中易通太阳能网 - 太阳能网,太阳能行业门户网站 !

商业资讯: 国内动态 | 国际动态 | 新品·专利 | 市场观察 | 企业动态 | 技术交流 | 太阳能建筑 | 访谈 | 热水工程 | 科普知识

你现在的位置: 首页 > 商业资讯 > 访谈 > 太阳能资讯:三类太阳能供暖系统浅析

太阳能资讯:三类太阳能供暖系统浅析

信息来源:nooeoo.com  时间:2019-04-24  浏览次数:34

一个健康舒适的居住环境,离不开各种机电设备技术,正是这些创新的空调技术为我们提供温度舒适、湿度合理、空气健康的居住环境。

一、太阳能地板采暖

太阳是一个巨大的炽热球体,中心区域温度达几千度,表面平均温度约6000K,它以电磁波的形式向宇宙空间辐射能量。我国陆地表面每年接受太阳辐射能相当于49000亿吨标准煤,约等于上万个三峡工程发电量的总和。由于太阳本身的特征以及它与地球之间的空间关系,使得地球大气层外与太阳光线垂直面上的辐射强度乎是一个定值,但由于地球的自转和公转以及地轴与公转轨道平面有23°27’的固定倾角,因此地球表面出现了昼夜交替、季节变换和雨雪阴睛,使某一点的太阳能量成为一个变化的和间断性的数值。但全国三分之二的国土面积每年日照在2200小时以上,年太阳辐射量超过5000兆焦/平方米。

我们主张最好用太阳能地板采暖系统进行采暖。目前我国太阳能热水器的生产量和保有量均居世界第一,其太阳能真空集热管技术已达到世界先进水平,而成本却相对较低。利用太阳能将水加热到六、七十度,其效率很高,而地板采暖,水温在四、五十度就可以达到人们所需要的舒适度。对于普通的民用住宅,采用地板采暖比采用对流采暖节省约20%的能源。另外地板采暖还有如下的优点:垂直温度场分布比较均匀;在室温相同的条件下,距地面0.05~0.15m高度的温度,较对流供暖方式约高8~10℃,对人体生理有益(即脚暖全身皆暖)与对流供暖方式相比,空气对流减弱,有较好的空气洁净度:房间热惯性较好;平均辐射温度适当,可减少人体辐射散热;热源选择宽阔、灵活,在能提供40℃以上热水的地方即可应用;有利于建筑装饰,不占使用面积;有利于实施分户热计量;减少楼层噪音;使用年限长,维护少。

我们假设在12月份将水由20℃加热到50℃,则:

每天每平方米总的热量:1764000卡=1764千卡;

每公斤的水由20℃加热到50℃所需要的热量:

(50-20)℃×1000卡/℃=30000卡=30(千卡)

每天每平方米集热管可以产生的热水量为(温差为30℃):

1764÷30=58.8kg

因此,只要利用合理,设计得当,太阳能量是完全可以满足日常的采暖需求的。根据我们的经验数据,太阳能集热面积与地板采暖的供热面积比例可以达到1:5左右。一旦出现连续的阴天,可以自动使用辅助能源,达到全自动不间断地板采暖。太阳能采暖系统是利用太阳能转化为热能,通过太阳能平板集热设备采集太阳光的热量,通过热导循环将热量导入至储能罐,在通过散热末端将热量导入室内,通过电子控制仪器控制室内水温。

太阳能采暖系统由太阳能集热部分、热能储存系统、辅助供暖系统及生活热水末端系统和供暖末端系统供应等几部分组成。

1>太阳能集热器:太阳能集热器是整个装置中的关键部件,主要起到采集太阳能量,对储热水箱的水进行加热的目的。在太阳能采暖热水系统装置中,一般选择集热器的类型为平板式,具有结构简单、使用寿命长、承压性高、维修率低、与建筑物易结合等优点。

