一 前言
　　隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源需求量日益增加，能源利用情況緊張，而常規(guī)能源的大量使用必將對(duì)環(huán)境造成不利影響。作為可再生能源的一種，取之不盡，用之不竭，同時(shí)又不會(huì)增加環(huán)境負(fù)荷，將成為未來(lái)能源結(jié)構(gòu)中的重要組成部分。我國(guó)屬資源豐富的國(guó)家之一，年輻射總量大約在3300-8300MJ/（m2.a），全國(guó)2/3以上面積地區(qū)年日照小時(shí)數(shù)大于2000h，每年陸地接收的太陽(yáng)輻射能相當(dāng)于2.4萬(wàn)億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，具有太陽(yáng)能利用的良好條件。在建筑能耗中，生活熱水、供暖能耗占了相當(dāng)?shù)谋壤?，利用太?yáng)能來(lái)滿足生活熱水、供暖這些低品位能耗的要求具有巨大的節(jié)能效益，因此，技術(shù)越來(lái)越受到人們的重視。
　　二 太陽(yáng)能概況
　　2.1太陽(yáng)能系統(tǒng)原理
　　系統(tǒng)是指以太陽(yáng)能作為采暖系統(tǒng)的熱源，利用將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成熱能，供給建筑物冬季采暖和全年其他用熱的系統(tǒng)。太陽(yáng)能采暖可分為主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種方式。被動(dòng)式太陽(yáng)能采暖通過(guò)建筑的朝向和周圍環(huán)境的合理布置，內(nèi)部空間和外部形體的巧妙處理，以及建筑材料和結(jié)構(gòu)構(gòu)造的恰當(dāng)選擇，使建筑物在冬季能充分收集、存儲(chǔ)和分配太陽(yáng)輻射熱。主動(dòng)式太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)、蓄熱系統(tǒng)、末端供熱采暖系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)和其他能源輔助加熱、集合構(gòu)成，相比于被動(dòng)式太陽(yáng)能采暖，其供熱工況更加穩(wěn)定，但同時(shí)，投資費(fèi)用也增大，系統(tǒng)更加復(fù)雜。隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，主動(dòng)式太陽(yáng)能采暖開(kāi)始大規(guī)模應(yīng)用。
　　近年的太陽(yáng)能采暖建設(shè)項(xiàng)目中，比較集中和有代表性的是北京周邊郊區(qū)縣新民居的太陽(yáng)能采暖工程。由于農(nóng)村住宅相對(duì)分散，密度低，不宜采用投資大，維護(hù)水平高的集中供暖模式，而傳統(tǒng)的燃煤取暖方式又存在效率低、污染環(huán)境、費(fèi)用較高等問(wèn)題，在農(nóng)村推廣安全環(huán)保、運(yùn)行費(fèi)用低的太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)符合新農(nóng)村建設(shè)的客觀要求。太陽(yáng)能采暖所需的集熱面積遠(yuǎn)大于太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，安裝位置要求較大，對(duì)于高層建筑或居住密度較大的城區(qū)存在安裝建設(shè)條件不足的問(wèn)題，限制了應(yīng)用，而農(nóng)村住宅一般建筑容積率較低，沒(méi)有明顯遮擋，具備建設(shè)太陽(yáng)能采暖項(xiàng)目的良好條件。
　　三 太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)設(shè)備
　　3.1集熱器
　　常見(jiàn)的太陽(yáng)能集熱器有平板型和真空管型兩種，其中，真空管型又可分為全真空管型、U型管真空管和熱管真空管集熱器。目前在我國(guó)市場(chǎng)，約占10％左右的市場(chǎng)份額，其余均為真空管太陽(yáng)能，而國(guó)外平板太陽(yáng)能熱水器則占90％以上的市場(chǎng)份額【7】，中國(guó)與世界太陽(yáng)能市場(chǎng)主流存在巨大差異。由于太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)與建筑結(jié)合緊密，因而對(duì)集熱產(chǎn)品與建筑的結(jié)合、故障率、使用壽命等性能要求較高，平板集熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抗壓，抗外力沖擊，適合承壓運(yùn)行，從整體外觀、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、安裝運(yùn)行等方面都非常適合與建筑相結(jié)合。在熱性能方面，盡管平板集熱器的保溫性能不如真空管集熱器，但由于其有效采光面大于真空管集熱器，因此其熱效率高于真空管集熱器。早期平板集熱器不能防凍過(guò)冬的缺點(diǎn)隨著技術(shù)進(jìn)步早已得到解決。太陽(yáng)能采暖工程中，非采暖季能源過(guò)剩，真空管集熱器易發(fā)生爆管、真空度降低等問(wèn)題，而平板集熱器則能較容易地解決這一問(wèn)題，因此，目前北京地區(qū)太陽(yáng)能采暖工程中，很多工程項(xiàng)目采用了平板型集熱器。
　　3.2 輔助熱源
　　為住宅提供采暖用熱水的太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)，與為住宅提供生活熱水的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)在供水特點(diǎn)上是不同的，生活熱水不需要連續(xù)供應(yīng)而采暖用熱水必須連續(xù)供應(yīng)，而且要穩(wěn)定可靠。太陽(yáng)輻射受晝夜、季節(jié)、緯度和海拔高度等自然條件的限制和陰雨天氣等隨機(jī)因素的影響，存在較大的間歇性和不穩(wěn)定性，因此在太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)中，必須設(shè)置輔助熱源。輔助熱源要根據(jù)當(dāng)?shù)靥?yáng)能資源條件，常規(guī)能源的供應(yīng)狀況，建筑物熱負(fù)荷和周圍環(huán)境條件等因素，做綜合經(jīng)濟(jì)性分析，以確定適宜的輔助熱源及合理的太陽(yáng)能供暖比例。太陽(yáng)能采暖中可以選擇的輔助熱源主要有小型燃油（氣）鍋爐，城市熱網(wǎng)或區(qū)域鍋爐房、工業(yè)廢熱、電鍋爐、電熱管、地源熱泵及生物質(zhì)燃料等。
　　在農(nóng)村建設(shè)的太陽(yáng)能采暖項(xiàng)目，由于城市熱網(wǎng)及燃?xì)夤芫€不易到達(dá)，油、電價(jià)格又較高，因此，輔助能源的應(yīng)用類型多為生物質(zhì)燃料。如北京平谷區(qū)掛甲峪村，輔助熱源用生物質(zhì)鍋爐提供，采用生物質(zhì)壓塊成型設(shè)備，把當(dāng)?shù)氐墓拘藜糁l粉碎后壓縮成燃料棒或燃料塊，作為生物質(zhì)鍋爐燃料，同時(shí)還用作炊事燃料，這種生物質(zhì)壓縮成型燃料比傳統(tǒng)的生物質(zhì)燃燒密度高，燃燒效率高，儲(chǔ)藏也較容易，使用時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度小，是一種較好的輔助熱源方式。
　　3.3采暖末端
　　太陽(yáng)能由于熱密度較低，集熱溫度很難達(dá)到較高水平。普通散熱器熱媒溫度要求較高（70℃以上），而太陽(yáng)能系統(tǒng)不易達(dá)到該出水溫度要求。因此，在太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)中，通常采用地板輻射采暖的末端供熱方式。所需要的低溫?zé)崴?5-55℃之間，正好是太陽(yáng)能集熱器所能提供的適合溫度。

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