太阳能地板采暖系统讲义

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太阳能地板采暖系统是一种将太阳能热利用技术与低温辐射供暖方式相结合的清洁供暖方案。该系统主要由太阳能集热器（通常为平板式或真空管式）、储热水箱、循环泵、温控装置及低温热水地板辐射盘管组成。白天，集热器吸收太阳辐射能，加热传热介质（多为防冻液水溶液），通过换热器将热量传递至储热水箱；夜间或阴雨天，系统可自动切换至辅助热源（如空气源热泵、电加热或燃气锅炉）以保障连续供热。热水经恒温混水装置调节至35–45℃后，均匀输送至铺设于地面构造层内的PEX或PERT耐热塑料盘管，通过辐射与对流方式向室内散热，实现“足暖头凉”的舒适供暖效果。该系统具有节能显著（太阳能贡献率可达30%–60%）、运行安静、无吹风扬尘、热惰性好、温度分布均匀等优势，特别适用于节能住宅、被动房及低能耗建筑。但其应用受当地太阳辐照条件、屋顶可用面积及初投资成本制约，需结合气候数据进行优化设计，并配备智能控制系统以提升能源利用效率。作为建筑光伏光热（BIPV/T）一体化的重要方向，该系统体现了可再生能源与健康人居环境融合发展的前沿趋势。（约400字）

1、太阳能辅助采暖的种类

太阳能（辅助）采暖的种类很多，根据太阳能集热器结构形式的不同，储热水箱结构形式的不同、辅助能源种类的不同、末端散热器形式和种类的不同，太阳能辅助采暖可以有多种组合。1.1、集热系统和储热系统的组合形式1.2、辅助能源的种类和与储热系统结合形式1.3、末端散热器的种类不同

1.1、集热系统和储热系统的组合

济宁市玉成小区某地下车库土建工程模板施工方案1.2、辅助能源的种类和与储热系统结合形式

除太阳能以外的其他可以使用的能源都可以作为辅助能源。常见的辅助能源有：电能、燃起炉、燃煤炉、集中热水（蒸汽）等。1.2.1、电锅炉作为太阳能采暖的辅助能源。1.2.2、水箱内置电加热头作为辅助能源1.2.3、速热式燃气热水器。1.2.4、带小水箱的燃气热水器（壁挂炉）1.2.5、燃煤锅炉。民用燃煤炉等。

1.2、辅助能源与储热系统常见结合形式

内置盘管换热器辅助能源系统

外置板式换热器辅助能源系统

1.3、末端散热器的种类不同

末端散热器指的是把太阳能辅助采暖系统以水为热媒的热能散布到采暖房间的设施。常见的末端散热器有各种形式的暖气片、最近十年发展起来的地板下的盘管散热器、顶棚内的风机盘管系统。和最近两年发展起来的墙壁盘管散热器。

太阳能辅助采暖形式小结

不同集热系统和储热系统结合的优缺点比较

太阳能辅助采暖应参考的文献

开式非承压水箱直接供热水间接供暖系统

开式非承压水箱直接供暖间接供热水系统

闭式水箱太阳能直接供暖系统原理

清华阳光公司阳坊办公楼采暖方式

闭式水箱换热器供热采暖系统

昌平流村镇菩萨鹿村采暖方式

承压水箱采暖带生活热水系统

直接供热与间接供热优缺点对比表

2、太阳能辅助采暖的设计计算

采暖计算要考虑最关键内容如下2.1、采暖热负荷的计算(必须的)2.2、太阳能集热面积的计算2.3、辅助能源功率的计算2.4、室内（末端）散热器面积的计算2.5、节约常规能源的计算2.6、环保效益计算

2.1、采暖热负荷的计算

采暖热负荷heatingload指：在采暖室外计算温度下，为了保持室内设计计算温度，供暖系统在单位时间内需向建筑物供给的热量。围护结构buildingenvelope指：建筑物及房间各面的围挡物，如墙体、屋顶、地板、地面和门窗等。分内、外围护结构两类

1）计算公式和常用数据表建筑物热负荷可用下式估算：式中：qnv—建筑物供暖体积热指标，W/(m3·℃)；见表4.1，a—修正系数，见表4.2；V—建筑物外轮廓体积，m3；计算方法见手册附录A；tw——采暖室外计算温度，℃；tnp——室内平均计算空气温度，℃。

按建筑物体积热指标计算采暖热负荷

以门头沟区农村居民平房采暖系统进行计算说明

按建筑物面积热指标计算采暖热负荷

计算供暖热负荷的另外一种方法是面积热指标估算法，各种建筑物单位面积耗热量见右表，根据建筑面积就可以计算出供暖热负荷。若为节能建筑，则需根据相应的节能百分比减少面积热指标。

