太陽能地暖:新能源供暖系統-中文百科頻道

基本介紹

太陽能具有清潔性、普遍性等諸多優點，用太陽能地暖系統作為供暖手段，具有舒适、無塵、供熱溫度均勻、房間熱慣性好等優點。

輻射采暖是依靠輻射傳熱的方式将熱量傳遞到物體和人體表面，在輻射采暖正常運行的情況下，若室外溫度相同，要想達到相同的舒适度，它的周圍空氣溫度比對流采暖條件要求低3℃左右。根據人體的舒适感生理條件要求，地面溫度為24℃～28℃。因為地闆輻射采暖的熱媒溫度為40℃～60℃的低溫熱水，這就使利用太陽能集熱器成為可能。太陽能利用技術的進展，将逐步解決日益緊缺的能源問題。所以，太陽能地闆輻射采暖将越來越受到人們的歡迎。

連接方式

太陽能熱水地暖系統連接方式有以下幾種，首先是熱源－太陽能集熱器－熱水換熱器－水泵－貯水箱－自控轉換系統等組成。另外較簡單的是熱源－太陽能集熱器－水泵－自控轉換系統。

工作原理

工作原理是早晨太陽出來時，由自控轉換系統啟動太陽能集熱器，經水水換熱器與地暖供水換熱，再經循環水泵來确保室内供暖溫度。

貯水箱的用處

它主要從節能考慮的，由于白天太陽能集熱器得到的熱水不但能保證室内供暖溫度，同時也有富餘熱量，如果将富餘熱量通過貯水箱蓄熱，可以将貯水箱熱水利用起來，給供暖及生活熱水使用。太陽能熱水地暖系統采用溫差控制循環、地暖管道循環、電輔加熱三種結合的運行方式，系統全自動運行。無需專人看管。

溫差控制集熱循環

太陽能熱水地暖系統中有集熱器溫測器和水溫感應器，集熱系統吸收太陽能輻射後，集熱管溫度上升，當集熱器溫度和水箱溫度水溫差△t設定值時，檢測系統發出指令，循環泵将中央熱水器中的冷水輸入集熱器中，水被加熱後再回到水箱中，使水箱内的水達到設定的溫度。當集熱器溫度和水箱溫度溫差接近平衡時，循環泵就停止，如此反複，使得水箱中的水溫不斷升高。

地暖管道循環系統

增加一台熱水循環泵，通過控制器控制地暖管道循環。當水溫達到設定溫度時，自動啟動地暖循環泵，使高溫水通過地暖盤管在室内循環，從而使室内溫度不斷提高。當水箱水溫低于某一設定值時，自動停止地暖管道循環泵。

電輔助加熱系統

當冬季或光照不足，水箱内水溫在設定時刻還未達到設定水溫時，控制器自動打開電加熱系統，加熱水箱内的水，使水溫不斷提高至設定水溫，此時水溫探頭檢測到水溫達到要求，則控制器自動停止電加熱系統。

綜合費用

目前，由于中國人口增長速度較快，使住宅越來越昂貴，所以使用太陽能地闆輻射采暖必然會增加建築物的初始成本，但是，就建築物的整個壽命來計，它的費用卻是降低了。所以，采用太陽能地闆輻射采暖以後，能使投資得到最高回報的方法時：

首先，要建立一個高能效的太陽能地闆輻射采暖系統，提高太陽能的熱轉換率。

其次，盡量使系統被動化，也就是，使系統盡量減少輔助熱源，熱水所需熱量均來自太陽能，從而減少采暖運行所需的常規能源。

第三，在采暖期較長的地方使用太陽能地闆輻射采暖系統。因為該系統要比傳統的散熱器的初始成本高，但是，可以這樣認為，此系統不僅是能量的消耗者，它也是能量的生産者。使用的越頻繁，它所生産的能量越多，也主是利用的太陽能越多，這樣才能使初始的投資得到更多的回報。鑒于此，建議中國北方采暖期較長的地方推廣太陽能地闆輻射采暖系統。

采暖系統

典型的太陽能地闆輻射采暖系統由太陽能集熱器，控制器，集熱泵，蓄熱水箱，輔助熱源，供回水管，關斷閥若幹，三通閥，過濾器，循環泵，溫度計，分水器，加熱器組成。

當蓄熱水箱的供水水溫T1>50℃時，控制器就啟動水泵，水進入集熱器進行加熱，并将集熱器的熱水壓入水箱，水箱上部溫度高，下部溫度低，下部冷水再進入集熱器加熱，構成一個循環。當蓄熱水箱的供水水溫T2<40℃，水泵停止工作，為防止反向循環及由此産生的集熱器的夜間熱損失，則需要一個止回閥。

當蓄熱水箱的供水水溫T3>45℃時，可開啟泵3進行采暖循環。和其它太陽能的利用一樣，太陽能集熱器的熱量輸出是随時間變化的，它受氣候變化周期的影響，所以，系統中有一個輔助加熱器。

當陰雨天或是夜間太陽能供應不足時，可開啟三通閥，利用輔助熱源加熱。當室溫波動時，可根據以下幾種情況進行調節。如果可利用太陽能，而建築物不需要熱量，則把集熱器得到的能量加到蓄熱水相中去；如果可利用太陽能，而建築物需要熱量，把從集熱器得到的熱量用于地闆輻射采暖。

如果不可利用太陽能，建築物需要熱量，而蓄熱水箱中以儲存足夠的能量，則将儲存的能量用于地闆輻射采暖；如果不可能利用太陽能，而建築物又需要熱量，且蓄熱水箱中的能量已經用盡，則打開三通閥，利用輔助能耗對水進行加熱，用于地闆輻射采暖。尤其需要指出提，蓄熱水箱存儲了足夠的能量，但不需要采暖，集熱器又可得到能量，集熱器中得到的能量無法利用或存儲，隻能放棄掉，為節約能源，可以将熱量采用其它方法利用，例如供應生活用熱水。

蓄熱水箱與集熱器上下水管相連，供熱水循環之用。蓄熱水箱容量大小是太陽能地闆采暖日需熱水量而定。

産水能力

太陽能集熱器的産水能力與太陽照射強度、連續日照時間及背景氣溫等密切相關。夏季産水能力強，大約是冬季的4～6倍。而夏季卻不需要采暖，洗浴所需的熱水也較冬季少。為了克服此矛盾，可以嘗試把太陽能夏季生産的熱水保溫儲存下來留在冬季及陰雨季節使用，這就不僅可以發揮太陽能采暖系統的最佳功能，而且還可以大在降低輔助能的使用。在目前技術條件下，最佳的方案就是把夏季太陽能加熱的熱水就地回灌儲存于地下含水岩層中。不過該技術還需進一步研究和探讨。