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2007-11-05 11:44 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
摘要:現代社會(huì )應是節約型的社會(huì ),而社會(huì )生活也應是節約能耗的生活。與此同時(shí)溫家寶總理也于2005年6月30日提出并強調加快建設節約型社會(huì )的方針。而太陽(yáng)能作為一種取之不盡的新型環(huán)保能源已成為世界各國世界上能源研究工作中的一個(gè)重要課題。是我國在經(jīng)濟現狀下采取的較為簡(jiǎn)單、經(jīng)濟、環(huán)保、可靠的建筑采暖及供熱節能措施。本文總結了太陽(yáng)能在民用建筑中的利用并對今后的開(kāi)發(fā)和利用提出了一些見(jiàn)解。
關(guān)鍵詞:太陽(yáng)能 新能源 太陽(yáng)能采暖 太陽(yáng)能建筑
太陽(yáng)能作為一種熱輻射能源,是一種無(wú)污染的清潔能源,對于太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)利用已經(jīng)成為世界各國索取和利用新能源,進(jìn)行節能、環(huán)保的重要研究項目之一,取得了較大的進(jìn)展并已進(jìn)入實(shí)用階段。近幾年隨著(zhù)我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和對環(huán)境保護的重視,特別是在今年提出的建設節約型社會(huì )的方針后,太陽(yáng)能作為一種取之不盡用之不竭的新型環(huán)保新能源,一種較為簡(jiǎn)單、經(jīng)濟、環(huán)保、可靠的改善建筑環(huán)境的方法,一種很適合我國經(jīng)濟現狀的采暖及供熱方式,在我國得到了大力的推廣和廣泛的使用。
1、主動(dòng)式太陽(yáng)能采暖主動(dòng)式太陽(yáng)能采暖主要是通過(guò)集熱裝置來(lái)吸收太陽(yáng)能并由熱媒將所吸收的熱量送入儲熱裝置并加以利用。
它對太陽(yáng)能的利用效率較高,不僅可以供暖、供應熱水,還能用于制冷等方面,但存在陰雨天氣集熱效率嚴重下降等缺點(diǎn)。近幾年已在我國的城鄉得到了廣泛的推廣與使用。
1.1 太陽(yáng)能熱水器系統
在民用建筑中主要使用的是熱度不高的熱水,而將太陽(yáng)能轉化為溫度不高的熱水只要用簡(jiǎn)單的裝置即可實(shí)現,因此被廣泛采用。供應熱水可以采取集中的方式,也可以用于單獨的住宅中。集中供應熱水,需要有一定物業(yè)投資,可以采取染油或燃氣鍋爐的作為輔助加熱系統,可以取得顯著(zhù)的經(jīng)濟和社會(huì )效益,適用于人口較集中的城鎮小區、賓館等民用建筑。單獨供應熱水,設備簡(jiǎn)單,不需要專(zhuān)門(mén)的管理人員,適用于城鄉各類(lèi)民用建筑。目前在我國市場(chǎng)上常見(jiàn)的太陽(yáng)熱水器按其集熱裝置的不同分為以下幾類(lèi):
1.1.1 平板式熱水器
由平板式太陽(yáng)能集熱裝置和儲熱水箱組成,一般采用自然循環(huán)運行方式。熱效率高,金屬管板式結構、免維護、長(cháng)壽命、性?xún)r(jià)比高。對于珠江流域等冬天不結冰的南方地區,選取用平板式太陽(yáng)能集熱器是非常合適的。平板型太陽(yáng)能集熱器的缺點(diǎn)是不抗凍。
1.1.2 真空管熱水器
由真空管太陽(yáng)能集熱裝置和儲熱水箱構成,一般采用自然對流換熱。真空集熱管不但熱損系數小,而且性?xún)r(jià)比也比熱管、U型管等要高。對于長(cháng)江、黃河流域冬天會(huì )結冰但冬天氣溫高于-20°C的地區,選用真空管太陽(yáng)能集熱器是比較合適的,既可以抗凍又具有較好的集熱能力,但是真空管太陽(yáng)能集熱器的主要缺點(diǎn)是:不承壓、易結水垢、易爆裂。
1.1.3 悶曬式熱水器