2>太阳能储热水箱:水箱保温材料采用聚氨酯发泡。

3>辅助供暖:辅助能源系统是太阳能集热系统的补充与备用。当太阳能系统无法满足供热需求时,启动辅助能源加热储热水箱中的水,达到设定温度即停止。

4>太阳能供暖末端:是太阳能综合能源系统中的建筑供热设备,目前与太阳能热源匹配效果最好的供暖末端设备为地暖热水盘管或风机盘管。

二、全自动太阳能地板采暖系统

全自动太阳能地板采暖系统由真空管太阳集热器、热水储罐、辅助能源和地板采暖四部分组成。

要求整个系统的输水管道必须采用带有阻氧层的塑料管材。目前在国内,绝大部分的地板采暖系统和暖气片连接用管都没有使用阻氧管,这给今后的使用留下了隐患。因为塑料管材和金属管材相比有一个很大的特点,分子间结构非常大,属于高聚合物,氧分子可以通过这个缝隙穿入到水体当中去。如果是普通的塑料管材,不加阻氧层,氧的透入量是100%(相当于每2天给整个系统换一次新水),如果要给它加了阻氧层之后,他的氧透入率减少了99.6%(相当于每125天给整个系统换一次新水),有氧存在会对水体产生什么样的危害呢?主要有两条,一个是对于有钢存在的,即系统里面有钢质产品存在的时候产生腐蚀,从而影响整个系统的寿命;另外一个就是水体里面,如果有氧气存在的时候,容易有水藻的滋生,水处理的再干净,也是含有大肠杆菌之类的微生物,在有氧的情况下会不断的繁殖,作为地板采暖的管道,十年可能只附着了一层绿藓,但50年的使用时间里面,这个膜很容易把管道堵塞掉,最直接的就是影响到它导热的效能。在德国和欧洲一些国家,已经开始强制执行采暖管材一定要有阻氧层,我们国家的地板采暖的规范里而也提到了建议,是建议但没有强制执行,因为现在因内生产的管材几乎是不带阻氧层的。规范里面建议要求使用阻氧层的管材,或者是水体里面增加阻氧剂。

真空管太阳集热器和热水储罐组成一个独立的回路,该回路由一个具有两个温控回路Wl、W2的温度控制柜控制。Wl测量真空管太阳集热器水箱的温度,W2测量热水储罐的水温,要求当Wl大于60℃(温度可以由用户设置,下同)时,打开电磁阀1,延时数秒启动热水泵,当Wl=W2时,关闭电磁阀1和热水泵。当W2大丁45℃,要求(Wl-W2大于20℃才能打开电磁阀1和热水泵;当Wl=W2时,关闭电磁阀1和热水泵。当W1=5℃时,打开电磁阀2,将集热器的水放掉。

辅助能源、热水储罐和地板采暖形成一个独立的回路。辅助能源可以是燃气炉、电加热器、热泵等,自带一个热水泵,并且具有两个温控回路Fl和F2。Fl测量进水口的温度,要求当水温低于40℃时,启动辅助能源,如点火、通电等:当水温高于40℃时,关闭辅助能源。F2测量地板采暖的室内温度,要求当室内温度高于22℃时,停止热水泵的运转,低于18℃时,启动热水泵,使地暖系统循环。

热水储罐要求具有高的保温性能,对所有进出管道的节点也要做到非常好的保温措施。溢水管采用单向阀,当储罐内压力升高,向外排水或排气,反之,压力降低到负压时,不得回吸外界空气;补水排污管也为单向阀,要求储罐内压力为负压时,自动补充经过处理过的低氧含量的水。

地板采暖系统可根据采暖面积的大小,决定使用分水器的类型和数量。同时要求采用地板采暖的建筑物其保温性能越高越好。

三、简易型太阳能采暖系统

运用这个系统,我们可以对现有的非集中供暖的住宅进行改型。对于城镇中住小区的家庭,有的是地板采暖,有的是暖气片采暖,不管是什么样的采暖方式,都会有带一个温控回路的燃气炉作为采暖的能量源。只要在燃气炉的进水口前串联一个小型的热水储罐,同时该储罐与室外的真空管太阳集热器形成一个简易的定温放水的回路即可达到太阳能采暖的目的。

对于广大的农村家庭,可以更加简单地运用这套系统。辅助热源可以使用家里做饭用的煤炉,每日三餐和烧水时补充一下热量,一个采用定温放水的8平方米左右的真空太阳能集热器完全可以满足一家日常的采暖需求。使用3~4年即可收回所有投资。

太阳能蓄能采暖介绍

太阳能蓄能采暖分为当天蓄能采暖、周蓄能采暖、跨季蓄能采暖

a.当天蓄能采暖

当天蓄能采暖指利用太阳能集热器将当天的热能收集到水箱内储存起来,满足建筑末端的供热需求。

b.周蓄能采暖

周蓄能采暖指利用太阳能集热器将一周的热能收集到水箱内储存起来,满足建筑末端的供热需求。集热器的面积确定按照一周的太阳能辐照量计算,水箱的容量要稍大于当天蓄能采暖系统的水箱。适合不常居住的度假别墅。

c.跨季蓄能采暖

跨季蓄能采暖指利用太阳能集热器将春、夏、秋三个季节的热能收集到水箱内储存起来,满足建筑末端的供热需求。集热器的面积确定按照三个季节的太阳能辐照量计算,水箱的容量约大于10倍数当天蓄能采暖系统的水箱。适合无足够面积可供太阳能集热器摆放的别墅。

辅助能源的选择

辅助能源的介绍:燃油锅炉、燃气炉、生物质锅炉、燃煤锅炉、电加热、(水箱内置电加热或外置电加热器)、热泵。

燃煤锅炉启停时间长,出力调整叫困难,较难实现自控或无人职守,有环境污染问题;

