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1、太阳能供热采暖系统的应用与设计【摘要】本文探究的光辐射能供暖与热水供应体系主要针对于夏季炎热冬季需要采热与提供日常热水地区的城镇民用房屋，文中经过总结全国各气候区城镇民用房屋的特性，对我国各大城市气候情况进行总结，采用有代表性的地方，对这些地方的主要房屋形式进行热耗散计算。然后顾及从光辐射能体系的选取、光辐射能蓄热体系的策划、光辐射能存热体系的策划、光辐射能室内供暖体系策划、光辐射能帮助热源的策划、光辐射能管道隔热体系的策划等几个因素总体确定体系探究方法。同时，根据主要地方划分的热耗散指数，来决定这些地区典型房屋的光辐射能供热体系的探究方法。关键词：太阳光能供热AbstractThelight
2、radiationheatingandhotwatersupplysystemexploredinthispaperismainlyaimedaturbanresidentialhousesinhotsummerandhotwinter,whichneedheatingandprovidedailyhotwater.Aftersummingupthecharacteristicsofurbanresidentialhousesinallclimateregionsofthecountry,theclimatesituationofmajorcitiesinChinaissummarized,a
3、ndthemainhousingformsintheseareasarecalculatedbyheatdissipationmeterinrepresentativeplaces.Calculate.Secondly,ittakesintoaccountseveralfactors,suchastheselectionofthesolarradiationenergysystem,theplanningofthesolarradiationenergystoragesystem,theplanningofthesolarradiationenergyindoorheatingsystem,t
4、heplanningofthesolarradiationenergytohelpheatsources,andtheplanningofthesolarradiationenergypipelineinsulationsystem.Atthesametime,accordingtotheheatdissipationindexdividedbythemainplaces,theresearchmethodsofthesolarradiationheatingsystemoftypicalhousesintheseareasaredetermined.Keywords:solarheating
5、目录太阳能供热采暖系统的应用与设计1引言41.1课题研究背景42光辐射能供热体系设计62.1光辐射能供热与热水供应的体系形式62.2集热体系设计72.3蓄热平面大小82.4存热体系策划92.4.1贮热水桶体积92.5贮热水桶的冷热隔离102.5.1贮热水桶冷热隔离规律102.5.2贮热水桶冷热隔离达到措施103帮助热源的设计113.1帮助加能量计算113.2帮助热源类型114结语11致谢12参考文献:12引言近几年，光辐射能作为一种清洁无污染的新型能量资源，受到了更加的多的关注，政府也在加大投资力度，在全国很多地方都做了试点研究，取得了阶段性的成果，很多大中型城市的住宅房屋都应用了光辐射能供热
6、体系。可是，当前我国对光辐射能供水与供热体系相联合的研究才刚起步。对于在冬季寒冷夏季炎热地区的光辐射能供水体系，供热体系的研究还属空白领域。本文就在这些问题的基础上，对光辐射能供热与热水体系在住宅房屋中的应用现状进行分析，并进行体系设计，光辐射能供热供暖体系是指将光辐射能转换成能量，供给房屋物冬季供暖和全年其他用热的体系，体系主要部件有光辐射能蓄热器、换热存热设备、掌控体系、其他能量资源帮助加热换热装置、泵或风机、连接管道和末端供暖体系等。光辐射能供热供暖体系可分为两大类，一类为主动式太阳房；另一类为被动式太阳房。被动式光辐射能供暖经过房屋的朝向和周围生态的合理布置，内部空间和外部形体的巧妙处
