太阳能供地暖原理

【专家解说】：太阳能地板辐射采暖简称太阳能地暖，是一种以采集的太阳能作为热源，通过敷设于地板中的盘管加热地面进行供暖的系统，是太阳能作为热源与地暖作这末端的结合体。众所周知，太阳能是取之不尽，用之不竭的能源。国家正在提倡节约型社会，节约能源是当今最主要的话题。因此，太阳能地板辐射采暖越来越受到人们的关注。 　　辐射采暖是依靠辐射传热的方式将热量传递到物体和人体表面，在辐射采暖正常运行的情况下，若室外温度相同，要想达到相同的舒适度，它的周围空气温度比对流采暖条件要求低3℃左右。根据人体的舒适感生理条件要求，地面温度为24℃～28℃[1]。因为地板辐射采暖的热媒温度为40℃～60℃的低温热水，这就使利用太阳能集热器成为可能。太阳能利用技术的进展，将逐步解决日益紧缺的能源问题。所以，太阳能地板辐射采暖将越来越受到人们的欢迎。 　　目前，由于我国人口增长速度较快，使住宅越来越昂贵，所以使用太阳能地板辐射采暖必然会增加建筑物的初始成本，但是，就建筑物的整个寿命来计，它的费用却是降低了。所以，采用太阳能地板辐射采暖以后，能使投资得到最高回报的方法时： 　　首先，要建立一个高能效的太阳能地板辐射采暖系统，提高太阳能的热转换率。 　　其次，尽量使系统被动化，也就是，使系统尽量减少辅助热源，热水所需热量均来自太阳能，从而减少采暖运行所需的常规能源。 　　第三，在采暖期较长的地方使用太阳能地板辐射采暖系统。因为该系统要比传统的散热器的初始成本高，但是，我们可以这样认为，此系统不仅是能量的消耗者，它也是能量的生产者。使用的越频繁，它所生产的能量越多，也主是利用的太阳能越多，这样才能使初始的投资得到更多的回报。鉴于此，建议我国北方采暖期较长的地方推广太阳能地板辐射采暖系统。 　　典型的太阳能地板辐射采暖系统由太阳能集热器，控制器，集热泵，蓄热水箱，辅助热源，供回水管，关断阀若干，三通阀，过滤器，循环泵，温度计，分水器，加热器组成。 　　当蓄热水箱的供水水温T1＞50℃时，控制器就启动水泵，水进入集热器进行加热，并将集热器的热水压入水箱，水箱上部温度高，下部温度低，下部冷水再进入集热器加热，构成一个循环。当蓄热水箱的供水水温T2<40℃，水泵停止工作，为防止反向循环及由此产生的集热器的夜间热损失，则需要一个止回阀。当蓄热水箱的供水水温T3＞45℃时，可开启泵3进行采暖循环。和其它太阳能的利用一样，太阳能集热器的热量输出是随时间变化的，它受气候变化周期的影响，所以，系统中有一个辅助加热器。 　　当阴雨天或是夜间太阳能供应不足时，可开启三通阀，利用辅助热源加热。当室温波动时，可根据以下几种情况进行调节。如果可利用太阳能，而建筑物不需要热量，则把集热器得到的能量加到蓄热水相中去；如果可利用太阳能，而建筑物需要热量，把从集热器得到的热量用于地板辐射采暖；如果不可利用太阳能，建筑物需要热量，而蓄热水箱中以储存足够的能量，则将储存的能量用于地板辐射采暖；如果不可能利用太阳能，而建筑物又需要热量，且蓄热水箱中的能量已经用尽，则打开三通阀，利用辅助能耗对水进行加热，用于地板辐射采暖。尤其需要指出提，蓄热水箱存储了足够的能量，但不需要采暖，集热器又可得到能量，集热器中得到的能量无法利用或存储，只能放弃掉，为节约能源，可以将热量采用其它方法利用，例如供应生活用热水。. 　　蓄热水箱与集热器上下水管相连，供热水循环之用。蓄热水箱容量大小是太阳能地板采暖日需热水量而定。 　　太阳能集热器的产水能力与太阳照射强度、连续日照时间及背景气温等密切相关。夏季产水能力强，大约是冬季的4～6倍。而夏季却不需要采暖，洗浴所需的热水也较冬季少。为了克服此矛盾，可以尝试把太阳能夏季生产的热水保温储存下来留在冬季及阴雨季节使用，这就不仅可以发挥太阳能采暖系统的最佳功能，而且还可以大在降低辅助能的使用。在目前技术条件下，最佳的方案就是把夏季太阳能加热的热水就地回灌储存于地下含水岩层中。不过该技术还需进一步研究和探讨。 　　太阳能地板辐射采暖既是一种能量消耗系统，也是能量生产系统，它具有节能、清洁与环保、舒适性好、便于热计量等特点，是一种绿色的采暖方式。