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太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)有哪些

2014-07-25 14:30  建設(shè)工程教育網(wǎng)整理  【  【打印】【我要糾錯(cuò)】

  【學(xué)員問(wèn)題】太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)有哪些?

  【解答】一、太陽(yáng)能地板采暖

  太陽(yáng)是一個(gè)巨大的熾熱球體,中心區(qū)域溫度達(dá)幾千度,表面平均溫度約6000K,它以電磁波的形式向宇宙空間輻射能量。我國(guó)陸地表面每年接受太陽(yáng)輻射能相當(dāng)于49000億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,約等于上萬(wàn)個(gè)三峽工程發(fā)電量的總和。由于太陽(yáng)本身的特征以及它與地球之間的空間關(guān)系,使得地球大氣層外與太陽(yáng)光線垂直面上的輻射強(qiáng)度乎是一個(gè)定值,但由于地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)以及地軸與公轉(zhuǎn)軌道平面有23°27‘的固定傾角,因此地球表面出現(xiàn)了晝夜交替、季節(jié)變換和雨雪陰睛,使某一點(diǎn)的太陽(yáng)能量成為一個(gè)變化的和間斷性的數(shù)值。但全國(guó)三分之二的國(guó)土面積每年日照在2200小時(shí)以上,年太陽(yáng)輻射量超過(guò)5000兆焦/平方米。

  我們主張最好用太陽(yáng)能地板采暖系統(tǒng)進(jìn)行采暖。目前我國(guó)太陽(yáng)能熱水器的生產(chǎn)量和保有量均居世界第一,其太陽(yáng)能真空集熱管技術(shù)已達(dá)到世界先進(jìn)水平,而成本卻相對(duì)較低。利用太陽(yáng)能將水加熱到六、七十度,其效率很高,而地板采暖,水溫在四、五十度就可以達(dá)到人們所需要的舒適度。對(duì)于普通的民用住宅,采用地板采暖比采用對(duì)流采暖節(jié)省約20%的能源。另外地板采暖還有如下的優(yōu)點(diǎn):垂直溫度場(chǎng)分布比較均勻;在室溫相同的條件下,距地面0.05~0.15m高度的溫度,較對(duì)流供暖方式約高8~10℃,對(duì)人體生理有益(即腳暖全身皆暖)與對(duì)流供暖方式相比,空氣對(duì)流減弱,有較好的空氣潔凈度:房間熱慣性較好;平均輻射溫度適當(dāng),可減少人體輻射散熱;熱源選擇寬闊、靈活,在能提供40℃以上熱水的地方即可應(yīng)用;有利于建筑裝飾,不占使用面積;有利于實(shí)施分戶熱計(jì)量;減少樓層噪音;使用年限長(zhǎng),維護(hù)少。

  我們假設(shè)在12月份將水由20℃加熱到50℃,則:

  每天每平方米總的熱量:1764000卡=1764千卡;

  每公斤的水由20℃加熱到50℃所需要的熱量:

 。50-20)℃×1000卡/℃=30000卡=30(千卡)

  每天每平方米集熱管可以產(chǎn)生的熱水量為(溫差為30℃):

  1764÷30=58.8kg

  因此,只要利用合理,設(shè)計(jì)得當(dāng),太陽(yáng)能量是完全可以滿足日常的采暖需求的。根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),太陽(yáng)能集熱面積與地板采暖的供熱面積比例可以達(dá)到1:5左右。一旦出現(xiàn)連續(xù)的陰天,可以自動(dòng)使用輔助能源,達(dá)到全自動(dòng)不間斷地板采暖。

  二、全自動(dòng)太陽(yáng)能地板采暖系統(tǒng)

  全自動(dòng)太陽(yáng)能地板采暖系統(tǒng)由真空管太陽(yáng)集熱器、熱水儲(chǔ)罐、輔助能源和地板采暖四部分組成。

  要求整個(gè)系統(tǒng)的輸水管道必須采用帶有阻氧層的塑料管材。目前在國(guó)內(nèi),絕大部分的地板采暖系統(tǒng)和暖氣片連接用管都沒(méi)有使用阻氧管,這給今后的使用留下了隱患。因?yàn)樗芰瞎懿暮徒饘俟懿南啾扔幸粋(gè)很大的特點(diǎn),分子間結(jié)構(gòu)非常大,屬于高聚合物,氧分子可以通過(guò)這個(gè)縫隙穿入到水體當(dāng)中去。如果是普通的塑料管材,不加阻氧層,氧的透入量是100%(相當(dāng)于每2天給整個(gè)系統(tǒng)換一次新水),如果要給它加了阻氧層之后,他的氧透入率減少了99.6%(相當(dāng)于每125天給整個(gè)系統(tǒng)換一次新水),有氧存在會(huì)對(duì)水體產(chǎn)生什么樣的危害呢?主要有兩條,一個(gè)是對(duì)于有鋼存在的,即系統(tǒng)里面有鋼質(zhì)產(chǎn)品存在的時(shí)候產(chǎn)生腐蝕,從而影響整個(gè)系統(tǒng)的壽命;另外一個(gè)就是水體里面,如果有氧氣存在的時(shí)候,容易有水藻的滋生,水處理的再干凈,也是含有大腸桿菌之類的微生物,在有氧的情況下會(huì)不斷的繁殖,作為地板采暖的管道,十年可能只附著了一層綠蘚,但50年的使用時(shí)間里面,這個(gè)膜很容易把管道堵塞掉,最直接的就是影響到它導(dǎo)熱的效能。在德國(guó)和歐洲一些國(guó)家,已經(jīng)開(kāi)始強(qiáng)制執(zhí)行采暖管材一定要有阻氧層,我們國(guó)家的地板采暖的規(guī)范里而也提到了建議,是建議但沒(méi)有強(qiáng)制執(zhí)行,因?yàn)楝F(xiàn)在因內(nèi)生產(chǎn)的管材幾乎是不帶阻氧層的。規(guī)范里面建議要求使用阻氧層的管材,或者是水體里面增加阻氧劑。

