太阳能技术在民用建筑热水系统中的应用.pdf

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1、刘锐锋等：太阳能技术在民用建筑热水系统巾的应用l01太阳能技术在民用建筑热水系统中的应用刘锐锋，张晓萌I哈尔滨工业大学建筑设计研究院。哈尔滨150090)【摘要】通过相关资料，介绍了太阳能技术的概念和特点，进而引出其应用在民用建筑热水系统中的优越性。以某工程为例，对太阳能热水系统的组成和集热器的计算进行阐述。最后，总结了太阳能热水系统的效益。【关键词】太阳能技术；民用建筑热水系统；再生能源；集热器【中图分类号】TU832．17【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2010)03—0101—03能源问题一直是世界各国政府关注的焦点，而在1．3太阳能的特点所有能源中，再生能源因为它相对

2、的无限性，越来越太阳能的优点：太阳能资源丰富，取之不尽，用之被人们所重视。不竭，在使用过程中不会产生废物，对自然环境没有太阳能作为一种清洁再生能源，在人类社会的许任何污染；太阳能可以免费使用，又无需运输，长期的多方面都体现了重要的地位，所以对它的充分利用又经济效益较高。目前为止，利用的太阳能仅是其中的成为当今社会比较重要的议题，大家得到了共识：现很少部分，而今后随着科技的进步，太阳能逐步市场有的能源结构必须彻底改变，应加速向未来能源结构商业化，将带动相关产业的飞速发展，潜力巨大。过渡；太阳能是“近期急需的补充能源”，也是“未来能1．4太阳能的缺点源结构的基础”。受条件限制较大，太阳能因地而异

3、，因时而变，一1太阳能的概述次性投资较大。太阳能一般指太阳光的辐射能量。在能源方面2工程介绍解释，太阳能又分为广义和狭义两种：广义上太阳能某工程位于辽宁省沈阳市，建筑的性质为医院的包括地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物住院部，地上六层，建筑高度23．80m，建筑面积约质能以及部分潮汐能，即使是地球上的化石燃料(如5000~。集中热水系统主要为2—6层病房卫生间供煤、石油、天然气等)从根本上说也是远古以来贮存下应热水。已知的条件：病房设计床位数为200床，设计来的太阳能；狭义上太阳能则限于太阳辐射能的光热水温度取60cI=，冷水温度取10℃。热、光电和光化学的直接转换。通常说的太阳能

4、指的2．1方案确定是它狭义的概念。结合已知的外部条件，可采用的集中式热水系统1．1太阳能产生的原理方案及其分析如下：太阳能是太阳内部或者表面的黑子连续不断的(1)采用电加热器直接加热热水的供应方式。核聚变反应过程产生的能量。太阳向宇宙空间发射此种方法的优点在于管理和运行方便，一次性投资较的辐射功率约为3．8X1023kW的辐射值，其中20亿分少，管路简单，但运行十分不经济，电能浪费严重。一之一到达地球大气层。到达地球大气层的太阳能，(2)采暖季采用市政热水为热媒，非采暖季采用30％被大气层反射，23％被大气层吸收，其余的到达地集中锅炉房提供的高压蒸汽为热媒制备热水。由于球表面，其功率约为8X

5、10¨kW，地球轨道上的平均太沈阳的非采暖季为八个月左右，在此期间需要锅炉产阳辐射强度约为1367W／m2，也就是说太阳每秒钟照射生的蒸汽保证，虽然比直接电加热节能，但也由于烧到地球上的能量就相当于燃烧500万吨煤释放的热煤等问题而不够环保。量，可见太阳能的能量有多么巨大。(3)采用太阳能辅助电加热的供应方式。该方1．2太阳能的利用式虽然一次性投资较大，但可以弥补以上两种方法的(1)光热利用：将阳光聚合，并运用其能量产生缺点，既可以满足节约能源的要求，又绿色环保。辽宁热水、蒸气等加以利用。省沈阳市日照条件较好，属于适合采用太阳能的地(2)光电利用：利用光伏板组件，在阳光下便会区。而在冬季和连

6、续阴雨天时采用电辅助加热，也可产生直流电加以利用。以满足热水供应。(3)光化学利用：利用太阳光的照射，使某些物以上方案的比较，从节能环保出发，得出最适合质发生化学反应，进而得到新物质加以利用。本工程的热水方案为太阳能辅助电加热的供应方式。1O2低温建筑技术2010年第3期(总第141期)2．2系统选择(5)辅助电加热控制：冬季或连续阴天时，rI2见太阳能热水技术发展十分迅速，使太阳能热水系图1达不到55℃，则启动辅助电加热，保证热水供应。统的分类也比较复杂，常见的分类方法及适用范围参2．5集热板计算见表1。由于太阳能热水系统通过集热板汲取太阳的热量，所以它是该系统比较重要的组成部分。结合上面

7、表1太阳能热水系统的分类及适用范围提到的工程实例参数，我们可以对集热板的面积进行分类适用范围计算。计算过程可以参照国标图集06SS128{太阳能集强制循环间接系统妻颥建中热水系统选用与安装》及《建筑给水排水设计手册》(第二版上册)；根据“设计日热水量、冷热水温度及沈强制循环直接系统系统’初期投资较低’阳地区一些气象资料”可以得出以下计算结果：①设计日用热水量：22000(L／d)；②如果采用直接规模较小的热水