幸福的方向
隨著科技的進步,採暖方式也在不斷更新,近幾年太陽能被廣泛用於採暖領域,那麼什麼是太陽能地暖呢?
太陽能地暖是通過光電、光熱和光化學的方式把太陽能進行轉化,然後再加以利用,以太陽能為熱源,以超導的地暖為散熱體的一種地暖。
它的工作原理是利用太陽能集熱裝置對超導介質進行加熱,並將收集的熱量傳送到是室內的地暖管道,通過管道的超導介質循環對地面進行升溫加熱,從而達到室內溫度的上升,創造溫暖舒適的室內生活環境。
太陽能地暖優勢有哪些優勢?
1、節能高效,利用免費的光能制熱,運行費用低。
2、太陽能地暖是利用超導介質循環加熱,管道沒有水,所以傳熱速度更快。
3、免維修、免噪音。太陽能的超導地熱採暖技術非常成熟,安全、可靠,而且非常使用方便,價格也便宜。
4、維護方便,不用跟地暖一樣擔心漏水。
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這種叫法不太嚴瑾,但現實中有兩種實現方式,一是類似太陽能熱水器,太陽直接曬熱水,再通過地面盤管加熱屋內溫度,但冬天溫度低,太陽照射時間短,還有陰雨雪天等影響,實際使用不可行,這時就得用上輔助系統,綜合算下來不划算。
第二種方法就是利用光伏發電,再做一套電地暖系統。這麼效果很好,但造價比較高。
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太陽能地暖包括了兩個概念,太陽能是熱源,地暖是採暖方式。從採暖方式而言,與傳統模式沒有區別,它的主要特點是將太陽能作為熱源。
太陽能是綠色能源,不會對環境造成破壞,因此隨著科技的進步,太陽能的應用領域越來越廣泛。但太陽能存在自身的不足,能量密度較低,轉換效率也不是很高。
將太陽能應用到採暖領域,是最近幾年的事情,從能量角度而言,是否夠用呢?我們大概算算吧:
先設定幾個常數(為方便計算,部分常數做了取捨取整):
取暖面積:100㎡;
屋面利用率:120%;
可搭建吸熱板面積:120㎡
太陽光能量密度:1kw/㎡;
綜合熱轉換效率:30%(水媒)
房間採暖負荷(北京):50w/㎡(晝夜計算取值30w/㎡)
冬季日照時長(北京11~2月平均):5.8h/d
冬季取暖時間:120天,2880小時
冬季耗熱總需求:100×30×2.88=8640kwh
冬季總光照時間:700h;
冬季總太陽能(平米):1kw/㎡×700h=700kwh/㎡
冬季太陽能可供熱:700×30%=210kwh/㎡
需求換熱面積:8640kwh÷210kwh/㎡=41㎡
冬季每日能量:5.8h×1kw/㎡×120×30%=208.8kwh摺合179576.352Kcal
冬季總能量(太陽能):210×120=25200kwh;
可見,理論狀態下,太陽能完全可以滿足供暖需求。即便考慮保溫等因素,太陽能也基本可以滿足需求。
當然,氣候條件有很多不可控因素,因此,為了確保持續供暖,能常會附加電輔助加熱元件。
能量夠了,下一步就是儲熱裝置。通常我們採用絕熱(保溫)水箱進行儲熱,按20度溫差,蓄熱應滿足24小時需求計算:
需要熱量:30w/㎡×100㎡×24h=72kwh;
摺合:61922.88Kcal
水的熱容:1kcal/kg.℃
蓄熱水量:61922.88Kcal÷20℃÷1kcal/kg.℃=3,096.144kg,大概相當於3噸的水箱。
如果考慮熱損失,水箱還得加大,可以選擇更大的水箱(選4噸舉例)。大概相當於4立方米水箱(約為直徑1.6米高2米的圓柱形水箱)。
如果選用高分子蓄熱材料代替水,則蓄熱器體積能大大減小(有些高分子材料比熱比水高3倍,相應體積也就可以縮小到1/3)。
這是換熱及蓄熱部分,至於散熱系統,循環系統,無論是採用地暖還是散熱器,均已成熟,這裡就不說了。
所謂太陽能地暖系統,主要是由吸熱組件、換熱組件、蓄熱組件、輔助加熱組件與循環組件組成,與傳統取暖的區別在於吸熱組件與蓄熱組件,其它部分與傳統取暖系統沒有多少區別。
順便說一句,對太陽能強度而言,漠河與三亞的差別不大,因為對於1.5億公里外的太陽來說,傻傻分不出來。只是由於照射角度不同,會導致穿透大氣層時損耗存在些許差異,計算時可忽略。
下面是幾個典型的太陽能地暖系統示意圖:
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太陽能地暖就是把太陽能和低溫熱水輻射地板相結合。
這種供暖模式的優點在於清潔安全。由於太陽能資源的可再生性和清潔性,不會在供暖的時候對環境和人體產生危害,而且太陽能熱水技術和低溫熱水輻射地板已經是非常成熟的技術,這二者結合可以說幾乎沒有什麼技術障礙,完全可以輕鬆實現。
但這裡面最主要的問題在於太陽能資源的間歇性和密度較低。供暖最需要的季節是在冬季,而此時太陽輻照卻是最少最弱的時候,一旦遇到連陰整個系統不能工作非但不能供暖,還得考慮防凍,成本激增,由於以上特點太陽能只能做為供暖的輔助了,不能扛起穩定供暖的大旗!
