摘要：近年来，我国逐渐开始在全国范围内广泛推广和应用太阳能供热采暖系统，该系统的应用能在很大程度上提高我国的建筑节能水平，是落实我国可持续发展方针的一大重要体现。本文就针对太阳能供热采暖系统的应用进行了分析和研究。
关键词：太阳能供热采暖系统；应用
一、前言
众所周知，太阳能是一种取之不尽、用之不竭的清洁环保型可再生能源，与普通的矿物能源相比，更具有无可替代的优势，我国幅员辽阔，全国一半以上地区的年太阳辐照量都高于5000MJ/m2，通过加大对太阳能应用技术的研究，使其更好地应用于社会各行各业，能在一定程度上缓解我国能源紧缺的局面，事实证明，将太阳能应用于供热采暖系统能带来非常可观的环保效益和节能效益，因此，有关该领域的研究一直以来都是全球各国家关注的重点。
二、太阳能供热采暖系统应用中存在的主要问题
根据当前国内外有关太阳能供热采暖系统的研究现状以及工程应用实例可以看出，太阳能供热采暖系统在实际应用中还存在一些问题，具体如下：
2.1太阳能供热采暖系统的设计方法还不够科学
现阶段，在太阳能供热采暖系统的设计方面，大都还局限在简单估算这种较为落后的方式上，缺乏系统性、成熟性的设计软件和方法体系，尤其是在太阳辐射照度、水箱体积、供热采暖负荷等参数的计算上，至今还没有形成统一的、科学的计算模式，这就导致在进行实际设计的时候，不同的设计人员或者厂家所提出的设计参数往往存在较大的差距。
2.2设计思路有待改进
当前，在太阳能供热采暖系统的设计思路方面，大部分设计人员都是按照先大致估算出建筑的热负荷值，然后再开展系统设计工作，最后再对供热采暖系统的整体经济效益和节能效益进行科学分析。显而易见，这样的设计思路根本不能在适应用户需求的前提下达到建筑节能效益最大化的目标，而且，从国内外的太阳能供热采暖系统工程应用实例中可以看出，绝大部分工程在实际应用中都没有考虑到建筑室内环境舒适度等方面的要求，同时也基本上没有开展室内热环境的测试工作，未事先评估工程的供热采暖效果如何。
2.3 配置有太阳能供热采暖系统的建筑不是节能建筑
大部分配置有太阳能供热采暖系统的建筑都属于普通建筑，而不是节能建筑，这就导致系统运行效率大幅下降，根本无法达到设计标准，同时，还造成系统初期投资显著增加，太阳能供热采暖系统应用的节能价值也很难发挥出来。
2.4建筑和太阳能供热采暖系统不协调的问题
从国内外的太阳能供热采暖系统应用实例中不难发现，在实际进行系统设计的时候，绝大多数设计者都没有考虑到系统与建筑之间关系的协调，导致设计出的太阳能供热采暖系统完全与建筑处于相互分离、自为一体的状态，这样不仅会严重影响到建筑的美观性，同时也会对建筑结构的承重性能产生极大影响。
2.5冬夏热量不平衡的问题
全球绝大多数地区的冬季和夏季热量都存在极大的差异，这就使得太阳能供热采暖系统面临冬夏热量不平衡的问题，例如，在夏季的时候，由于太阳能供热采暖系统所产生的热量要远远超出其实际消耗的热量，因此必须采用热保护措施如设置遮阳装置等方式来降低太阳照射所带来的热量，这就会造成夏季太阳能利用率偏低的问题，所以，如何解决冬夏热量不平衡的问题一直以来都是太阳能供热采暖系统研究领域关注的重点之一。
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三、太阳能供热采暖系统的应用对策
3.1提高系统设计的科学性