7、理，以及房屋材料和构造构造的恰当采用，使房屋物在冬季能充分收集、存储和分配太阳辐射热。主动式光辐射能供暖体系主要由光辐射能蓄热体系、存热体系、末端供热供暖体系、主动掌控体系和其他能量资源帮助加热、换热装置集合构成。1.1课题研究背景当前全球的能量资源消费结构集中在煤、石油、天然气三大常规能量资源，根据2014年英国石油公司统计的数据：全世界能量资源消费的矿物增加了0.8%，石油增加0.9%，天然气增加1.1%，常规能量资源的消费保持着稳定增加的趋势。到2035年，常规能量资源的使用将持续在1.5%的增长。全球生态问题日益严重，使得更加的多的国家将能量资源结构趋向于进程可再生能源。2013年，世
8、界各国使用的可再生能量资源的发电量比重已增加到5.3%；专家预测到2035年一半以上增加的发电量依靠清洁能量资源。但看似很有前途的新型能量资源却面临着技术、政策等的禁锢，可再生能量资源的推进受到不同程度的制约。2012年我国能量资源消耗超过美国2735Mtce（tce：吨标准煤）。新兴的资本体源于工业的迅速进程，能量资源需求量迅速增加，能量资源消费重心逐渐趋向新兴资本体国家，其中亚洲国家最为突出。我国社会的高速进程需要能量资源作为保障；我国产业结构高能耗的特点还会加剧；现阶段，我国能量资源结构还以消耗一次能量资源为主，导致生态污染会更加严重，CO2等的排放量还会提升。2013年，我国消耗了世界
9、矿物消费的一半以上，碳排放量占世界的28%，我国已成为能量资源消费最大的国家。上述分析说明：中国的能量资源消耗要求我国应该承担更多“环保减排”的责任，但资本进程不能因为生态原因而停滞不前。光辐射能指太阳光的辐射能量，太阳光每秒辐射到地球大气层的能量高达173000TW，相当于500tce左右的能量。光辐射能的的使用有以下好处：光辐射能比较普遍、能量巨大、清洁、能量持久，其缺点为光辐射能分布较为分散、由于天气原因不稳定，且其转换效率低、费用相对常规能量资源较高。1.2研究意义我国地大物博，资源储量充足。人们长期的传统意识导致了资源浪费，生态污染严重等社会问题。人们还没有意识到我国资源人均占有量不
10、足发达国家的十分之一，生态污染能量资源危机随时都在威胁着我们的进程。最难更新的是人们的意识，要想更新人们的意识，首先要让人们意识到环保的重要性和迫切性，它是与每个人的日常息息相关紧密联系的，这就需要政府部门下大力气，大力宣传我国的环保事业。还有我们的媒体，也应该在电视上宣传环保的公益广告。所以，光辐射能的使用更加的受到各国的重视，作为我国这个拥有14亿人口的超级大国，能量资源的人均占有量仅为中等发达国家的30%左右。由此，进程光辐射能产业上已经更加的被认可，它的环保效益和使用价值受到各国的重视1。随着在房屋中应用更加的多的环保产品，光辐射能在房屋中的应用也更加的普遍，但是其与房屋一体化的进程还
11、有待进一步进程，要从以前的粗放型转型到精细化作业，使房屋更美观，环保环保更高效2。我国国土面积巨大，由相关研究可以看出，高原地区由于纬度较高，冬季特别寒冷，但光辐射能资源充足，所以，在此地区大力进程光辐射能产品不仅可以解决人们的冬季供热问题，而且可以缓解现阶段的能量资源危机。可以根据具体情况，设计适合本地区的光辐射能供热体系，当太阳辐照量较高时，由集热器吸收能量，供给室内供热和日常热水。当太阳辐照量较低时，集热器吸收的能量无法满足人们的需求，可以打开电升温器等帮助热源，保证了供热和日常热水的需求量。由于光辐射能供热技术进程更加的成熟，同时光辐射能具有无污染、易吸收等好处，尤其在住宅房屋中所需要
12、的日常热水和供热都是低品位能量，光辐射能无疑具有得天独厚的优势。所以，国家提倡将光辐射能供热技术与房屋的结合。研究光辐射能供热技术在住宅房屋中的应用不仅可以切实节约费用，减少生态污染，而且可以提高居住的舒适性。当下，由于光辐射能供热体系的研究还有待进一步提高，太阳辐照量的转化率还较低，在冬季极端气候情况下，往往达不到人们的用能需求。所以通常以光辐射能供热体系配合电升温器体系，这样可以在冬季晴好天气和室外气温较高时使用光辐射能供热体系供热，而在阴雨潮湿和气温较低时，打开帮助热源补充能量，这样就可以满足人们的用能需求。2光辐射能供热体系设计2.1光辐射能供热与热水供应的体系形式体系设计原理如图3.
