利用研究方面投入大量經(jīng)費(fèi)，而且由國(guó)會(huì)通過(guò)一項(xiàng)對(duì)太陽(yáng)能系統(tǒng)買(mǎi)主減稅的優(yōu)惠辦法。 這些對(duì)美國(guó)公眾接受利用太陽(yáng)能起到了很好的促進(jìn)作用。比較著名的示范建筑有：位于新澤西州普林斯頓的凱爾布住宅（采用窗、附加陽(yáng)光間和集熱蓄熱墻的組合式太陽(yáng)房），位于新墨西哥州科拉爾斯的貝爾住宅（主要采用水墻集取太陽(yáng)能），位于新墨西哥州圣塔菲的圣塔菲太陽(yáng)房（由附加陽(yáng)光間和巖石倉(cāng)儲(chǔ)熱的組合系統(tǒng)供熱），位于加利福尼亞州阿塔斯卡德洛的阿塔斯卡德洛住宅（屋頂池系統(tǒng)，冬季供暖

9、，夏季降溫），以及位于新墨西哥州科拉爾斯的戴維斯住宅（空氣集熱器和巖石倉(cāng)儲(chǔ)熱的自然對(duì)流環(huán)路系統(tǒng)）。這些建筑采用壁爐或電散熱器作輔助熱源，但太陽(yáng)能供暖率均在75以上，有的已達(dá)到100（阿塔斯卡德洛住宅）。 早在本世紀(jì)40年代，美國(guó)麻省理工學(xué)院就開(kāi)始進(jìn)行(jnxng)了利用太陽(yáng)能集熱器作為熱源的供暖、空調(diào)系統(tǒng)研究，先后建成了：到w號(hào)實(shí)驗(yàn)太陽(yáng)房。這些實(shí)驗(yàn)太陽(yáng)房，即是最早的主動(dòng)式太陽(yáng)房。到70年代以后；又有華盛頓近郊的托馬森太陽(yáng)房和科羅拉多州丹佛市的洛夫太陽(yáng)房等主動(dòng)式太陽(yáng)房的示范建筑建成。這些太陽(yáng)房的成功運(yùn)行，說(shuō)明太陽(yáng)能供熱、空調(diào)系統(tǒng)在技術(shù)上是完全可行的，但由于投資較大，推廣普及程度不及被動(dòng)式太陽(yáng)房。

10、直到進(jìn)入90年代，由于開(kāi)發(fā)出更加高效的太陽(yáng)集熱器和吸收式制冷機(jī)、熱泵機(jī)組，應(yīng)用范圍才得以擴(kuò)大。 日本在主動(dòng)式太陽(yáng)房的研究應(yīng)用領(lǐng)域也處于世界前列(qinli)。1974年日本通產(chǎn)省制定了“陽(yáng)光計(jì)劃”，并按此計(jì)劃建造了數(shù)幢典型太陽(yáng)能采暖空調(diào)試驗(yàn)建筑，如矢崎實(shí)驗(yàn)太陽(yáng)房：號(hào)草加太陽(yáng)房等。而且多年來(lái)日本的太陽(yáng)能采暖、空調(diào)建筑一直穩(wěn)步發(fā)展，并已應(yīng)用(yngyng)于大型建筑物上。 另外，法國(guó)、德國(guó)、澳大利亞、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家也擁有相當(dāng)先進(jìn)的太陽(yáng)能建筑應(yīng)用技術(shù)。著名的集熱蓄熱墻采暖方式即是法國(guó)人菲利克斯特朗勃（FelixTrombe）的專(zhuān)利，法國(guó)的奧代洛太陽(yáng)房是該采暖理論轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用的第一個(gè)樣板房。英國(guó)利物

11、浦附近的沃拉西的圣喬治郡中學(xué)，則是直接受益式太陽(yáng)房最大和最早的樣板之一。盡管英國(guó)的太陽(yáng)能資源并不豐富，該所中學(xué)安裝的常規(guī)采暖系統(tǒng)卻從未使用過(guò)。2）我國(guó)情況(qngkung)隨著我國(guó)成為世界第二(d r)大經(jīng)濟(jì)體，能源消耗造成環(huán)境污染逐漸顯現(xiàn)，霧霾嚴(yán)重，人民生活造成嚴(yán)重影響，國(guó)家制定了嚴(yán)厲的治理措施的同時(shí)也出臺(tái)相應(yīng)可再生能源利用鼓勵(lì)政策。本世紀(jì)初，在國(guó)家有關(guān)部委的支持下，國(guó)內(nèi)主要太陽(yáng)能熱水器企業(yè)在上海、山東、北京等地興建了一批主要以采暖為目的的大型太陽(yáng)能熱水工程，目的是進(jìn)行工程試驗(yàn)，并起到前期示范作用。幾年來(lái)的實(shí)踐證明，太陽(yáng)能熱源采暖技術(shù)上是可行的，但是，與國(guó)外相比，還存在一些設(shè)計(jì)上的缺陷 。近

12、年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，人民日益富裕，生活品質(zhì)提高的要求不斷增長(zhǎng)，對(duì)生活熱水、采暖、空調(diào)的需求越來(lái)越多；然而，滿足這些需求的最主要條件-能源價(jià)格卻在暴漲。在此背景(bijng)下，國(guó)內(nèi)一批有實(shí)力的太陽(yáng)能熱水器企業(yè)，紛紛投入大量資本開(kāi)拓大型太陽(yáng)能集熱工程市場(chǎng)。四、 太陽(yáng)能熱源采暖的市場(chǎng)機(jī)會(huì) 隨著環(huán)境污染控制越來(lái)越嚴(yán)格，太陽(yáng)能供熱是大勢(shì)所趨，聚光太陽(yáng)能耦合地下水池?zé)岜霉┡到y(tǒng)綜合了聚光太陽(yáng)能和土壤源熱泵供暖兩大優(yōu)勢(shì)，可以說(shuō)是目前世界上太陽(yáng)能供暖最先進(jìn)系統(tǒng)，屬世界首創(chuàng)，一經(jīng)推出必將引領(lǐng)太陽(yáng)能利用潮流。其市場(chǎng)潛在需求巨大。市場(chǎng)推廣的主要障礙在于其經(jīng)濟(jì)性。通常我們分析經(jīng)濟(jì)性，主要采用兩個(gè)參數(shù)，其一是建設(shè)

13、費(fèi)用，其二是運(yùn)行費(fèi)用。根據(jù)目前測(cè)算，采用聚光太陽(yáng)能耦合地下水池?zé)岜霉嵯到y(tǒng)其他熱源比較，單位采暖面積建設(shè)費(fèi)用多1倍，而運(yùn)行費(fèi)用則只有后者的六分之一左右。隨著太陽(yáng)能聚光器批量生產(chǎn)，其成本會(huì)不斷下降。如能達(dá)到年產(chǎn)萬(wàn)套生產(chǎn)規(guī)模估計(jì)，其投資將低于傳統(tǒng)供熱建設(shè)費(fèi)用。考慮到國(guó)家或地方政策性補(bǔ)償資金，再有夏季免費(fèi)熱水功能，市場(chǎng)前景十分廣闊。政治效益、社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益顯著，政府推動(dòng)積極性將十分高漲，其勢(shì)頭會(huì)非常迅速。五、太陽(yáng)能熱源(ryun)采暖技術(shù)方案簡(jiǎn)介1、 太陽(yáng)能熱源(ryun)采暖的技術(shù)條件A、 氣象條件 太陽(yáng)能集熱，主要(zhyo)的氣象條件是要有足夠的太陽(yáng)輻照量。若以德國(guó)漢堡為參照，則我國(guó)幾乎所