其次,在現階段太陽能系統的成本還是挺高的,建造安裝成本不是普通家庭完全能承受的,以後的運行費用也不是一兩度電的問題,需要全盤考慮!
還有,如果單純作為供暖設施,那麼夏天不供暖的季節,這一套設備在太陽底下暴曬熱量無法散掉該怎麼辦,壽命會大大折扣的!
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太陽能地暖主要是靠輻射傳暖,這樣可以將太陽提供的熱能傳到物體和人體表面,若室外溫度相同,要想達到相同的舒適度,它的周圍空氣溫度比對流採暖條件要求低3℃左右。太陽能地暖非常實用,受到了廣大消費者的親睞。太陽能地暖供熱原理1 溫差控制集熱循環:太陽能地暖系統中有集熱器溫測器和水溫感應器,集熱系統吸收太陽能輻射後,集熱管溫度上升,當集熱器溫度和水箱溫度水溫差△t設定值時,檢測系統發出指令,循環泵將中央熱水器中的冷水輸入集熱器中,水被加熱後再回到水箱中,使水箱內的水達到設定的溫度。如此反覆,就能長時間的得到熱源。
太陽能地暖供熱原理2 地暖管道循環系統:地暖管道中有熱水循環泵,當水的溫度達到人為設定的溫度時,就會自動啟動熱水循環泵,使水溫通過太陽能地暖在地下的盤管中循環。這樣就能達到使室內溫度升高的效果。太陽能地暖產水能力 太陽能集熱器的產水能力與太陽照射強度有關,比如,夏天的產水能力就比較強,冬天陽光相對較弱,產水能力就很弱,因此夏天的產水量是冬天的4、5倍。 太陽能地暖的特點 太陽能地板輻射採暖既是一種能量消耗系統,也是能量生產系統,它具有節能、清潔與環保、舒適性好、便於熱計量等特點,是一種綠色的採暖方式。隨著人們對生活質量要求的提高,政府的大力支持,太陽能地暖系統必將會得到越來越廣泛的應用。關注我【輕鬆裝上海站】,瞭解更多裝修知識,裝修經驗,市場黑幕~
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太陽能地暖又稱太陽能地板輻射採暖,是一種以採集的太陽能作為熱源,通過敷設於地板中的盤管加熱地面進行供暖的系統,是太陽能作為熱源與地暖作這末端的結合體。
太陽能熱水地暖系統採用溫差控制循環、地暖管道循環、電輔加熱三種結合的運行方式,系統全自動運行。無需專人看管。
1. 溫差控制集熱循環
太陽能熱水地暖系統中有集熱器溫測器和水溫感應器,集熱系統吸收太陽能輻射後,集熱管溫度上升,當集熱器溫度和水箱溫度水溫差△t設定值時,檢測系統發出指令,循環泵將中央熱水器中的冷水輸入集熱器中,水被加熱後再回到水箱中,使水箱內的水達到設定的溫度。當集熱器溫度和水箱溫度溫差接近平衡時,循環泵就停止,如此反覆,使得水箱中的水溫不斷升高。2. 地暖管道循環系統
增加一臺熱水循環泵,通過控制器控制地暖管道循環。當水溫達到設定溫度時,自動啟動地暖循環泵,使高溫水通過地暖盤管在室內循環,從而使室內溫度不斷提高。當水箱水溫低於某一設定值時,自動停止地暖管道循環泵。
典型的太陽能地板輻射採暖系統由太陽能集熱器,控制器,集熱泵,蓄熱水箱,輔助熱源,供回水管,關斷閥若干,三通閥,過濾器,循環泵,溫度計,分水器,加熱器組成。
當蓄熱水箱的供水水溫T1>50℃時,控制器就啟動水泵,水進入集熱器進行加熱,並將集熱器的熱水壓入水箱,水箱上部溫度高,下部溫度低,下部冷水再進入集熱器加熱,構成一個循環。當蓄熱水箱的供水水溫T2<40℃,水泵停止工作,為防止反向循環及由此產生的集熱器的夜間熱損失,則需要一個止回閥。當蓄熱水箱的供水水溫T3>45℃時,可開啟泵3進行採暖循環。和其它太陽能的利用一樣,太陽能集熱器的熱量輸出是隨時間變化的,它受氣候變化週期的影響,所以,系統中有一個輔助加熱器。
太陽能地暖特點
太陽能地板輻射採暖既是一種能量消耗系統,也是能量生產系統,它具有節能、清潔與環保、舒適性好、便於熱計量等特點,是一種綠色的採暖方式。隨著人們對生活質量要求的提高,太陽能地板輻射採暖系統必將會得到越來越廣泛的應用
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是指用太陽能模塊帶水系統地暖。小戶型不建議採用,先期投資大、系統後期維護太專業…一般莊園式別墅或大型企業、辦公場所、中高端企業、會所才使用會採納,建議太陽能、空氣源熱泵串用互補才能達到最佳……