13、1所示。在白天和太阳辐射较强时，光辐射能集热板吸收能量，加热传热介质，通过传热介质加热储热水桶的水，进入散热器末端，回水又可以进入储热水桶，这样供供热循环使用。多余的能量可以储存在蓄热设备中。供热热水也可以加热日常热水，供人们使用。这样体系自身产生的能量就可以满足人们的生产和日常所需。即使在极端情况下，打开帮助热源所消耗的能量也远远小于仅使用电升温器的情况。当阴雨天和太阳辐照量较低时，体系自身的能量不足以满足室内的供热所需。这时可以打开帮助热源来补充室内能量。建议夜间和连阴雨天时，只对部分使用较多的房间进行供热，这样不仅可以降低能量的耗散，减少浪费，而且可以保证主要使用房间的供热效果。春夏季气
14、温较高，光辐射能辐照量充足，集热器可以吸收大量能量，储存在储热水桶中，把散热器阀门关闭。在接管处可以接出日常热水，满足人们的日常需求，然后可以通过泵送进入自来水，这样体系就可以很好的运行。2.2集热体系设计光辐射能蓄热器的探究一直是一个非常繁琐的经历，尤其是它的材质，不仅要满足蓄热功效的要求，更要能够承受在室外足够的阻力和寒冷天气，更要在性能满足要求的前提下能够满足资本性的要求。它的使用规律：吸收辐射能转化为能量，供人们使用这个经历。现在较多使用的是：平板型光辐射能蓄热器电子管型光辐射能蓄热器当前我国对于蓄热器的探究还属于初级阶段，材质上还应有很大的提升，但限于我国材料探究水平的现状。短间隔内
15、，材质上还不会有一个质的飞跃。两种蓄热器的对比分析：平板式热水器已经解决了冬天不能用的科技难关，在城市将会成为新的资本增长点现在价格也是城市居民可以认可的；农村一家一户比较分散的居住形式不会在短间隔内更新，电子管热水器价格已经被农村认可，优势明显，在农村依旧会在很长一段间隔保持增长。平板造型与房屋的结合近乎完美，科技日臻成熟，虽然达不到电子管的高温（90），但用于洗浴是绰绰有余。电子管直插式会得到更高的水温，不仅可以用作洗浴，还可以用作其他日常用水。城市高层小高层和别墅类房屋，平板热水器优势较为明显；农村庭院式的低层、平房构造电子管式优势明显。制作经历平板使用能量资源较少，电子管使用能量资源较
16、多；使用经历电子管可以比平板能转化到更多的能量。平板故障率较低，属于无水使用，几乎没有热介质伤人的几率。报废后，平板几乎没有废弃物，电子管玻璃部分依旧可以回收使用。2.3蓄热平面大小光辐射能保证率，应按照所在气候区、光辐射能资源情况、房屋物的使用功能、业主投资规模、全年使用的工作使用方式等因素总体确定. (2)蓄热器平面大小Ac直接体系蓄热器总平面大小应按下式计算:式中:A。为直接体系蓄热器总平面大小，m2;QH为房屋物耗能量，W;寿为当地蓄热器采光面上的平均日太阳辐照量，JI(衬d);e为基于总平面大小的蓄热器平均蓄热功效，%;叮:为管路及贮热设备热损失率，%。间接体系蓄热器总平面大小应按下式计算：式中，A，为间接体系蓄热器总平面