14、有的地區(qū)都可滿足。我國(guó)主要采暖區(qū)全年日照時(shí)數(shù)在2200小時(shí)以上，年太陽(yáng)能輻照量為50008370MJ/。氣象條件十分優(yōu)越。B、 工程條件 由于太陽(yáng)能能源密度小、輻照不穩(wěn)定（陰、晴、晝、夜），因此，需要建設(shè)較大規(guī)模的采光集熱場(chǎng)地及地下蓄熱水池。以北京市的氣象條件測(cè)算, 若全部依靠太陽(yáng)能供熱，無(wú)遮陽(yáng)采光集熱場(chǎng)地應(yīng)不小于采暖面積的1/4，地下蓄熱水池有效容積配備(pibi)應(yīng)不小于150L/采暖面積（可保證10天連續(xù)陰天供暖）2、國(guó)內(nèi)現(xiàn)有太陽(yáng)能熱源(ryun)采暖技術(shù)方案 我國(guó)最早的太陽(yáng)能采暖示范工程建設(shè)于平谷區(qū)將軍關(guān)新村，為平谷區(qū)政府主導(dǎo)的綠色、旅游新農(nóng)村建設(shè)示范項(xiàng)目；由中國(guó)建筑科學(xué)院和北京市政設(shè)

15、計(jì)院聯(lián)合設(shè)計(jì)。全村120戶全部采用太陽(yáng)能集熱與建筑一體化設(shè)計(jì)，洗浴、供暖同時(shí)解決，按戶分設(shè)獨(dú)立系統(tǒng)。方式：太陽(yáng)能集熱器電輔助加熱煤、柴保障鍋爐。2003年建成投用。經(jīng)北京市政府有關(guān)部門(mén)(bmn)驗(yàn)收，戶均能耗下降65%，節(jié)能、減排效果顯著。基本上達(dá)到了居民采暖主要依靠太陽(yáng)能的目的。 現(xiàn)在較先進(jìn)太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)建設(shè)于河北工業(yè)大學(xué)能源工程學(xué)院辦公樓，采用平板太陽(yáng)能集熱器，熱量?jī)?chǔ)存地下豎井土壤內(nèi)，夏天儲(chǔ)存，冬季提取供暖。由于初期投資較大，目前只是做示范項(xiàng)目，推廣應(yīng)用有一定難度。3、西歐(Xu)（德國(guó)）方案 在德國(guó)大約有38的能源消耗在建筑采暖上，1994年開(kāi)始實(shí)施兩個(gè)太陽(yáng)能供暖的建設(shè)項(xiàng)目，其中位于漢堡

16、伯拉姆費(fèi)爾德的生態(tài)村是當(dāng)時(shí)歐洲最大的項(xiàng)目，這個(gè)項(xiàng)目對(duì)于發(fā)展新型供暖能源具有積極意義，它以太陽(yáng)能替代傳統(tǒng)的天然氣作為采暖的能源。這套體系對(duì)以往的太陽(yáng)能采暖體系做了多方面改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能供暖的先決技術(shù)條件是新建住宅有很好保溫特性，由于(yuy)當(dāng)?shù)氐钠骄?yáng)輻射狀況不是很好，屋頂太陽(yáng)輻射隨季節(jié)而變化，因此，太陽(yáng)能采暖的關(guān)鍵在于蓄熱，生態(tài)村朝南屋頂?shù)募療崞骺偯娣e大約是 3000m2，它收集到的熱量通過(guò)收集器網(wǎng)輸送到供暖中心，在供暖中心用一個(gè)熱泵傳遞到一個(gè)大蓄水池中，循環(huán)系統(tǒng)和集熱器安裝在125個(gè)住戶單元的屋頂上，并與采暖中心聯(lián)系，每一排住宅通過(guò)傳熱站傳遞和分配熱量，暖氣設(shè)施直接通過(guò)熱網(wǎng)進(jìn)入戶內(nèi)，而熱

17、水供應(yīng)則通過(guò)一個(gè)約30kW的熱交換器來(lái)完成。每個(gè)房間的供暖設(shè)施可根據(jù)需要自主控制，同時(shí)還能供應(yīng)熱水。熱網(wǎng)通過(guò)溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行綜合調(diào)節(jié)。集熱器設(shè)備采用平板式，根據(jù)建筑形式選擇不同尺寸。供熱中心是供熱系統(tǒng)的核心部分，這里有熱量收集分配中心和控制系統(tǒng)，雖然空間不大，但是整個(gè)管網(wǎng)的熱交換都是在此實(shí)現(xiàn)。在太陽(yáng)輻射提供的熱量不足時(shí)，啟動(dòng)電熱交換。專(zhuān)利(zhunl)方案本專(zhuān)利供暖系統(tǒng)是結(jié)合德國(guó)及國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能供暖經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，取長(zhǎng)補(bǔ)短綜合設(shè)計(jì)形成一套高效、低造價(jià)供暖系統(tǒng)。充分利用聚光器的高效、土壤儲(chǔ)熱、熱泵的高能效比特點(diǎn)，具體方案是聚光太陽(yáng)能聚熱通過(guò)導(dǎo)熱油加熱水，一部分直接用于采暖(cinun)或熱水供應(yīng)，另

18、外一部分即熱地下水池及水池周邊土壤，地下水池低于一定溫度時(shí)用熱泵把水池和土壤低品質(zhì)熱能提升為高品質(zhì)熱能供暖。5、專(zhuān)利方案的對(duì)比(dub)國(guó)內(nèi)、外太陽(yáng)能熱源采暖技術(shù)方案比較一）專(zhuān)利采用聚光太陽(yáng)能集熱器，相比其他國(guó)內(nèi)外均采用平板式集熱器：吸熱效率高，早晚及太陽(yáng)不足時(shí)能夠吸收低品位太陽(yáng)能，自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)最佳角度吸收太陽(yáng)能（實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吸收率高出平板集熱器一倍以上）采用立柱支架，可與停車(chē)場(chǎng)綠地結(jié)合，只利用地上空間，不專(zhuān)門(mén)占用場(chǎng)地。立式安裝，不積塵，無(wú)雪覆蓋，不需定期清理采用油導(dǎo)熱，適合北半球超低溫地區(qū)，無(wú)需采取防凍措施，適用范圍廣采用地下水池儲(chǔ)熱，與國(guó)外相比，不需做隔熱層保溫，充分利用土壤儲(chǔ)熱，相對(duì)建設(shè)水池

19、容積減少，運(yùn)行溫度15-90度，相比國(guó)外50-90度范圍更廣，儲(chǔ)能更多，投資減少，耦合水池?zé)岜?，充分利用土壤源熱?rling)，保證正常供暖，無(wú)需電輔助或燃?xì)廨o助加熱裝置冬季采暖太陽(yáng)能消耗占總能耗80%以上(yshng)，遠(yuǎn)高于目前國(guó)內(nèi)30%左右利用率。與國(guó)外同等水平相比，投資減少一半以上。六、案例(n l)投資分析以北京1000平米建筑物采暖為例，采用聚光太陽(yáng)能耦合地下水池采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù)建筑能耗25w/平米（節(jié)能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)），1kw.h=3.6MJ建筑物面積1000平米蓄熱水池日最大熱損失率5%冬季采暖天數(shù)120聚光太陽(yáng)能集熱器效率（有用得熱率）=80%（廠商提供）北京采暖期平均日太陽(yáng)

20、能輻照量H=15MJ/m2dn-連續(xù)陰天數(shù)，按10天計(jì)-水的比熱容=4.18MJ/ m3t1-蓄熱水池平均最高水溫90t2-蓄熱水池允許最低水溫15計(jì)算建筑物冬季耗能總量Q=251202410001000=72000kwh建筑物需要配套太陽(yáng)能集熱器面積S=Q3.6H120(15%)=189.5平米(pn m)可選用(xunyng)兩臺(tái)直徑11米聚光太陽(yáng)能聚熱器 地下水池容積(rngj)V=nQ 3.6120(t1- t2)=10720003.61204.1875=68.9立方米考慮到周邊3米范圍內(nèi)土壤儲(chǔ)熱和放熱效果，水池建設(shè)可按60%容積考慮，可設(shè)計(jì)為40立方米地下蓄水池工藝流程示意圖（略）3