燃油、燃气锅炉控制方便,便于调节,可方便实现自控运行,但设备间需要满足消防要求;

热泵使用费用低,控制方便,但设备初投资高,此外北方地区采用空气源热泵在冬季使用能效比很低;

电加热设备易安装,控制方便,是太阳能热水系统最常用的辅助热源,但运行费用较高,有时因需电力增容大大提高系统投资。

在选择辅助热源是,要综合考虑各项因素。

太阳能采暖系统辅材的选择

1.管路

太阳能采暖系统采用的管材和管件应符合现行产品要求,管道的工作压力和工作温度不得大于产品标准标定的允许工作压力和工作温度。

太阳能集热系统管道可采用钢管、薄壁不锈钢、塑钢热水管、塑料与金属复合管等。以乙二醇为主要成分的防冻液系统不宜采用镀锌钢管。

热水管道应选用耐腐蚀并符合卫生要求的管道,一般可采用薄壁铜管、薄壁不锈钢、塑料热水管、塑料与金属复合管等。

设计时,应在系统管路必要位置设置排气装置、泄水装置、温度计、压力表、安全阀、膨胀水箱等辅助设备。闭式系统应设置膨胀罐或泄压阀。

2.管路保温

太阳能热水系统的集热系统连接管道、水箱、供水管道均应保温。常用的保温材料有岩棉、玻璃棉、聚氨酯发泡、橡塑泡棉等材料。

管道保温材料选用是有以下要求:

1).保温材料制品的允许使用温度应高于太阳能系统工作的介质最高温度。

2).保温材料不宜采用有机物,以免生虫。腐烂、生菌、引鼠。

3).宜采用吸湿性小、存水性弱、对管壁无腐蚀作用的材料;室外管道保温层外应加保护层防水。

4).保温材料应采用非燃和难燃材料。应符合GB50016《建筑设计防火规范》的要求;电加热器的保温必须采用非燃材料。

3.太阳能系统效率与集热器种类和工质的工作温度密切相关,太阳能供热采暖系统的散热部件按以下原则选用:

1).太阳能供热采暖系统应优先选用低温辐射供暖系统。

2).水-空气处理设备和散热器系统宜使用在60-80℃工作温度下效率较高的太阳能集热器,如高效平板太阳能集热器或热管真空管太阳能集热器。该系统适合夏热冬冷或温和地区。

3).热风采暖系统适宜低层建筑或局部场所需要供暖的场合。

4.低温辐射供暖系统的设计要点

1).太阳能采暖系统较适宜低温辐射供热。供水温度不宜超过60℃,供回水温差10℃左右为宜,太阳能供热采暖系统供水温度宜采用35-50℃;供热系统的工作压力不得超过0.8Mpa。

2).地面构造

地面构造由楼板或与土壤相邻的地面、绝热层、加热管、填充层、找平层和面层组成。与土壤相邻的地面,必须设绝缘热层,且绝缘热层下部必须设置防潮层。直接与室外空气相邻的楼板,必须设置绝缘层。对卫生间、洗衣间、浴室和游泳馆等潮湿房间,在填充层上部应设置隔离层。当工程允许地面按双向散热进行设计时,个楼层间的楼板上部可不设绝缘层。

面层宜采用热阻小于0.05㎡.℃/W的材料。花岗石、大理石、陶瓷砖等的热阻为0.02㎡.℃/W,木地板的热阻为0.10㎡.℃/W,毛毯的热阻为0.15㎡.℃/W。

绝热层采用聚笨乙烯泡沫塑料板,容重不小于20kg/m,压缩强度不小于100kPa,热导率不大于0.41w(m.℃).绝热层厚度应满足:楼层之间楼板上的绝热层不小于20mm,与土壤或室外空气相邻的地板上的绝热层不小于40mm。

在与内外墙、柱及过门等垂直部件交接处应敷设不间断的伸缩缝,伸缩缝宽度不应小于20mm,伸缩缝宜采用聚苯乙烯或高发泡聚乙烯泡沫塑料;当地面面积超过30㎡或边长超过6m时,应设置伸缩缝,伸缩缝宽度不宜小于8mm,伸缩缝宜采用高发泡聚乙烯泡沫塑料或内满填弹性膨胀膏。

填充层的材料宜采用C15豆石混凝土,豆石粒径不宜大于12mm。填充层的厚度不宜小于50mm。如地面荷载大于20Kn/㎡时,应会同结构设计人员采用加固措施。

原标题:太阳能采暖系统简介

来源:搜狐--任丘建筑门窗行业协会

更多太阳能工程技术、工程案例等干货内容请关注 中国太阳能工程官微 免费获取。

本文来自大风号,仅代表大风号自媒体观点。

    ——本信息真实性未经中易通太阳能网证实,仅供您参考