太陽能采暖系統的設計
我國是太陽能資源十分豐富的國家，為太陽能的利用提供了很好的條件。目前，太陽能在建筑中的利用主要有太陽能的低溫熱利用和太陽能光電技術，從我國的實際情況和居民的承受能力看，光電技術成本過高，暫時還不適合在建筑節能中應用，太陽能在建筑中的熱利用，尤其是利用太陽能進行采暖是利用太陽能進行建筑節能的現實手段和有效方法。
利用太陽能進行采暖，可以將太陽能被動式應用與主動式應用結合起來使用，使系統達到較好的節能和使用效果。
1、被動式應用——太陽房技術所謂被動式應用就是利用房屋結構本身來完成太陽能的集熱、蓄熱和放熱功能。主要是利用南或者屋頂的窗戶使陽光進入室內，靠室內的蓄熱結構來蓄積太陽能，或者直接利用蓄熱外墻來完成對太陽能的蓄積。目前，常用的被動式用法主要有以下三種：直接收益式系統、集熱——蓄熱墻式系統、附屬溫室式系統(陽光間)。具體使用中，可以將三者結合使用，皇明公司宿舍樓采用直接收益式和附屬溫室式系統相結合的方式，使用效果良好。
1.1直接收益式系統該宿舍樓的客廳位于陽面，陽光可照射到的地面和墻體采用混凝土做成蓄熱結構，白天利用其蓄積太陽能，晚間這些表面又成為散熱表面，南向開設了較大的采光面積(落地窗)，為防止夜間散熱過多，采用雙重窗簾進行保溫，同時，又是夏天的遮陽措施。
1.2附屬溫室式系統(陽光間)
該宿舍樓的臥室采用附屬溫室式系統(陽光間)，這種系統是直接受益和集熱墻技術的混合產物。其本體結構是將陽光間(陽臺)附建在房子南側，中間用一堵墻把房子與陽光間隔開。實際上在一天的所有時間里，附加陽光間內的溫度都比室外溫度高，因此，陽光間既可以供給房間太陽能，又可以作為一個緩沖區，減少房間的熱損失，使建筑物與陽光間相鄰的部分獲得一個溫和的環境。由于陽光間直接得到太陽的照射和加熱，所以它本身就起著直接受益系統的作用，白天當陽光間內空氣溫度大于相鄰的房間溫度時，通過開門(窗或墻上的換熱扇)，將陽光間的熱量通過對流傳入相鄰的房間，其余時間關閉。
2、主動式應用——太陽能低溫熱水地板輻射供暖常規的散熱器供暖系統(常暖系統)以對流熱為主將散熱器沿外墻設置在窗下，雖然有利于短捷加熱因保溫和氣密性能比外墻較差的外窗所導致的下降冷空氣，形成上升熱氣流，維持外窗合理溫度，防止其過冷輻射和冷空氣直接作用于人體的不利影響;但散熱器后的外墻往往被過度加熱，相應增加其熱損失，而且室內熱空氣上浮，形成常暖房間上熱下冷，頂棚下存在熱空氣停滯層，其有益熱效果差而往往導致樓板傳導熱損失太大。常暖系統運行時所采用的熱水為高溫水(80℃~90℃)，若要求太陽能熱水系統提供高溫時，則該系統的熱效率將大大下降。
地板輻射采暖是配合太陽能采暖的最好的一種形式，地板輻射采暖是把金屬或者系統管道埋于地下，靠整個地面和室內的熱交換來使采暖房間達到設計溫度。由于地板輻射采暖其散熱面積大，而且主要的熱交換方式為輻射換熱，增加了人員的舒適性，所以，地板輻射采暖要求的供水溫度比較低，一般低于65℃，而且目前地板輻射采暖，其做法通常是利用3~5cm的豆石沙漿做填充層，使地面本身就是一種蓄熱結構，增加了系統的熱惰性，所以，不論從地板輻射采暖的使用條件，還是其結構特點，都特別適合與太陽能結合使用。
2.1低溫熱水地板輻射供暖的結構
低溫熱水地板輻射供暖結構如圖所示。保溫層的作用是減少熱量向下傳遞，多采用聚苯乙烯泡沫制成，邊角保溫材料選用15kg/m3的聚苯乙烯板，成80mm左右寬，厚度在5~8mm，有良好的彈性，沿墻腳鋪設一圈，用苯板壓在墻根處，起保溫及補償砼的膨脹作用。加熱管材目前多采用耐高溫、耐高壓、耐老化、耐腐蝕的柔性塑料管(如交聯聚乙烯管)。
2.2管道的走向地面輻射采暖系統的管路走向，依外墻的散熱量不同而分為回字型、直列型二種。當外墻無門或窗戶，或者回路的四周散熱量相等時，選用回字型走向，采用這種方式產生的熱分布最均勻，施工方便且管道易于輔設;當四周外墻一面有門或窗時，選用直列型走向，這種方式考慮熱水先流經這面外墻，這樣鋪設有利于熱補償，例如有大門或長窗的外墻。
2.3太陽能系統的運行方式
(1)集熱器采用聯集管集熱器串并聯溫差循環的運行方式，即t1為檢測集熱器出水口水溫(高溫)，t2為檢測水箱下循環口水溫(低溫)，當t1與t2的差值達到控制系統設定的溫差時，循環泵1啟動，開始循環，水箱中冷水進入集熱器，集熱器中熱水進入水箱;當t1與t2的差值小于設定值時，控制系統控制循環泵停止轉動。當水箱溫度大于65℃時，系統停止運行。
(2)本系統具有水溫水位顯示及自動加溫功能，水箱中裝有電加熱器，在本系統中，設定加熱溫度為40℃，停止溫度為50℃，即當水溫低于40℃時，電加熱自動啟動，溫度達到50℃時，停止加熱。
2.4地板輻射供暖的原理t3為房間內溫度探頭。設計房間內溫度為15℃，當房間內實際溫度小于15℃時，控制系統2控制循環泵2啟動;當溫度大于18℃時，循環泵2停止轉動。
2.5地板輻射供暖的特點
(1)舒適：地板低溫輻射供暖以地板為散熱面，通過熱輻射作用加熱室內物體及四周墻壁，使室內溫度均勻、穩定，形成符合人們生活及生理活動溫度條件的最佳室內環境.
(2)節能:在地板輻射供暖中，主要以輻射方式傳熱，同時伴有對流傳熱，衡量地板輻射供暖效果通常以實感溫度作為標準。實感溫度標志著在輻射供暖的環境中，人或物體受輻射對流換熱結合作用時，以溫度表現出來的實際感覺。實測證明，在人體舒適度范圍內，實感溫度可以比室內環境溫度高2~3℃，因此，在保持同樣舒適感的前提下，地板輻射采暖的室內設計溫度可以比對流采暖降低2~3℃，房間熱負荷相應減少，可節省供熱能耗20%左右。
(3)衛生：采用地板輻射供暖，可消除普通散熱器積塵面灰塵飛揚的現象，保持室內的清新環境。
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