21、、主要設(shè)備聚光集熱器（直徑11米）2臺(tái) 水源熱泵（100KW)供熱量2臺(tái)（一開(kāi)一備）熱水循環(huán)泵2臺(tái) （一開(kāi)一備）地下水池(40立方）一座電磁閥4只熱水罐（夏天熱水）投資估算聚光集熱器（直徑11米）2臺(tái) 16萬(wàn)元水源熱泵（100KW)供熱量2臺(tái)（一開(kāi)一備） 6萬(wàn)元熱水循環(huán)泵2臺(tái) （一開(kāi)一備） 0.5萬(wàn)元地下水池(40立方）一座 2萬(wàn)元電磁閥4只 0.5萬(wàn)元熱水罐（夏天熱水） 0.2萬(wàn)元配套管線(gunxin)和其他材料及工程安裝 3萬(wàn)元合計(jì)(hj)投資 27.2萬(wàn)元折合(zhh)27.2元/平米5、運(yùn)行費(fèi)用a. 集熱循環(huán)泵 1kw8h/d120d=960kw.hb. 供熱循環(huán)泵 2kw24h/d

22、120d50%=2880kwhc、水源熱泵連續(xù)4天以上陰天才工作，設(shè)定每個(gè)取暖季工作15天，每天工作12小時(shí)計(jì)算 20kw12h/d15d=3600kh合計(jì)7440kwh 電價(jià)按照電價(jià)0.52元計(jì)算合計(jì)運(yùn)行費(fèi)用3868.8元折合3.87元/平米通過(guò)以上案例分析，聚熱太陽(yáng)能耦合地下水池供暖系統(tǒng)，采暖面積與太陽(yáng)能接收面積比為1000/189.5約為5:1，采暖面積與地下水池容積比1000/40，約為25：1，投資強(qiáng)度270元/平米，運(yùn)行費(fèi)用3.8元/平米。太陽(yáng)能能量利用比（720007440）/72000=89.6%。從以上幾組數(shù)據(jù)指標(biāo)可以看出：采用聚熱太陽(yáng)能耦合地下水池系統(tǒng)供暖，各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到或

23、優(yōu)于目前世界水平?？紤]到聚熱太陽(yáng)能收集器 還不能量產(chǎn)，成本還較高。不過(guò)如果聚熱太陽(yáng)能收集器如達(dá)到年產(chǎn)萬(wàn)套左右，其成本可降為3萬(wàn)元左右，屆時(shí)其投資強(qiáng)度降為170元/平米。與傳統(tǒng)集中供熱成本接近，遠(yuǎn)低于地源熱泵采暖技術(shù)。同時(shí)此技術(shù)沒(méi)有地緣熱泵冷塌陷問(wèn)題，運(yùn)行成本只是地源熱泵三分之一（一般地源熱泵運(yùn)行11元/平米左右），采用導(dǎo)熱油收集熱量，不存在防凍問(wèn)題，對(duì)于解決長(zhǎng)城以北極寒地區(qū)采暖優(yōu)勢(shì)明顯，應(yīng)用前景十分廣闊。七、專(zhuān)利(zhunl)實(shí)施設(shè)想 本專(zhuān)利聚光太陽(yáng)能耦合地下水池?zé)岜霉釋儆谑澜缡状螒?yīng)用。盡管聚光太陽(yáng)能集熱器供熱和水源熱泵供熱都屬于成熟供熱技術(shù)，但是對(duì)于兩種技術(shù)耦合需要進(jìn)行控制系統(tǒng)裝置的開(kāi)發(fā)，

24、地下水池?zé)崛萘啃枰恍┙?jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)(shj)驗(yàn)證，控制參數(shù)需要進(jìn)行實(shí)際測(cè)試和調(diào)試。 建議第一步建設(shè)兩到三個(gè)示范項(xiàng)目進(jìn)行應(yīng)用，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，收集數(shù)據(jù)(shj)，完善控制系統(tǒng)，驗(yàn)證運(yùn)行效果。第二步進(jìn)行聚光太陽(yáng)能集熱器及控制系統(tǒng)的批量化制造，快速降低成本，打壓傳統(tǒng)供暖方式，擴(kuò)大應(yīng)用市場(chǎng)。成為類(lèi)似熱水器制造或光伏制造的聚光太陽(yáng)能集熱器供熱設(shè)備專(zhuān)業(yè)制造商。窗體頂端(dngdun)太陽(yáng)能采暖(cinun)要走的路還很長(zhǎng)相關(guān)(xinggun)推薦 HYPERLINK /kns/Navi/NewItem.aspx?NaviID=25&BaseID=ZGJS o 中國(guó)建設(shè)報(bào) t /_blank 中國(guó)建設(shè)報(bào) HYPERL

25、INK /magazine/magadetail/CAIZ201334.htm o 才智2013年34期 t /_blank 才智2013年34期 HYPERLINK /magazine/magadetail/SCXH201424.htm o 商場(chǎng)現(xiàn)代化2014年24期 t /_blank 商場(chǎng)現(xiàn)代化2014年24期 HYPERLINK /magazine/magadetail/HQYT200905.htm o 環(huán)境2009年05期 t /_blank 環(huán)境2009年05期 HYPERLINK /magazine/magadetail/XDBY200919.htm o 現(xiàn)代商業(yè)2009年19期

26、 t /_blank 現(xiàn)代商業(yè)2009年19期 HYPERLINK /magazine/magadetail/ZSTW201006.htm o 商周刊2010年06期 t /_blank 商周刊2010年06期 太陽(yáng)能作為可再生能源的一種，取之不盡，用之不竭，同時(shí)又不會(huì)增加環(huán)境負(fù)荷，將成為未來(lái)能源結(jié)構(gòu)中的重要組成部分。我國(guó)屬太陽(yáng)能資源豐富的國(guó)家之一，全國(guó)2/3以上面積地區(qū)年日照小時(shí)數(shù)大于2000小時(shí)，每年陸地接收的太陽(yáng)輻射能相當(dāng)于2.4萬(wàn)億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，具有太陽(yáng)能利用的良好條件。在建筑能耗中，生活熱水、供暖能耗占了相當(dāng)?shù)谋壤?，利用太?yáng)能來(lái)滿足生活熱水、供暖這些低品位能耗的要求具有巨大的節(jié)能效益，因

27、此，太陽(yáng)能采暖技術(shù)越來(lái)越受到人們的重視。$示范項(xiàng)目?jī)H限單體建筑$雖然我國(guó)太陽(yáng)能熱水器應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)廣泛，但太陽(yáng)能采暖工程應(yīng)用卻處于起步階段，已建成的都是單體示范建筑，如北京清華陽(yáng)光公司辦公樓、天普新能源示范大樓等，太陽(yáng)能區(qū)域供熱采暖工程則還沒(méi)有應(yīng)用實(shí)踐。 $近年的太陽(yáng)能采暖建設(shè)項(xiàng)目中，比較集中和有代表性的是北京周邊郊區(qū)縣新民居的太陽(yáng)能采暖工程。由于農(nóng)村住宅相對(duì)分散，密度低，不宜采用投資大、維護(hù)水平高的集中供暖模式，而傳統(tǒng)的燃煤取. (本文共2頁(yè)) HYPERLINK /DownloadArticle.aspx?filename=ZGJS201004020064&dbtype=CCND t /_b

