太阳能供热系统的设计与优化研究

承压式太阳能集中热水供应系统设计探讨

【摘要】主要介绍了一种模块化承压式太阳能集中供热系统的工作原理、特点及设计要求。与常压太阳能热水供应系统相比，能够更充分的利用太阳能，其热效率高，节能效果好。

【关键词】太阳能集中热水供应系统；集热器吸热效率；模块化；承压系统

太阳能是地球上一切能量的主要来源，被誉为2l世纪以后人类可期待的最有希望的能源。太阳能作为可再生能源，其储量约为1.74×1014kw。每年到达地球表面的太阳辐射约为130万亿吨标准煤，约为全球所消耗的各种能量总和的2×104倍。随着经济高速发展，能源短缺、环境污染等问题的日益突出，节能、环保日益受到人们重视。而大力发展和使用太阳能，并不断优化太阳能系统，更高效的利用太阳能资源正是顺应了这一发展趋势。

1 太阳能利用现状

我国的太阳能资源相当丰富，全国有2／3以上地区年辐射总量大于502万k j／m2，年日照数在 2000 h以上，具有良好的开发条件和应用价值。

目前，越来越多的住宅、宾馆、宿舍楼、游泳池、公共浴池等场所采用太阳能作为其中央热水系统的主要热源。因为太阳能资源随天气变化，并不能完全满足使用要求，为满足太阳能不足时的用热需求，通常采用电、燃煤或燃油（气）锅炉、空气源热泵或市政热力等作为太阳能中央热水系统的辅助热源。

国内的太阳能中央热水系统中太阳能集热器均在常压状态下集热。太阳能中央热水系统中的集热循环均为靠温差控制的开式循环，即：当集热器内的水温与保温水箱内的水温温差达到一定值后，集热循环泵启动，将集热器内的水顶入保温水箱；当两者之间的温差小于一定值时，集热循环泵停止运行，此时，集热循环管路内处于常压状态。

常压状态下，太阳能集热器的集热效率相对较低，浪费了一部分可以利用的太阳能资源，这样就导致必然要增加辅助加热设备投资或者在使用中耗费更多的常规能源。

太阳能热利用研究报告

太阳能热利用是指利用太阳辐射产生的热能来进行各种实际应用，如供暖、热水、干燥等。太阳能热利用研究旨在提高太阳能的利用效率、降低成本，并推动太阳能在能源领域的应用。

太阳能热利用研究的主要内容包括：太阳能集热器的设计与优化、太阳能储热材料的研究、太阳能热力系统的控制与调节、太阳能供暖系统在实际应用中的性能测试与评估等。

太阳能集热器是太阳能热利用中的核心装置，其设计与优化是研究的重点之一。研究者通过分析太阳辐射特性、材料热传导性能等因素，设计最佳的集热器结构，以提高集热器的热能吸收效率。

太阳能热利用研究还涉及到太阳能储热材料的研究。这些材料能够在白天吸收太阳能，并在需要时释放热能，以满足夜间或阴天时的供热需求。研究者通过研究材料的热导率、储热密度等性能指标，选择合适的储热材料，并通过改进其结构和配方，提高其储热性能。

太阳能热利用研究还包括太阳能热力系统的控制与调节。研究者通过设计合理的控制策略和调节装置，以及开发相应的控制算法，实现对太阳能热力系统的精确控制，提高其稳定性和效能。

最后，太阳能热利用研究还需要对太阳能供暖系统进行性能测试与评估。研究者通过实验室测试和实际应用验证，评估太阳能供暖系统的热性能、经济性和环境适应性，为进一步优化系统提供依据。

综上所述，太阳能热利用研究致力于提高太阳能的利用效率和经济性，并推动太阳能在能源领域的广泛应用。随着研究的不断深入，太阳能热利用技术将为人类提供更清洁、可持续的能源解决方案。

集中式太阳能热水供应系统设计工程分析

摘要:近年来，我国利用太阳能制备生活热水的趋势逐步加快，越来越多的太阳能热水系统得到开发利用。本文将结合太阳能集中式热水供应系统工程实例，就集中太阳能热水供应系统的设计作了详细的研究，为集中太阳能热水供应系统的推广提供参考。

关键词:太阳能热水系统；集热器；热水供水方式；设计

中图分类号：s611 文献标识码：a 文章编号：

1 引言

在当前的社会中，能源问题已经成为一个世界关注的话题。由于太阳能是一种可再生的无污染能源，近年来在住宅建筑中的应用逐渐广泛起来。集中太阳能热水供应系统作为一种新型的太阳能热水供应方式，在一定程度上被采用，为此，对于集中太阳能热水供应系统的设计也逐渐受到了人们的重视。本文结合应用实例，就此类系统设计应该注意的问题和需要的设备进行分析，为推进城市可再生能源在建筑中的应用和发展做出应有的贡献。

