摘要:現(xiàn)代社會(huì)應(yīng)是節(jié)約型的社會(huì),而社會(huì)生活也應(yīng)是節(jié)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(qiáng)調(diào)加快建設(shè)節(jié)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(guó)世界上能源研究工作中的一個(gè)重要課題。是我國(guó)在經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀下采取的較為簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、可靠的建筑采暖及供熱節(jié)能措施。本文總結(jié)了太陽(yáng)能在民用建筑中的利用并對(duì)今后的開發(fā)和利用提出了一些見解。
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(duì)于太陽(yáng)能的開發(fā)利用已經(jīng)成為世界各國(guó)索取和利用新能源,進(jìn)行節(jié)能、環(huán)保的重要研究項(xiàng)目之一,取得了較大的進(jìn)展并已進(jìn)入實(shí)用階段。近幾年隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視,特別是在今年提出的建設(shè)節(jié)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(jì)、環(huán)保、可靠的改善建筑環(huán)境的方法,一種很適合我國(guó)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀的采暖及供熱方式,在我國(guó)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(chǔ)熱裝置并加以利用。
它對(duì)太陽(yáng)能的利用效率較高,不僅可以供暖、供應(yīng)熱水,還能用于制冷等方面,但存在陰雨天氣集熱效率嚴(yán)重下降等缺點(diǎn)。近幾年已在我國(guó)的城鄉(xiāng)得到了廣泛的推廣與使用。
1.1 太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)
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(zhuǎn)化為溫度不高的熱水只要用簡(jiǎn)單的裝置即可實(shí)現(xiàn),因此被廣泛采用。供應(yīng)熱水可以采取集中的方式,也可以用于單獨(dú)的住宅中。集中供應(yīng)熱水,需要有一定物業(yè)投資,可以采取染油或燃?xì)忮仩t的作為輔助加熱系統(tǒng),可以取得顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益,適用于人口較集中的城鎮(zhèn)小區(qū)、賓館等民用建筑。單獨(dú)供應(yīng)熱水,設(shè)備簡(jiǎn)單,不需要專門的管理人員,適用于城鄉(xiāng)各類民用建筑。目前在我國(guó)市場(chǎng)上常見的太陽(yáng)熱水器按其集熱裝置的不同分為以下幾類:
1.1.1 平板式熱水器
由平板式太陽(yáng)能集熱裝置和儲(chǔ)熱水箱組成,一般采用自然循環(huán)運(yùn)行方式。熱效率高,金屬管板式結(jié)構(gòu)、免維護(hù)、長(zhǎng)壽命、性價(jià)比高。對(duì)于珠江流域等冬天不結(jié)冰的南方地區(qū),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(chǔ)熱水箱構(gòu)成,一般采用自然對(duì)流換熱。真空集熱管不但熱損系數(shù)小,而且性價(jià)比也比熱管、U型管等要高。對(duì)于長(zhǎng)江、黃河流域冬天會(huì)結(jié)冰但冬天氣溫高于-20°C的地區(qū),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(jié)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(hù)方便,結(jié)構(gòu)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(guó)的產(chǎn)量正在逐步的減少,但在農(nóng)村有較大的應(yīng)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(chǔ)熱水箱構(gòu)成,一般采用自然對(duì)流換熱。具在-40℃的低溫狀態(tài)下也不會(huì)凍裂,熱管內(nèi)介質(zhì)工作壓力低,即使管壁溫度高達(dá)300℃,也不會(huì)“爆管”。對(duì)于東北、內(nèi)蒙、新疆等冬季氣溫低于-20℃地區(qū)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(duì)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(yīng)用比較少。
1.1.6 其他類型熱水器
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,這里不再做專門的論述。1.2 太陽(yáng)能熱泵采暖系統(tǒng)
太陽(yáng)能熱泵采暖系統(tǒng)一般是指利用以太陽(yáng)能直接輻射能量和空氣中所儲(chǔ)存的太陽(yáng)能為作為蒸發(fā)器熱源,輔以少量的電能驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)能熱泵而將換熱器作為冷凝器的采暖系統(tǒng)。并可與制冷系統(tǒng)相結(jié)合用于夏季制冷。太陽(yáng)能熱泵采暖系統(tǒng)主要由熱泵機(jī)組、輔助熱源系統(tǒng)和太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)三部分組成。太陽(yáng)能集熱板放置于室外平地或屋頂,板內(nèi)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(jī)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(tǒng)主要特點(diǎn)是花費(fèi)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?zé)嵩,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(wèi)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(tǒng)節(jié)能高達(dá)70%,節(jié)能效果非常顯著。
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(shè)計(jì)是那種之間獲得式設(shè)計(jì),即讓陽(yáng)光直接照射到建筑上并加熱它。太陽(yáng)光的熱量?jī)?chǔ)存在建筑物固有的蓄熱體里,如混凝土、大理石地面或是石墻,都能儲(chǔ)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。蓄熱體一般指可以儲(chǔ)存熱量的集熱體,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(chǔ)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(dǎo)到建筑物的內(nèi)部。
3、太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)家庭太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)主要由逆變器、控制器、蓄電池組成,其光電轉(zhuǎn)換率可達(dá)到19%-35%.逆變器是光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件,負(fù)責(zé)把直流電轉(zhuǎn)換為交流電以供交流負(fù)荷使用?刂破鲗(duì)所發(fā)的電能進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制,一方面把調(diào)整后的能量送往直流負(fù)載或交流負(fù)載,另一方面把多余的能量送往蓄電池組儲(chǔ)存,當(dāng)所發(fā)的電不能滿足負(fù)載需要時(shí),控制器又把蓄電池的電能送往負(fù)載。蓄電池充滿電后,控制器要控制蓄電池不被過(guò)充電。當(dāng)蓄電池所儲(chǔ)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(hù)蓄電池,同時(shí)并網(wǎng)市政供電系統(tǒng),保證用戶的正常用電。