28、lank 閱讀全文窗體底端窗體頂端 HYPERLINK /CJFD-JZSX201204089.html o 張家口市區(qū)水源熱泵發(fā)展(fzhn)研究 t /_blank 張家口市區(qū)(shq)水源熱泵發(fā)展研究0引言水源熱泵是利用了地球水體所儲(chǔ)藏的太陽(yáng)能資源作為冷熱源進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的,供暖空調(diào)系統(tǒng)水源熱泵利用的是清潔的可再生能源的一種技術(shù),世界各國(guó)能源專(zhuān)家普遍認(rèn)為地?zé)豳Y源在21世紀(jì)將得到快速發(fā)展,我國(guó)應(yīng)該抓住這一機(jī)遇,加快地?zé)豳Y源的開(kāi)發(fā)利用,這將對(duì)我國(guó)能源工業(yè)及我國(guó)碳排量的減排作出積極的貢獻(xiàn),自20世紀(jì)90年代以來(lái),我國(guó)地?zé)豳Y源的利用以每年10%的速度增長(zhǎng),目前我國(guó)地?zé)嶂苯永迷O(shè)備的裝機(jī)容量已經(jīng)占到

29、了世界產(chǎn)量的首位1。河北省地?zé)豳Y源利用在新建建筑的應(yīng)用逐年增加,目前我省累計(jì)完成的地源熱泵應(yīng)用建筑面積約為920萬(wàn)m2,自2000年起至2008年,9年間采用地源熱泵系統(tǒng)供暖制冷的建筑物面積共計(jì)433萬(wàn)m22。從河北省近幾年的水源熱泵應(yīng)用情況(qngkung)來(lái)看,河北省的應(yīng)用主要以地源熱泵應(yīng)用為主,據(jù)統(tǒng)計(jì),河北省已經(jīng)完成的地源熱泵應(yīng)用72%為水源熱泵項(xiàng)目2,8%為地埋管熱泵項(xiàng)目,河北省張家口市區(qū)的水源熱泵應(yīng)用項(xiàng)目從無(wú)到有不斷的發(fā)展。本文在對(duì)本市發(fā)展水. (本文共3頁(yè)) HYPERLINK /DownloadArticle.aspx?filename=JZSX201204089&dbtype=

30、CJFD t /_blank 閱讀全文窗體底端窗體頂端 HYPERLINK /CJFD-NCKJ200005028.html o 農(nóng)村太陽(yáng)能采暖房實(shí)用節(jié)能技術(shù) t /_blank 農(nóng)村太陽(yáng)能采暖房實(shí)用節(jié)能技術(shù)一、太陽(yáng)能采暖房的基本要求 第一太陽(yáng)能采暖房以獲取太陽(yáng)能為房屋冬季采暖的熱源,所以必須采用具有“溫室效應(yīng)”材料的集熱部件,盡可能多的獲取太陽(yáng)熱能;其次是將獲取的熱能有效地儲(chǔ)存,以備需要時(shí)使用,不至于使房間溫度波動(dòng)過(guò)大,達(dá)到人體舒適的目的;第三是房間應(yīng)有良好的保溫措施,包括房層外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫和門(mén)窗等構(gòu)件的保溫。集熱、蓄熱和保溫是建太陽(yáng)能采暖房的三個(gè)基本要求,缺一不可。 二、太陽(yáng)能采暖房的形

31、式與分類(lèi) 1.主動(dòng)式采暖房是安裝有太陽(yáng)能集熱裝置、貯熱裝置、散熱器、輔助熱源、風(fēng)機(jī)或泵,通過(guò)管道將其連接起來(lái),組成強(qiáng)制循環(huán)太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)控制、調(diào)節(jié)靈活,人處于主動(dòng)地位。系統(tǒng)與房屋各成體系,拆除系統(tǒng)不影響房屋原貌.缺點(diǎn)是系統(tǒng)造價(jià)高,維護(hù)管理工作量大,且仍需耗費(fèi)一定量的常規(guī)能源.與常規(guī)采暖相比不經(jīng)濟(jì)。 2.被動(dòng)式采暖房里通過(guò)建筑物朝向和周?chē)h(huán)境的合理布局,以自然熱交換的方式收集、貯存、分布太陽(yáng)熱能,達(dá)到房屋冬季采暖.夏季降溫的目的。其. (本文共2頁(yè)) HYPERLINK /DownloadArticle.aspx?filename=NCKJ200005028&dbtype=CJFD

32、 t /_blank 閱讀全文窗體底端青藏高原北部地區(qū)相變輕質(zhì)哨所太陽(yáng)能采暖研究 HYPERLINK /Search.aspx?q=author:%E5%BA%84%E6%98%A5%E9%BE%99 t /Article/_blank 莊春龍 【摘要(zhiyo)】：我國(guó)青藏高原北部地區(qū)駐扎著大量的分散式哨所、兵站及連以下分隊(duì)住用營(yíng)房。由于該地區(qū)冬季漫長(zhǎng),且十分(shfn)寒冷,冬季供暖對(duì)設(shè)備、物質(zhì)及燃料消耗的壓力很大。許多分散式營(yíng)房由于不適合采用節(jié)能效率較高的集中供暖方式,而主要采取燃油鍋爐等獨(dú)立供暖設(shè)施。一些哨所甚至沒(méi)有采暖措施,嚴(yán)重時(shí)將危及部隊(duì)官兵的生命安全。太陽(yáng)輻射是對(duì)建筑室內(nèi)環(huán)境影

33、響最重要的因素之一,而青藏高原地區(qū)是我國(guó)太陽(yáng)能資源最為豐富的地區(qū)。對(duì)于分散式哨所、兵站及分隊(duì)住用營(yíng)房的冬季采暖而言,提高建筑對(duì)太陽(yáng)能的利用是十分重要的節(jié)能途徑。 地處該區(qū)域營(yíng)房的交通條件較為艱險(xiǎn),太陽(yáng)能供暖可行性方案(fng n)(2009-07-12 23:16:56)轉(zhuǎn)載標(biāo)簽： 平板集熱器太陽(yáng)能集熱器阿塔斯美國(guó)財(cái)經(jīng) 一、行業(yè)市場(chǎng)情況1 我國(guó)冬季采暖基本情況我國(guó)政府規(guī)定，秦嶺、淮河以北地區(qū)居住和工作房間冬季必需配備采暖設(shè)施，一般自南至北采暖周期在2-6個(gè)月，東北高緯度地區(qū)及青藏高原高海拔地區(qū)（ 3000M以上）采暖周期甚至長(zhǎng)達(dá)8個(gè)月以上。近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)上的日益富裕，人們生活水平的提高，事實(shí)

34、上除嶺南地區(qū)及福建沿海地區(qū)外，大部分地區(qū)都產(chǎn)生了冬季采暖的大量需求。（地域大幅度擴(kuò)展，時(shí)間相應(yīng)延長(zhǎng)）。我國(guó)2007年全年總能耗約30億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,其中建筑物能耗占三分之一(約10億噸標(biāo)準(zhǔn)煤)在建筑物能耗中采暖應(yīng)占三分之一,既我國(guó)采暖能耗在3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤以上,而且呈逐年迅速上升趨勢(shì)。傳統(tǒng)上，采暖主要以燃煤鍋爐供熱。近年來(lái)，內(nèi)于環(huán)保要求的提高，在一些城市，燃?xì)?、電加熱鍋爐也在快速發(fā)展；然而，從經(jīng)濟(jì)角度衡量，燃煤鍋爐供熱仍是成本最低的。在廣大的農(nóng)村地區(qū)，冬季采暖還主要是用農(nóng)作物桔桿等薪柴作燃料（產(chǎn)煤地區(qū)以燃煤為主），根據(jù)我們調(diào)查，內(nèi)蒙西部地區(qū)農(nóng)牧民居民平均每戶冬季采暖能耗在每年3噸標(biāo)準(zhǔn)煤以上。而廣大農(nóng)村