是集集熱與貯熱為一體的整體式熱水器,一般由二至三個(gè)涂黑的圓筒組成,維護方便,結構簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉,缺點(diǎn)是夜間散熱大,熱水不能過(guò)夜使用且在冬季也不能使用。目前在中國的產(chǎn)量正在逐步的減少,但在農村有較大的應用面積。
1.1.4 熱管式熱水器
由熱管太陽(yáng)能集熱裝置和儲熱水箱構成,一般采用自然對流換熱。具在-40℃的低溫狀態(tài)下也不會(huì )凍裂,熱管內介質(zhì)工作壓力低,即使管壁溫度高達300℃,也不會(huì )“爆管”。對于東北、內蒙、新疆等冬季氣溫低于-20℃地區的選用熱管式熱水器就比較適合。但缺點(diǎn)是熱管的造價(jià)過(guò)高且熱效率較低。
1.1.5 U型管熱水器
U型管式太陽(yáng)集熱器主要針對于溫度要求較高溫度工業(yè)熱水,一般溫度在70-90°C,它不但可承壓而且產(chǎn)水溫度高,價(jià)格又比熱管低。但在民用建筑里的應用比較少。
1.1.6 其他類(lèi)型熱水器
熱管真空管熱水器、真空管悶曬式熱水器、U型管式真空管等,其原理不過(guò)是前面幾種集熱方式的綜合,這里不再做專(zhuān)門(mén)的論述。
1.2 太陽(yáng)能熱泵采暖系統
太陽(yáng)能熱泵采暖系統一般是指利用以太陽(yáng)能直接輻射能量和空氣中所儲存的太陽(yáng)能為作為蒸發(fā)器熱源,輔以少量的電能驅動(dòng)太陽(yáng)能熱泵而將換熱器作為冷凝器的采暖系統。并可與制冷系統相結合用于夏季制冷。太陽(yáng)能熱泵采暖系統主要由熱泵機組、輔助熱源系統和太陽(yáng)能集熱系統三部分組成。太陽(yáng)能集熱板放置于室外平地或屋頂,板內有制冷劑流動(dòng),通過(guò)吸收太陽(yáng)輻射能和空氣中的熱能汽化,再經(jīng)壓縮機壓縮制熱后,與管殼式熱交換器中的水換熱,將水加熱到60℃用于供暖或生活用水。冬季太陽(yáng)輻射量較小,環(huán)境溫度很低,使用熱泵進(jìn)行太陽(yáng)能低溫集熱,直接收集太陽(yáng)能進(jìn)行采暖。太陽(yáng)能熱泵采暖系統主要特點(diǎn)是花費少量電能就可以得到幾倍于電能的熱量,同時(shí)可以有效地利用低溫熱源,這是太陽(yáng)能采暖的一種有效手段。例如利用雙向式熱泵技術(shù),冬天向建筑供暖,投入1KWH的電力,可得到約4KWH的熱能,夏天在向建筑提供冷能的同時(shí)提供衛生熱水,投入1KWH的電力,可得到約7KWH的熱能和冷能。熱泵供熱系統節能高達70%,節能效果非常顯著(zhù)。
2、被動(dòng)式太陽(yáng)能采暖最簡(jiǎn)單的被動(dòng)式太陽(yáng)能設計是那種之間獲得式設計,即讓陽(yáng)光直接照射到建筑上并加熱它。太陽(yáng)光的熱量?jì)Υ嬖诮ㄖ锕逃械男顭狍w里,如混凝土、大理石地面或是石墻,都能儲存并緩慢地釋放熱量。被動(dòng)式太陽(yáng)能采暖一個(gè)共同特征就是,朝南開(kāi)一扇大窗,并采用保溫性能好的建筑材料做墻體,且蓄熱體一般置于這種好的保溫材料做成的隔熱墻之中。蓄熱體一般指可以?xún)Υ鏌崃康募療狍w,多采用附屬于隔熱墻的形式存在于建筑物的墻體之間。隔熱墻是由8到16英寸厚涂黑的石墻、熱吸收材料、覆蓋并距涂黑石墻3/4到6英寸距離的單層或雙層玻璃。太陽(yáng)光的熱被儲存在玻璃和黑材料之間的空氣中,通過(guò)涂黑的石墻慢慢地傳導到建筑物的內部。
3、太陽(yáng)能發(fā)電系統家庭太陽(yáng)能發(fā)電系統主要由逆變器、控制器、蓄電池組成,其光電轉換率可達到19%-35%.逆變器是光伏發(fā)電系統的核心部件,負責把直流電轉換為交流電以供交流負荷使用?刂破鲗λl(fā)的電能進(jìn)行調節和控制,一方面把調整后的能量送往直流負載或交流負載,另一方面把多余的能量送往蓄電池組儲存,當所發(fā)的電不能滿(mǎn)足負載需要時(shí),控制器又把蓄電池的電能送往負載。蓄電池充滿(mǎn)電后,控制器要控制蓄電池不被過(guò)充電。當蓄電池所儲存的電能放完時(shí),控制器要控制蓄電池不被過(guò)放電,保護蓄電池,同時(shí)并網(wǎng)市政供電系統,保證用戶(hù)的正常用電。
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