太阳能供热采暖系统主要由集热系统、蓄热系统两大关键部分构成，因此，在实际设计的过程中，必须尤其重视上述两个系统设计的科学性，在集热系统的设计方面，应当做好集热面积的确定、集热器的定位以及流量计算等工作，在确定集热面积的时候，必须充分考虑到当地的气候特点、光照条件、业主要求、建筑物功能等多方面的因素。在确定集热器位置的时候，最好使集热器的正面朝向南方或者南偏东方向，安装的倾斜角度尽量保持在与当地纬度相差-10°~+10°的范围内。集热器系统一般包括低流速系统和高流速系统两种类型，在进行流量计算的时候，首先应当计算出每一条管路所负责的集热器面积，然后再与每平方米集热器的产热量相乘，则可以得到准确的管路设计流量，并以此为基础确定总的设计流量。在蓄热系统设计方面，首先应当确定储热水箱的容积，一般来说，应在综合考虑建设成本以及水箱保温情况的基础上进行容积设计。其次，应采取适当的储热水箱温度分层措施，比较常用的温度分层方式主要包括冷却储水箱下部和对储水箱上部进行加热两种方式。
3.2 提高建筑的节能性能
太阳能供热采暖系统本身就属于一项新兴的节能技术，尤其适用于节能建筑，在实际应用过程中，一旦出现结构保温性能偏低或者单位面积的太阳能密度偏低等情况，就很可能导致建筑物的供热采暖能耗大大增加，集热器的面积也会变得较大，在这样的条件下，系统的初期资金投入量将会急剧升高，太阳能供热采暖系统也就无法发挥出应有的节能效果，所以有必要提高建筑的节能性能。
3.3提升太阳能的利用率
通过对太阳能进行全年综合性、系统性地利用，不仅可以达到提升其利用率的目的，同时也能在很大程度上改善冬夏热量不平衡等问题。通常来说，可采取以下几个方面的手段：第一，在夏季的时候，通过太阳能制冷来达到跨季节储热的目的。第二，科学划分供热水和供暖的建筑面积，一般情况下，同一个太阳能供热采暖系统的供暖面积应当小于供热水面积。第三，适量减小太阳能供热采暖系统的太阳能保证率。
3.4 加大政府的支持力度
虽然利用太阳能供热采暖系统能获得可观的社会效益，但同时也存在成本高、投资回报时间长等缺陷，对于房产开发商来说，若开发成本的上升无法促进房屋销售量增加的话，那么开发商是不愿意在该项目上投资的。所以，政府应当进一步加大对采用太阳能供热采暖建筑的推广和支持力度，出台更多鼓励房地产开发商及相关生产企业积极参与太阳能供热采暖系统工程建设的支持政策，不断积累工程建设经验，加强技术开发与研究，进而为太阳能供热采暖行业的可持续发展提供保障。
3.5协调好建筑和太阳能之间的关系，实现二者的一体化
从太阳能供热采暖系统的发展进程来看，其主要经历了被动式太阳房、太阳能热水器两大重要阶段，这两个阶段的太阳能与建筑之间的关系都没有得到充分协调，导致二者在实际应用中存在诸多矛盾，为了协调好二者之间的关系，今后的发展主流将是实现太阳能和建筑的一体化，所谓一体化，指的就是太阳能供热采暖系统的设计、施工以及投入使用等环节完全与建筑实现同步。这样不仅可以在很大程度上降低太阳能系统对建筑美观性、结构性能等的不良影响，同时还能促进各专业、各环节作业的协调性，最大限度降低安全风险。
四、结束语
总之，太阳能供热采暖系统的应用对我国节能环保事业的顺利有效推进来说具有十分重要的意义，尽管当前太阳能供热采暖系统在实际应用中还存在诸多问题，但是随着实践与理论研究的进一步推进，该系统的实际应用效果也将大幅提升，从而更好地发挥出建筑的节能效益，为我国能源资源的可持续利用做出更大的贡献。
参考文献：
[1]祖文超，戎卫国，左庭荣等.太阳能供热采暖系统的应用与设计[J].制冷与空调（四川），2010，24（3）：101-103.
[2]熊安华.太阳能低温热水采暖系统在拉萨地区的应用研究[D].上海交通大学，2008.
论文作者:陶炜
论文发表刊物:《基层建设》2017年第32期
论文发表时间:2018/1/31
标签：太阳能论文; 采暖系统论文; 建筑论文; 系统论文; 热量论文; 节能论文; 采暖论文; 《基层建设》2017年第32期论文;