2 工程概况

某住宅建筑，总建筑面积约75921m2，分两期建，其供热系统均采用太阳能集中供热。一期建设第1到15栋，13层高，建筑高度约为42.2m，二期建设第16到18栋，两幢均32层高，建筑高度约为93.8m。集热器放置在屋面、女儿墙、侧立面或阳台上。

3 本工程太阳能热水供水系统的主要特点

3.1 热水供应规模和效益 全部采用太阳能供应住户生活热水，最大日热水用水量为350m3，最大时耗热量为10802mj，总集热面积达到5036m2。其规模大、栋数多、受益人数多，具有可观的经济和环保效益，初步估算年节能费用约187万元，系统寿命期内二氧化碳减排量约9274t。

3.2 集热器的布置

太阳能集热器在中高层住宅中，首先考虑安装在建筑物顶部，在建筑外观上不会影响建筑景观；同时，集热器的安装排列不受建筑物走向的限制，可以达到系统最佳的集热效果。

3.3集热器分组

由上述的集热器布置可以发现，高层住宅所需的集热器数量、面积比较庞大，常用的集热器串联连接会造成大量能量损耗，因此本项目对集热器进行分组，分组后热媒采用并联方式接入集水器，再进入储热设备。因设计中集热器数量较多，特别是第16、17、18栋楼中既有设于屋顶的平板型集热器，又有设于外墙和阳台的金属管式真空管集热器，故本设计参照《建筑给水排水工程技术与设计手册》，对集热器进行分组布置，将其分成若干个子系统，每个子系统的集热器面积大致相近，集热系统热媒采用强制循环直接加热方式。以第16栋a座为例，共设置5组集热器，其中屋面集热器分成2组，每组集热器数量分别为43块和44块；女儿墙部分集热器分成2组，每组集热器数量均为36块；南侧立面阳台集热器为1组，集热器数量为58块；由于每组集热器的面积、热媒在管道中的输送距离、流量、集热器的类型都有差距，故设计根据每组集热器的流量、阻力损失的不同，配置流量、扬程相匹配的强制循环泵，并在回水管路上设置平衡阀调节，使得进入集热水箱的热媒符合设计要求。集热器的安装位置及分组并联布置见图1。

建筑节能施工方案建筑屋面太阳能光热系统的设计与安装

建筑节能施工方案——建筑屋面太阳能光热系统的设计与安装

随着全球能源危机的日益加剧和环境保护的迫切需求，建筑节能已经成为当前建筑行业的关注热点。建筑屋面太阳能光热系统作为一种具有很大潜力的节能技术，被广泛应用于建筑行业。本文将探讨建筑屋面太阳能光热系统的设计与安装，旨在为建筑节能施工方案提供研究参考。

一、建筑屋面太阳能光热系统的原理

建筑屋面太阳能光热系统是利用太阳能热量进行供暖、供热水或空调的系统，具体原理如下：

1. 太阳能热量的收集：通过安装在建筑屋面上的太阳能集热器，将太阳辐射能够转化为热能，实现能量的收集。

2. 热能转换与储存：将集热器中收集到的热能通过热交换器转化为可使用的热能，并将其储存在热水储存罐或储热罐中，以备后续供热用途。

3. 热能利用：利用热水管道将热能输送至建筑内部的供暖系统或热水系统，提供舒适的室内环境或者热水供应。

二、建筑屋面太阳能光热系统设计要点 1. 集热器的选择与布置：根据建筑的具体情况，选择合适的太阳能集热器，并合理布置于建筑屋面上，以最大程度地接收太阳辐射。

2. 热交换器的设计：热交换器的设计必须满足高效传热的要求，确保热能能够完全转化并传递到储存罐中。

3. 系统的控制与调节：建筑屋面太阳能光热系统需要配备自动控制系统，实现对系统的监测与调控，确保系统的安全运行和高效利用。

4. 热储设施的规划：为了保证热能的持续供应，需要合理规划热水储存罐或储热罐的容量，以配合建筑的日常能量需求。

三、建筑屋面太阳能光热系统的安装步骤

1. 确定安装位置：根据建筑结构和朝向等因素，选择合适的安装位置，并确保安装位置能够充分接收太阳辐射。

2. 安装集热器：按照制造商提供的安装说明，将太阳能集热器固定在屋面上，并与系统管道连接。

3. 安装热交换器：根据系统设计方案，将热交换器安装在集热器与储存罐之间的管道上，确保热能能够有效传递。