  真空管太陽(yáng)集熱器和熱水儲(chǔ)罐組成一個(gè)獨(dú)立的回路,該回路由一個(gè)具有兩個(gè)溫控回路Wl、W2的溫度控制柜控制。Wl測(cè)量真空管太陽(yáng)集熱器水箱的溫度,W2測(cè)量熱水儲(chǔ)罐的水溫,要求當(dāng)Wl大于60℃(溫度可以由用戶設(shè)置,下同)時(shí),打開(kāi)電磁閥1,延時(shí)數(shù)秒啟動(dòng)熱水泵,當(dāng)Wl=W2時(shí),關(guān)閉電磁閥1和熱水泵。當(dāng)W2大丁45℃,要求(Wl-W2大于20℃才能打開(kāi)電磁閥1和熱水泵;當(dāng)Wl=W2時(shí),關(guān)閉電磁閥1和熱水泵。當(dāng)W1=5℃時(shí),打開(kāi)電磁閥2,將集熱器的水放掉。

  輔助能源、熱水儲(chǔ)罐和地板采暖形成一個(gè)獨(dú)立的回路。輔助能源可以是燃?xì)鉅t、電加熱器、熱泵等,自帶一個(gè)熱水泵,并且具有兩個(gè)溫控回路Fl和F2.Fl測(cè)量進(jìn)水口的溫度,要求當(dāng)水溫低于40℃時(shí),啟動(dòng)輔助能源,如點(diǎn)火、通電等:當(dāng)水溫高于40℃時(shí),關(guān)閉輔助能源。F2測(cè)量地板采暖的室內(nèi)溫度,要求當(dāng)室內(nèi)溫度高于22℃時(shí),停止熱水泵的運(yùn)轉(zhuǎn),低于18℃時(shí),啟動(dòng)熱水泵,使地暖系統(tǒng)循環(huán)。

  熱水儲(chǔ)罐要求具有高的保溫性能,對(duì)所有進(jìn)出管道的節(jié)點(diǎn)也要做到非常好的保溫措施。溢水管采用單向閥,當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)壓力升高,向外排水或排氣,反之,壓力降低到負(fù)壓時(shí),不得回吸外界空氣;補(bǔ)水排污管也為單向閥,要求儲(chǔ)罐內(nèi)壓力為負(fù)壓時(shí),自動(dòng)補(bǔ)充經(jīng)過(guò)處理過(guò)的低氧含量的水。

  地板采暖系統(tǒng)可根據(jù)采暖面積的大小,決定使用分水器的類型和數(shù)量。同時(shí)要求采用地板采暖的建筑物其保溫性能越高越好。

  三、簡(jiǎn)易型太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)

  運(yùn)用這個(gè)系統(tǒng),我們可以對(duì)現(xiàn)有的非集中供暖的住宅進(jìn)行改型。對(duì)于城鎮(zhèn)中住小區(qū)的家庭,有的是地板采暖,有的是暖氣片采暖,不管是什么樣的采暖方式,都會(huì)有帶一個(gè)溫控回路的燃?xì)鉅t作為采暖的能量源。只要在燃?xì)鉅t的進(jìn)水口前串聯(lián)一個(gè)小型的熱水儲(chǔ)罐,同時(shí)該儲(chǔ)罐與室外的真空管太陽(yáng)集熱器形成一個(gè)簡(jiǎn)易的定溫放水的回路即可達(dá)到太陽(yáng)能采暖的目的。

  對(duì)于廣大的農(nóng)村家庭,可以更加簡(jiǎn)單地運(yùn)用這套系統(tǒng)。輔助熱源可以使用家里做飯用的煤爐,每日三餐和燒水時(shí)補(bǔ)充一下熱量,一個(gè)采用定溫放水的8平方米左右的真空太陽(yáng)能集熱器完全可以滿足一家日常的采暖需求。使用3~4年即可收回所有投資。

  以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實(shí)際工作中遇到的問(wèn)題整理而成,供參考,如有問(wèn)題請(qǐng)及時(shí)溝通、指正。

責(zé)任編輯:tracy
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