35、地區(qū)采暖能耗還不在國(guó)家有關(guān)部門(mén)統(tǒng)計(jì)口徑之內(nèi)。2 關(guān)于太陽(yáng)能供熱眾所周知，所謂采暖，就是一個(gè)消耗熱能的過(guò)程。通常的作法是，在采暖空間內(nèi)設(shè)置一定數(shù)量的散熱器，其中通以一定溫度的熱水循環(huán)，經(jīng)過(guò)空氣自然對(duì)流達(dá)到提高（維持）該空間氣溫的目的。3 太陽(yáng)能熱利用的歷史、現(xiàn)狀太陽(yáng)能是除核能以外的所有能源（化石能、水能、風(fēng)能、生物能）之母，人類(lèi)利用太陽(yáng)能的歷史幾乎與其本身的歷史一樣悠久。1904年，美國(guó)人制造出了世界上第一臺(tái)太陽(yáng)能熱水器，從此、人類(lèi)進(jìn)入了太陽(yáng)能利用的機(jī)器化時(shí)代。二戰(zhàn)后，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、財(cái)富的增加，人民的生活品質(zhì)不斷提高；從而，對(duì)生活熱水的需求迅速增加。上世紀(jì)七十年代，第二次石油危機(jī)發(fā)生，西方發(fā)達(dá)

36、國(guó)家的經(jīng)濟(jì)受到重創(chuàng)，然而，無(wú)意中卻為太陽(yáng)能熱水器的發(fā)展創(chuàng)造了良好的機(jī)遇。從此，在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，太陽(yáng)能熱水器進(jìn)入了大規(guī)模生產(chǎn)和使用時(shí)代。在我國(guó)，利用太陽(yáng)能集熱生產(chǎn)熱水供洗浴使用，已有二十多年的歷史；我國(guó)現(xiàn)有太陽(yáng)能熱水器生產(chǎn)企業(yè)4000多家，年產(chǎn)、銷(xiāo)太陽(yáng)能熱水器2000萬(wàn)以上，2007年太陽(yáng)能熱水器完成銷(xiāo)售收入320億元，出口創(chuàng)匯6500萬(wàn)美元?？梢哉f(shuō)，技術(shù)上已很成熟，經(jīng)濟(jì)上也具有很強(qiáng)的實(shí)用性，因此已呈普及之勢(shì)。4 國(guó)內(nèi)、外太陽(yáng)能熱源(ryun)采暖情況5 國(guó)外情況(qngkung)現(xiàn)代化社會(huì)中，人們(rn men)對(duì)舒適的建筑熱環(huán)境的追求越來(lái)越高，導(dǎo)致建筑采暖和空調(diào)的能耗日益增長(zhǎng)。在發(fā)達(dá)國(guó)家，建

37、筑用能已占全國(guó)總能耗的30一40，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展形成了一定的制約作用。美國(guó)是世界上能量消耗最大的國(guó)家，國(guó)會(huì)先后通過(guò)了“太陽(yáng)能供暖降溫房屋的建筑條例”和“節(jié)約能源房屋建筑法規(guī)”等鼓勵(lì)新能源利用的法律文件；在經(jīng)濟(jì)上也采取有效措施，不僅在太陽(yáng)能利用研究方面投入大量經(jīng)費(fèi)，而且由國(guó)會(huì)通過(guò)一項(xiàng)對(duì)太陽(yáng)能系統(tǒng)買(mǎi)主減稅的優(yōu)惠辦法。因此，美國(guó)太陽(yáng)能建筑的發(fā)展極為迅速，無(wú)論是對(duì)太陽(yáng)能建筑的研究、設(shè)計(jì)優(yōu)化，還是材料、房屋部件結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、應(yīng)用，以及真正形成商業(yè)運(yùn)作的房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)，美國(guó)均處于世界領(lǐng)先地位，并在國(guó)內(nèi)形成了完整的太陽(yáng)能建筑產(chǎn)業(yè)化體系。在被動(dòng)式太陽(yáng)房研究領(lǐng)域，美國(guó)于80年代初就由新墨西哥洲的洛斯阿拉莫斯科學(xué)實(shí)驗(yàn)室

38、編制出版了被動(dòng)式太陽(yáng)房設(shè)計(jì)手冊(cè)。此外，美國(guó)還出版了許多實(shí)用的被動(dòng)太陽(yáng)房建筑圖集，既介紹成功的設(shè)計(jì)實(shí)例，也有對(duì)太陽(yáng)房原理、構(gòu)造的詳細(xì)說(shuō)明。這些工具書(shū)的發(fā)行和一些樣板示范房屋的建立：對(duì)美國(guó)公眾接受太陽(yáng)房起到了很好的促進(jìn)作用。比較著名的示范建筑有：位于新澤西州普林斯頓的凱爾布住宅（采用窗、附加陽(yáng)光間和集熱蓄熱墻的組合式太陽(yáng)房），位于新墨西哥州科拉爾斯的貝爾住宅（主要采用水墻集取太陽(yáng)能），位于新墨西哥州圣塔菲的圣塔菲太陽(yáng)房（由附加陽(yáng)光間和巖石倉(cāng)儲(chǔ)熱的組合系統(tǒng)供熱），位于加利福尼亞州阿塔斯卡德洛的阿塔斯卡德洛住宅（屋頂池系統(tǒng)，冬季供暖，夏季降溫），以及位于新墨西哥州科拉爾斯的戴維斯住宅（空氣集熱器和巖石

39、倉(cāng)儲(chǔ)熱的自然對(duì)流環(huán)路系統(tǒng)）。這些建筑采用壁爐或電散熱器作輔助熱源，但太陽(yáng)能供暖率均在75以上，有的已達(dá)到100（阿塔斯卡德洛住宅）。1 早在本世紀(jì)40年代，美國(guó)麻省理工學(xué)院就開(kāi)始進(jìn)行了利用太陽(yáng)能集熱器作為熱源的供暖、空調(diào)系統(tǒng)研究，先后建成了：到w號(hào)實(shí)驗(yàn)太陽(yáng)房。這些實(shí)驗(yàn)太陽(yáng)房，即是最早的主動(dòng)式太陽(yáng)房。到70年代以后；又有華盛頓近郊的托馬森太陽(yáng)房和科羅拉多州丹佛市的洛夫太陽(yáng)房等主動(dòng)式太陽(yáng)房的示范建筑建成。這些太陽(yáng)房的成功運(yùn)行，說(shuō)明太陽(yáng)能供熱、空調(diào)系統(tǒng)在技術(shù)上是完全可行的，但由于投資較大，推廣普及程度不及被動(dòng)式太陽(yáng)房。直到進(jìn)入90年代，由于開(kāi)發(fā)出更加高效的太陽(yáng)集熱器和吸收式制冷機(jī)、熱泵機(jī)組，應(yīng)用范圍

40、才得以擴(kuò)大。日本在主動(dòng)式太陽(yáng)房的研究應(yīng)用領(lǐng)域也處于世界前列。1974年日本通產(chǎn)省制定了“陽(yáng)光計(jì)劃”，并按此計(jì)劃建造了數(shù)幢典型太陽(yáng)能采暖空調(diào)試驗(yàn)建筑，如矢崎實(shí)驗(yàn)太陽(yáng)房：號(hào)草加太陽(yáng)房等。而且多年來(lái)日本的太陽(yáng)能采暖、空調(diào)建筑一直穩(wěn)步發(fā)展，并已應(yīng)用于大型建筑物上。此外，法國(guó)、德國(guó)、澳大利亞、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家也擁有相當(dāng)先進(jìn)的太陽(yáng)能建筑應(yīng)用技術(shù)。著名的集熱蓄熱墻采暖方式即是法國(guó)人菲利克斯特朗勃（FelixTrombe）的專(zhuān)利，法國(guó)的奧代洛太陽(yáng)房是該采暖理論轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用的第一個(gè)樣板房。英國(guó)利物浦附近的沃拉西的圣喬治郡中學(xué)，則是直接受益式太陽(yáng)房最大和最早的樣板之一。盡管英國(guó)的太陽(yáng)能資源并不豐富，該所中學(xué)安裝的

