太阳能采暖解决方案

太阳能采暖系统是指将分散的太阳能通过太阳能集热器把太阳能转换成热水，然后通过将热水输送到发热末端来提供建筑供热需求的一种采暖系统。

一般要求

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建筑屋面或建筑旁能够摆放相应面积的太阳能集热器。

安装太阳能采暖系统的建筑，主要朝向宜为南向。建筑的体形和空间组合避免安装太阳能集热器部位受建筑自身及周围设施和绿化树木的遮挡，并应满足太阳能集热器有不少于4H日照射数的要求。

建筑的主体结构或结构构件，应能够承受太阳能热水系统的荷载。

建筑外墙要有保温。

建筑的玻璃是节能玻璃。

具备以上条件较适合安装太阳能采暖系统。

方案选择

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太阳能集热器选型

系统选型主要考虑以下因素：a.太阳能集热器类型；b.系统工作方式，自然循环或强制循环，闭式系统或开式系统；c.换热方式，直接系统或间接系统；d备份热源，电加热器、燃气锅炉、燃煤锅炉、生物质锅炉、热泵等；e.管材和水箱材质。

太阳能集热器可按表1-1选型。

太阳能集热器选型参数表

太阳能蓄能采暖介绍

太阳能蓄能采暖分为当天蓄能采暖、周蓄能采暖、跨季蓄能采暖

当天蓄能采暖

当天蓄能采暖指利用太阳能集热器将当天的热能收集到水箱内储存起来，满足建筑末端的供热需求。

周蓄能采暖

周蓄能采暖指利用太阳能集热器将一周的热能收集到水箱内储存起来，满足建筑末端的供热需求。集热器的面积确定按照一周的太阳能辐照量计算，水箱的容量要稍大于当天蓄能采暖系统的水箱。适合不常居住的度假别墅。

跨季蓄能采暖

跨季蓄能采暖指利用太阳能集热器将春、夏、秋三个季节的热能收集到水箱内储存起来，满足建筑末端的供热需求。集热器的面积确定按照三个季节的太阳能辐照量计算，水箱的容量约大于10倍数当天蓄能采暖系统的水箱。适合无足够面积可供太阳能集热器摆放的别墅。

计算方法

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太阳能采暖系统供热负荷计算主要分两种用途，一是用于确定太阳能集热器面积，另一种用于设计备份热源和热水管路。

以当天蓄能采暖方式为例确定供暖热负荷

供暖热负荷的确定

供暖系统的设计热负荷可用下式表示：Q= Q1+ Q2+ Q3+-Qd

其中，Q1为墙壁散热量，Q2为开关门散热量，Q3为排气孔耗热量，Qd为太阳辐射进入室内的热量。此系统是以辐射采暖为主（占60%以上），辅以对流传热。据《暖通规范》及实际工程设计情况， 在工程中，在仅知道建筑的总面积的情况下可采用以下采暖热指标进行计算。

建筑物热指标推荐表（2003技术措施：暖通空调）：

室外-9C（北京）的条件下，供暖需求量，用这个值去配置供暖设备，相当于在最大条件下的出力。北京冬天室外平均-1.6，室内保证16，这时的规定平米指标20.6瓦。

每日耗热量计算

（以北京地区节能建筑面积200平米别墅为例）

热指标q=20.6W/㎡

热负荷Q= q·A（200㎡）=4120w

每日热量Qr= 4.12kw×3600×12（小时）=177984KJ

时间取值：以北京大多数家庭作息习惯考虑，早8点到晚6点家中无人，故以上公式中取12小时。可根据实际情况更改，如24小时。

北京的冬季（1月、2月、3月、12月）日照辐射量平均为9730 KJ/m（集热器受热面上的辐照量为水平面上的辐照量做一修正：9730KJ/㎡×1.2=11676 KJ/㎡）。

太阳辐照资料

根据国家气象中心提供的《中国气象辐射资料年册》（2001年）中，北京（区站号：54511；东经：11628´；北纬：3948´；观测点海拔高度：31.3m）的月日均及年总辐射数据（单位MJ/m）：

太阳能的集热效率为47%

太阳能集热面积S=177984KJ/（11676 KJ/m×47%）=32.43m

水箱确定

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地板采暖循环进口温度为45℃为易，水箱内的温度应当保持在50℃。所以根据 （式—1）

式中：——水箱的容积；

——系统采光面积，32.43㎡；

——当地冬季（1月、2月、3月、12月）日照辐射量平均值，9730 KJ/m；

（集热器受热面上的辐照量为水平面上的辐照量做一修正：9730KJ/㎡×1.2=11676 KJ/㎡）;

——集热器全日集热效率，取值为0.47。

——管路及储水箱热损失率，此处取0.15。

——储水箱内水的终止温度，50℃；

——水的定压比热容，4.18KJ/（㎏·℃）；

­—— 水的初始温度，5℃；

——太阳能保证率，0.6；

代入式—1中，得出： =1340.35升

在这里我们取1.5吨储热水箱。