太陽能供地暖原理

【專家解說】：太陽能地板輻射采暖簡稱太陽能地暖，是一種以采集的太陽能作為熱源，通過敷設(shè)于地板中的盤管加熱地面進(jìn)行供暖的系統(tǒng)，是太陽能作為熱源與地暖作這末端的結(jié)合體。眾所周知，太陽能是取之不盡，用之不竭的能源。國家正在提倡節(jié)約型社會，節(jié)約能源是當(dāng)今最主要的話題。因此，太陽能地板輻射采暖越來越受到人們的關(guān)注。 　　輻射采暖是依靠輻射傳熱的方式將熱量傳遞到物體和人體表面，在輻射采暖正常運(yùn)行的情況下，若室外溫度相同，要想達(dá)到相同的舒適度，它的周圍空氣溫度比對流采暖條件要求低3℃左右。根據(jù)人體的舒適感生理?xiàng)l件要求，地面溫度為24℃～28℃[1]。因?yàn)榈匕遢椛洳膳臒崦綔囟葹?0℃～60℃的低溫?zé)崴?，這就使利用太陽能集熱器成為可能。太陽能利用技術(shù)的進(jìn)展，將逐步解決日益緊缺的能源問題。所以，太陽能地板輻射采暖將越來越受到人們的歡迎。 　　目前，由于我國人口增長速度較快，使住宅越來越昂貴，所以使用太陽能地板輻射采暖必然會增加建筑物的初始成本，但是，就建筑物的整個(gè)壽命來計(jì)，它的費(fèi)用卻是降低了。所以，采用太陽能地板輻射采暖以后，能使投資得到最高回報(bào)的方法時(shí)： 　　首先，要建立一個(gè)高能效的太陽能地板輻射采暖系統(tǒng)，提高太陽能的熱轉(zhuǎn)換率。 　　其次，盡量使系統(tǒng)被動化，也就是，使系統(tǒng)盡量減少輔助熱源，熱水所需熱量均來自太陽能，從而減少采暖運(yùn)行所需的常規(guī)能源。 　　第三，在采暖期較長的地方使用太陽能地板輻射采暖系統(tǒng)。因?yàn)樵撓到y(tǒng)要比傳統(tǒng)的散熱器的初始成本高，但是，我們可以這樣認(rèn)為，此系統(tǒng)不僅是能量的消耗者，它也是能量的生產(chǎn)者。使用的越頻繁，它所生產(chǎn)的能量越多，也主是利用的太陽能越多，這樣才能使初始的投資得到更多的回報(bào)。鑒于此，建議我國北方采暖期較長的地方推廣太陽能地板輻射采暖系統(tǒng)。 　　典型的太陽能地板輻射采暖系統(tǒng)由太陽能集熱器，控制器，集熱泵，蓄熱水箱，輔助熱源，供回水管，關(guān)斷閥若干，三通閥，過濾器，循環(huán)泵，溫度計(jì)，分水器，加熱器組成。 　　當(dāng)蓄熱水箱的供水水溫T1＞50℃時(shí)，控制器就啟動水泵，水進(jìn)入集熱器進(jìn)行加熱，并將集熱器的熱水壓入水箱，水箱上部溫度高，下部溫度低，下部冷水再進(jìn)入集熱器加熱，構(gòu)成一個(gè)循環(huán)。當(dāng)蓄熱水箱的供水水溫T2<40℃，水泵停止工作，為防止反向循環(huán)及由此產(chǎn)生的集熱器的夜間熱損失，則需要一個(gè)止回閥。當(dāng)蓄熱水箱的供水水溫T3＞45℃時(shí)，可開啟泵3進(jìn)行采暖循環(huán)。和其它太陽能的利用一樣，太陽能集熱器的熱量輸出是隨時(shí)間變化的，它受氣候變化周期的影響，所以，系統(tǒng)中有一個(gè)輔助加熱器。 　　當(dāng)陰雨天或是夜間太陽能供應(yīng)不足時(shí)，可開啟三通閥，利用輔助熱源加熱。當(dāng)室溫波動時(shí)，可根據(jù)以下幾種情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。如果可利用太陽能，而建筑物不需要熱量，則把集熱器得到的能量加到蓄熱水相中去；如果可利用太陽能，而建筑物需要熱量，把從集熱器得到的熱量用于地板輻射采暖；如果不可利用太陽能，建筑物需要熱量，而蓄熱水箱中以儲存足夠的能量，則將儲存的能量用于地板輻射采暖；如果不可能利用太陽能，而建筑物又需要熱量，且蓄熱水箱中的能量已經(jīng)用盡，則打開三通閥，利用輔助能耗對水進(jìn)行加熱，用于地板輻射采暖。尤其需要指出提，蓄熱水箱存儲了足夠的能量，但不需要采暖，集熱器又可得到能量，集熱器中得到的能量無法利用或存儲，只能放棄掉，為節(jié)約能源，可以將熱量采用其它方法利用，例如供應(yīng)生活用熱水。. 　　蓄熱水箱與集熱器上下水管相連，供熱水循環(huán)之用。蓄熱水箱容量大小是太陽能地板采暖日需熱水量而定。 　　太陽能集熱器的產(chǎn)水能力與太陽照射強(qiáng)度、連續(xù)日照時(shí)間及背景氣溫等密切相關(guān)。夏季產(chǎn)水能力強(qiáng)，大約是冬季的4～6倍。而夏季卻不需要采暖，洗浴所需的熱水也較冬季少。為了克服此矛盾，可以嘗試把太陽能夏季生產(chǎn)的熱水保溫儲存下來留在冬季及陰雨季節(jié)使用，這就不僅可以發(fā)揮太陽能采暖系統(tǒng)的最佳功能，而且還可以大在降低輔助能的使用。在目前技術(shù)條件下，最佳的方案就是把夏季太陽能加熱的熱水就地回灌儲存于地下含水巖層中。不過該技術(shù)還需進(jìn)一步研究和探討。 　　太陽能地板輻射采暖既是一種能量消耗系統(tǒng)，也是能量生產(chǎn)系統(tǒng)，它具有節(jié)能、清潔與環(huán)保、舒適性好、便于熱計(jì)量等特點(diǎn)，是一種綠色的采暖方式。