41、常規(guī)采暖系統(tǒng)卻從未使用過(guò)。最后值得一提的是近幾年來(lái)在發(fā)達(dá)國(guó)家已有相當(dāng)發(fā)展水平的“零能房屋”，即完全由太陽(yáng)能光電轉(zhuǎn)換裝置提供建筑物所需要的全部能源消耗，真正做到清潔、無(wú)污染，它代表了21世紀(jì)太陽(yáng)能建筑的發(fā)展趨勢(shì)。由于許多國(guó)家的政府（如美國(guó)、德國(guó)）都制定了下世紀(jì)初太陽(yáng)能在國(guó)家總能源消耗中的所占比例應(yīng)超過(guò)20的計(jì)劃，相信這種“零能房屋”將會(huì)有十分良好的發(fā)展前景。2 我國(guó)情況(qngkung)本世紀(jì)初，在國(guó)家有關(guān)部委的支持下，國(guó)內(nèi)主要太陽(yáng)能熱水器企業(yè)在上海、山東、北京等地興建了一批主要以采暖為目的的大型太陽(yáng)能熱水工程，目的是進(jìn)行工程試驗(yàn)，并起到前期示范作用。幾年來(lái)的實(shí)踐證明，太陽(yáng)能熱源采暖技術(shù)上是可行

42、的，但是(dnsh)，與國(guó)外相比，還存在一些設(shè)計(jì)上的缺陷。近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，人民日益富裕，生活品質(zhì)提高的要求不斷增長(zhǎng)，對(duì)生活熱水、采暖、空調(diào)的需求越來(lái)越多；然而，滿足這些需求的最主要條件-能源價(jià)格卻在暴漲。在此背景下，國(guó)內(nèi)一批有實(shí)力的太陽(yáng)能熱水器企業(yè)，紛紛投入大量資本開(kāi)拓大型太陽(yáng)能集熱工程市場(chǎng)，著名的“力諾瑞特”公司則旗幟鮮明地公告了太陽(yáng)能集熱工程是其戰(zhàn)略主攻方向。其他有關(guān)太陽(yáng)能采暖、空調(diào)的研究、示范項(xiàng)目的新聞(xnwn)近來(lái)網(wǎng)上明顯多了起來(lái)。3 太陽(yáng)能熱源采暖的市場(chǎng)機(jī)會(huì)如前所述，太陽(yáng)能供熱技術(shù)上已經(jīng)成熟，市場(chǎng)推廣的主要障礙在于其經(jīng)濟(jì)性。通常我們分析經(jīng)濟(jì)性，主要采用兩個(gè)參數(shù)，其一是建設(shè)

43、費(fèi)用，其二是運(yùn)行費(fèi)用。根據(jù)我們測(cè)算，太陽(yáng)能熱源與燃煤鍋爐熱源比較，單位采暖面積建設(shè)費(fèi)用多23倍，而運(yùn)行費(fèi)用則只有后者的八分之一左右。（注：煤價(jià)按400元/噸計(jì)算，隨著化石能源價(jià)格進(jìn)一步上漲，太陽(yáng)能熱源的經(jīng)濟(jì)性將進(jìn)一步突顯出來(lái)），還由于太陽(yáng)能熱源節(jié)能、減排效果明顯，在當(dāng)下國(guó)內(nèi)、外高度重視下，定可爭(zhēng)取到一定數(shù)額的政策補(bǔ)償資金。因此，太陽(yáng)能集熱供暖項(xiàng)目具有很好的市場(chǎng)前景。二、太陽(yáng)能熱源采暖技術(shù)方案簡(jiǎn)介1 太陽(yáng)能熱源采暖的技術(shù)條件2 氣象太陽(yáng)能集熱，主要的氣象條件是要有足夠的太陽(yáng)輻照量。若以德國(guó)漢堡為參照，則我國(guó)幾乎所有的地區(qū)都可滿足。我國(guó)主要采暖區(qū)全年日照時(shí)數(shù)在2200小時(shí)以上，年太陽(yáng)能輻照量為50

44、008370MJ/。氣象條件十分優(yōu)越。3 工程條件由于太陽(yáng)能能源密度小、輻照不穩(wěn)定（陰、晴、晝、夜），因此，需要建設(shè)較大規(guī)模的采光集熱場(chǎng)地及地下蓄熱水池。以北京市的氣象條件測(cè)算, 若全部依靠太陽(yáng)能供熱，無(wú)遮陽(yáng)采光集熱場(chǎng)地應(yīng)不小于采暖面積的1/4，地下蓄熱水池有效容積配備應(yīng)不小于200L/采暖面積（可保證10天連續(xù)陰天供暖后，地下蓄熱水池水溫50）。如果配備燃?xì)饣螂娂訜彷o助鍋爐，則采光集熱場(chǎng)地及地下蓄熱水池可視施工條件任意配置。4 國(guó)內(nèi)現(xiàn)有太陽(yáng)能熱源采暖技術(shù)方案我國(guó)最大的太陽(yáng)能采暖示范工程建設(shè)于平谷區(qū)將軍關(guān)新村，為平谷區(qū)政府主導(dǎo)的綠色、旅游新農(nóng)村建設(shè)示范項(xiàng)目；由中國(guó)建筑科學(xué)院和北京市政設(shè)計(jì)院聯(lián)合

45、設(shè)計(jì)。全村120戶全部采用太陽(yáng)能集熱與建筑一體化設(shè)計(jì)，洗浴、供暖同時(shí)解決，按戶分設(shè)獨(dú)立系統(tǒng)。方式：太陽(yáng)能集熱器電輔助加熱煤、柴保障鍋爐。2003年建成投用。經(jīng)北京市政府有關(guān)部門(mén)驗(yàn)收，戶均能耗下降65%，節(jié)能、減排效果顯著?；旧线_(dá)到了居民采暖主要依靠太陽(yáng)能的目的。西歐（德國(guó)）方案1在德國(guó)大約有38的能源消耗在建筑采暖上，1994年開(kāi)始實(shí)施兩個(gè)太陽(yáng)能供暖的建設(shè)項(xiàng)目，其中位于漢堡伯拉姆費(fèi)爾德的生態(tài)村是當(dāng)時(shí)歐洲最大的項(xiàng)目，這個(gè)項(xiàng)目對(duì)于發(fā)展新型供暖能源具有積極意義，它以太陽(yáng)能替代傳統(tǒng)的天然氣作為采暖的能源。這套體系對(duì)以往的太陽(yáng)能采暖體系做了多方面改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能供暖的先決技術(shù)條件是新建住宅有很好保溫特

46、性，由于當(dāng)?shù)氐钠骄?yáng)輻射狀況不是很好，屋頂太陽(yáng)輻射隨季節(jié)而變化，因此，太陽(yáng)能采暖的關(guān)鍵在于蓄熱，生態(tài)村朝南屋頂?shù)募療崞骺偯娣e大約是 3000m2，它收集到的熱量通過(guò)收集器網(wǎng)輸送到供暖中心，在供暖中心用一個(gè)熱泵傳遞到一個(gè)大蓄水池中，循環(huán)系統(tǒng)和集熱器安裝在125個(gè)住戶單元的屋頂上，并與采暖中心聯(lián)系，每一排住宅通過(guò)傳熱站傳遞和分配熱量，暖氣設(shè)施直接通過(guò)熱網(wǎng)進(jìn)入戶內(nèi)，而熱水供應(yīng)則通過(guò)一個(gè)約30kW的熱交換器來(lái)完成。每個(gè)房間的供暖設(shè)施可根據(jù)需要自主控制，同時(shí)還能供應(yīng)熱水。熱網(wǎng)通過(guò)溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行綜合調(diào)節(jié)。集熱器設(shè)備采用平板式，根據(jù)建筑形式選擇不同尺寸。供熱中心是供熱系統(tǒng)的核心部分，這里有熱量收集分

47、配中心和控制系統(tǒng)，雖然空間不大，但是整個(gè)管網(wǎng)的熱交換都是在此實(shí)現(xiàn)。在太陽(yáng)輻射提供的熱量不足時(shí)，啟動(dòng)電熱交換。2. 國(guó)內(nèi)、外太陽(yáng)能熱源采暖(cinun)技術(shù)方案的對(duì)比、分析3 共同點(diǎn)出發(fā)點(diǎn)都是為了節(jié)能、環(huán)保（減排），強(qiáng)調(diào)與建筑一體化設(shè)計(jì)，采暖與熱水供給(gngj)一并考慮。4 不同點(diǎn)國(guó)外太陽(yáng)能熱源采暖技術(shù)方案，全部設(shè)有較大(jio d)的蓄熱水池，我國(guó)方案卻多有忽視。我們認(rèn)為，由于太陽(yáng)能能源密度較低，還隨四季、晝夜、陰晴變化無(wú)常，配置大型蓄熱水池乃是太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)的必需構(gòu)件。強(qiáng)調(diào)與建筑一體化設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)是好的，有利于節(jié)約土地并顧及建筑景觀；但是，拘泥于此卻是大可不必的。在居民小區(qū)還有交通道路、綠

48、化區(qū)、停車(chē)場(chǎng)等空間，在考慮遮陽(yáng)因素的前提下，架空布置太陽(yáng)能集熱器，則可大幅度提高太陽(yáng)能利用率；更何況在西北地區(qū)，中、小城市周邊經(jīng)?？梢?jiàn)大量的裸石山及沙漠化土地完全可以用來(lái)布置大型太陽(yáng)能集熱場(chǎng)及建筑大型地下蓄熱水池。至于廣大的農(nóng)牧區(qū)，由于北方地區(qū)民居多為三層以下建筑并有院落，則不存在空間制約。三、現(xiàn)有太陽(yáng)能集熱器特征及技術(shù)經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)介1 全玻璃真空管太陽(yáng)能集熱器全玻璃真空集熱管就象一個(gè)拉長(zhǎng)了的暖水瓶，它由內(nèi)外兩根直徑不同、單端開(kāi)口的同心圓玻璃管組成，開(kāi)口端內(nèi)外管燒熔成環(huán)行密封；不開(kāi)口的一端，內(nèi)外管之間用金屬卡子固定；內(nèi)管外壁鍍上選擇性吸收涂層，外管為透明玻璃。內(nèi)外管之間抽成真空。由于真空保溫和選擇性

49、吸收涂層，在空曬情況下，真空管內(nèi)溫度可達(dá)200度以上。這種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)技術(shù)可靠，成本較低，熱效率高，有一定的抗凍能力，適合在冬天氣溫為0至-20的地區(qū)適用。不承壓，使用時(shí)不能缺水空曬，否則易爆裂玻璃管；還由于集熱時(shí)冷熱水循環(huán)流程需要，其盲端必然處于集熱器最低位，導(dǎo)致水垢等沉淀物無(wú)法在運(yùn)行時(shí)排出，這樣就對(duì)工質(zhì)水的清澈度、硬度等理化指標(biāo)提出了很高要求。符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的全玻璃真空集熱管集熱器單位造價(jià)1500元/。2 熱管真空管太陽(yáng)能集熱器熱管是一種高效導(dǎo)熱元件，安裝在全玻璃真空管中。熱管和玻璃真空管之間有與二者緊密接觸的金屬翅片，將玻璃管轉(zhuǎn)換的太陽(yáng)能熱量傳導(dǎo)給熱管蒸發(fā)段，熱管再利用內(nèi)部真空狀態(tài)下

50、工質(zhì)的蒸發(fā)吸熱和放熱冷凝，將這一熱量傳導(dǎo)到被加熱流體中。這樣既實(shí)現(xiàn)了玻璃管不直接接觸被加熱流體，解決了全玻璃真空管集熱器的一系列缺點(diǎn)，又保留了全玻璃真空管在低溫環(huán)境中散熱少，加熱工質(zhì)溫度高的優(yōu)點(diǎn)。尤其是熱管工質(zhì)一般凝固點(diǎn)低，可保證在氣溫低的環(huán)境中不凍壞，在不能進(jìn)行排空防凍的自然循環(huán)系統(tǒng)中，熱管-真空管式集熱器更具明顯優(yōu)勢(shì)。真空熱管太陽(yáng)能集熱器有很強(qiáng)的抗凍能力，適合在冬天(dngtin)氣溫為0至-40的地區(qū)適用?？沙袎海涂諘?，不易爆管。熱容量小，啟動(dòng)快，可用于產(chǎn)高溫?zé)崴?、開(kāi)水。熱管式效率高，系統(tǒng)較成熟(chngsh)，少安全隱患，其缺點(diǎn)是熱量轉(zhuǎn)換帶來(lái)一定的熱效率降低，同時(shí)有雙真空結(jié)構(gòu)所帶來(lái)的

51、結(jié)構(gòu)復(fù)雜及造價(jià)高問(wèn)題。當(dāng)然結(jié)構(gòu)復(fù)雜本身也極易導(dǎo)致裝置的可靠性和壽命(shumng)問(wèn)題。目前無(wú)論國(guó)外還是國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能行業(yè)所用熱管，都還有很大改進(jìn)空間。熱管真空集熱管單位造價(jià)通常比全玻璃真空集熱管高一倍左右。而其與水箱連接方式完全等同全玻璃真空集熱管，仍然保留了接口多（每管一口），一管破碎系統(tǒng)瓦解的缺陷。平板型太陽(yáng)能集熱器平板型太陽(yáng)能熱水器由平板集熱器、儲(chǔ)熱水箱和支架三個(gè)獨(dú)立的部件組成，其中平板集熱器由涂黑的平板集熱板、透光玻璃板、保溫、外框和進(jìn)出水管組成。平板太陽(yáng)能熱水器需將平板集熱板和儲(chǔ)熱水箱通過(guò)三角支架和管路連接成一個(gè)系統(tǒng)，儲(chǔ)熱水箱必須高于平板集熱板。當(dāng)太陽(yáng)光透過(guò)玻璃照在平板集熱板上時(shí)，平板

52、集熱板內(nèi)的水被加熱升溫，由于熱水密度小而冷水的密度大，就使得平板集熱板內(nèi)的熱水自動(dòng)上升到處于高位的儲(chǔ)水箱內(nèi)，而儲(chǔ)水箱內(nèi)的冷水也會(huì)自動(dòng)流入處于低位的平板集熱器內(nèi)。如此在太陽(yáng)光照射下，平板集熱器內(nèi)的水和儲(chǔ)水箱內(nèi)的水不斷循環(huán)，而將儲(chǔ)水箱內(nèi)的水加熱。由此可見(jiàn)，平板太陽(yáng)能熱水器是通過(guò)水自然循環(huán)的方式加熱儲(chǔ)水箱內(nèi)水的。當(dāng)然，也可以將多個(gè)平板集熱器與一個(gè)大水箱組成一個(gè)平板太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，如大水箱高于平板集熱器，仍可組成一個(gè)較大型的自然循環(huán)平板太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)；也可以將大水箱放置在低處，通過(guò)水泵與平板集熱器強(qiáng)制循環(huán)，組成強(qiáng)制循環(huán)平板太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。平板集熱器是在17世紀(jì)后期發(fā)明的，但直至1960年以后才真正進(jìn)行

53、深入研究和規(guī)?；瘧?yīng)用。目前市場(chǎng)上的平板集熱器按集熱板的材料可分為：鋁板芯平板集熱器、銅鋁復(fù)合板芯平板集熱器和全銅板芯平板集熱器。平板集熱器整體性好，壽命長(zhǎng)，故障少，無(wú)安全隱患，由于采用排空防凍技術(shù)，從而很好的解決了平板集熱器系統(tǒng)冬季不能使用的缺憾。平板集熱器的缺點(diǎn)是在低溫環(huán)境中，透過(guò)蓋板玻璃的散熱損失較大，導(dǎo)致整個(gè)集熱器效率降低。但由于其在金屬流道集熱器中，單平米成本最低，而壽命最長(zhǎng)，且在世界大部分地區(qū)，平板集熱器全年總得熱量高于其他形式集熱器，所以不僅在非上凍地區(qū)普遍應(yīng)用，就是在上凍地區(qū)，只要是強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)，可以很方便地解決防凍問(wèn)題，平板集熱器仍被普遍采用。隨著太陽(yáng)能與建筑一體化的發(fā)展趨勢(shì)，

54、平板集熱器以其顯著的優(yōu)勢(shì)逐步成為人們的最佳選擇：1平板集熱器無(wú)真空度要求，壽命較長(zhǎng)，尤其是優(yōu)質(zhì)的自熔焊全銅集熱器，其壽命甚至比建筑物本體還長(zhǎng)；2、平板集熱器中，水或工質(zhì)在金屬管道中流動(dòng)，不接觸玻璃，不會(huì)因冷炸、熱炸引起水或工質(zhì)大量泄漏，導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓；3、平板集熱器中，集熱元件與走水部件之間為焊接或全金屬密封，不使用不會(huì)隨時(shí)間老化，長(zhǎng)期運(yùn)行可靠性更好；4、平板集熱器可實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙安裝，在生產(chǎn)熱水的同時(shí)，兼具保溫、隔熱、遮光、擋風(fēng)雨等傳統(tǒng)屋面的全部功能，從而部分或全部取代屋頂材料，減少建筑造價(jià)；5、平板集熱器形狀結(jié)構(gòu)靈活隨意，尺寸可遵從建筑模數(shù)或跨度，顏色除黑色外還有天藍(lán)、金色等，這使得建筑師設(shè)計(jì)時(shí)

55、不受形狀或尺寸的約束，在美學(xué)效果上很容易使集熱器與建筑本體達(dá)到有機(jī)結(jié)合；6、平板集熱器自身可承壓運(yùn)行，使采用承壓水箱、強(qiáng)制循環(huán)等系統(tǒng)技術(shù)成為可能，這些系統(tǒng)技術(shù)能夠極大地方便用戶，簡(jiǎn)化控制器，提高用戶使用時(shí)的舒適度與滿意度；7、平板集熱器采用防凍液雙回路循環(huán)技術(shù)，可方便地實(shí)現(xiàn)高緯度地區(qū)(dq)的四季運(yùn)行；8、在全國(guó)非高寒地區(qū)的大部分省份，平板(pngbn)集熱器全年總產(chǎn)熱量高于真空管，性價(jià)比高，節(jié)能效益顯著；正是由于(yuy)平板集熱器具有以上諸多優(yōu)點(diǎn)，在歐洲、美國(guó)、澳大利亞等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，平板集熱器的產(chǎn)銷(xiāo)量占太陽(yáng)能集熱器總產(chǎn)銷(xiāo)量的90%以上。由于銅、鋁等有色金屬價(jià)格飛漲，目前，金屬平板集熱器單

56、位造價(jià)已遠(yuǎn)高于全玻璃真空集熱管。另外，由于金屬材料易結(jié)掛水垢，其對(duì)水質(zhì)的要求很高。塑料平板集熱器烏海安泰爾能源發(fā)展有限公司利用自有專(zhuān)利（ZL20052018838.5）技術(shù)開(kāi)發(fā)成功的塑料平板集熱器，集熱板采用進(jìn)口超大分子量HDPE制成；這種塑料機(jī)械性能優(yōu)良，耐溫區(qū)間-50 125，還由于其采光黑體為混捏成型，而非表面涂敷，因此具有穩(wěn)定的超長(zhǎng)使用壽命。另外，由于HDPE為非極性材料，管內(nèi)不會(huì)結(jié)掛水垢，因此對(duì)水質(zhì)要求不高，北方地區(qū)的高硬度自來(lái)水完全可以使用。除具有一般平板型太陽(yáng)能集熱器的優(yōu)點(diǎn)外，還由于塑料材料比重小、價(jià)格較低，加工成型工藝簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟可靠，按目前材料價(jià)格，單位造價(jià)可控制在600元

57、/以內(nèi)。四、內(nèi)蒙中西部地區(qū)太陽(yáng)能熱源供暖技術(shù)方案設(shè)計(jì)熱平衡計(jì)算及參數(shù)選擇1 熱平衡公式Qg=Qj（1-5%）+Qf Qg-供熱量MJQj-太陽(yáng)能集熱量MJ5%-蓄熱水池日最大熱損失率Qf-輔助熱源供熱量MJ2 參數(shù)確定單位面積采暖耗熱功率21.3W/(民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)呼和浩特地區(qū)。一個(gè)采暖季單位面積采暖耗熱量Q0=21.3/1000241833.6=336.78MJ/內(nèi)蒙中西部一個(gè)采暖季采暖天數(shù)183天，1kw.h=3.6MJ塑料平板型太陽(yáng)能集熱器效率（有用得熱率）=8.3/17=0.4888.3 MJ/m2d日有用 =得熱量17 MJ/m2d 斜面太陽(yáng)日輻照量數(shù)據(jù)來(lái)源：國(guó)太質(zhì)檢（委）字（

58、2008）第G2TR007號(hào)傾斜面（同緯度）采暖期太陽(yáng)能輻照量H=MJ/m2地區(qū) 10月（半） 11月 12月 1月 2月 3月 4月（半） 合計(jì)北京 280.16 453.36 424.98 467.51 479.95 593.81 280.71 2980.48銀川 302.40 541.80 494.17 556.91 551.29 582.34 292.29 3321.20伊金霍洛旗 306.35 542.40 526.72 555.71 531.94 591.11 278.93 3333.15烏拉特中旗 375.68 624.00 558.93 582.49 574.52 673.01

59、 337.35 3727.98數(shù)據(jù)來(lái)源：國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集06K503單位采暖面積需匹配的太陽(yáng)能集熱器面積S=S=H(1-5%)Q0 按伊金霍洛旗氣象數(shù)據(jù)計(jì)算，則S1=4.52 （按1月份(yufn)計(jì)算）S0=4.56 （按采暖(cinun)季計(jì)算）單位采暖面積需匹配(ppi)的蓄熱水池有效容積V=m3V=nQ0 183(t1- t2)n-連續(xù)陰天數(shù)，按10天計(jì)-水的比熱容=4.18MJ/ m3t1-蓄熱水池平均最高水溫90t2-蓄熱水池允許最低水溫50V=0.11 m3蓄熱水池所蓄熱能（可用部分50以上）占一月采暖能耗的比重=V(t1-t2)Q0/18331=32.24%由此可知，若設(shè)置

60、一定容積的蓄熱水池太陽(yáng)能集熱器面積可以按計(jì)算面積的70%設(shè)置，既用非采暖期儲(chǔ)蓄的熱能供給采暖期使用。這樣，太陽(yáng)能集熱器與采暖面積比增大為4.5/0.7=6.43，故而可降低太陽(yáng)能熱源投資?？紤]到居民生活洗浴還要消耗一些熱水（經(jīng)測(cè)算占采暖能耗的8%左右），太陽(yáng)能集熱器與采暖面積比按1：6設(shè)置。3 中、小城鎮(zhèn)集中供暖4 工藝流程示意圖太陽(yáng)能熱源采暖可行性研究之之六輔助熱源集熱器熱水中轉(zhuǎn)罐蓄熱水槽用戶回水集熱循環(huán)水泵供熱循環(huán)水泵如果有足夠的場(chǎng)地面積（1/4采暖面積）布置太陽(yáng)能集熱器，同時(shí)具備建筑300L/采暖面積地下蓄熱水池的工程地質(zhì)條件，則可以實(shí)現(xiàn)完全由太陽(yáng)能提供采暖熱能。否則，建設(shè)較小型地下蓄熱