按建筑物面积热指标计算采暖热负荷

按此方法重新计算门头沟区居民供暖热负荷供暖面积:12×6.5=78㎡。按一般住宅查表4.4选取热负荷60W/㎡，由于该建筑作了很好的外保温，面积热指标取50W/㎡，则总热负荷为：Qn=50×78=3900(W)。与按体积热指标计算出的总热负荷(3950.9W)比较接近。这两种方法的前提是需要知道建筑物的体积热指标荷面积热指标。

更准确细致的计算方法请参考《太阳能地板采暖设计施工指导手册》4.2节

q—建筑物耗热量指标，W/㎡；q1—单位建筑面积通过围护结构的传热耗热量，W/㎡；q2—单位建筑面积的空气渗透耗热量，W/㎡；q3—单位建筑面积的建筑物内部包括炊事、照明、家电和人体散热的得热量，W/㎡。

2.2、太阳能集热面积的计算

太阳能保证率(solarfraction)：系统中由太阳能部分提供的热量占系统总负荷的百分率。要计算太阳能集热器的面积，必须先定下来太阳能系统的保障率。(用通俗的话说就是：一点其他能源也没有，只靠太阳能供暖，在晴好天气，太阳能能提供百分之多少的能量)，这个数据是影响太阳能集热系统面积的关键值也是影响系统造价的关键因素。我们的设计一般按50％设计，估计平谷区其他公司的保障率也就是20％～30%

根据2.1计算出了一天的总供热量，乘以太阳能保障率，就是太阳能集热系统需要提供的能量。这个值除以冬季单位面积集热器获得的太阳平均辐照量，就可以求出集热面积。

以2.1节计算出来的热负荷341.4MJ、太阳能保障率50％，冬季太阳平均辐照量为17MJ,热水系统效率为50％为例计算集热面积。S=(341.4×50％)/(17×50％)=20.1m2。如果太阳能集热系统的效率低的太阳能保障率还低

2.3、辅助能源功率的计算

辅助能源功率和辅助能源的运行时间有关，因为一天的总能量需求(热负荷)已经固定，因此辅助能源的运行时间越短，需要的功率就越大，反之亦然。在计算辅助能源功率时要按全部热负荷计算(在阴、雨、雪天气没有太阳能，所有能源都由辅助能源提供)。辅助能源的最大运行时间应该控制在16小时内(一天有1/3时间休息)，因此辅助能源的功率至少是采暖功率的1.5倍。这一点在用电做辅助能源时更该注意。煤炉一般以千卡为单位，与千瓦的换算关系是：1kwh=860kcal,即1万大卡相当于11.6kwh。

2.4、室内(末端)散热器面积的计算

根据2.1节的计算，我们可以得到各个采暖房间的采暖功率，因此也就知道了各房间散热器一天发散的总能量，按照散热器半天工作的原则我们知道散热器的功率是采暖功率的2倍。再根据各种散热器的散热能力选择散热器面积。(地盘管的直径和管间距、普通暖气散热片的片数，风机盘管的风机功率及盘管面积。)

2.5、节约常规能源的计算

按50％的太阳能保障率，采暖季从前年的11月1日，到第二年的3月31日，共151或152个采暖日，根据2.1的计算结果，很容易计算出节约的总能量。Q=151×341.4×50％＝25775.7MJ=6166Mcal我国定义标准煤的发热量是:7000kcal/kg(7Mcal/kg)。因此一个采暖季可以节约标准煤：881kg

根据2.1节的计算，我们知道一天的总能量需求是94.8kwh，一个采暖季的总电量为：Q=94.8×151＝14314.8kwh,按0.5元/kwh的电费计算，一年需要电费7157.4元，节约50％就是：3578.7元。

要从节约常规能源、减少CO2、SO2、可吸入颗粒物、炉渣等几个方面入手计算，在此不展开计算。按照炭完全燃烧化学方程式：计算，煤中的C燃烧后产生的CO2量为：每1kgC生成3.67KgCO2(C的分子量为6，CO2的分子量为6＋16＝22，22/6=3.67)。按照能量100％转化的理论计算，1kw.h电能相当于0.123kg标准煤的热能，产生的CO2为0.451kg。目前我国发电1kw.h的标准煤耗量是0.36~0.39kg。则相应的CO2排放量为1.321～1.431kg。

按照煤炭完全燃烧化学方程式：计算，煤中的C燃烧后产生的CO2量为：每1kgC生成3.67KgCO2。按照能量100％转化的理论计算，1kw.h电能相当于0.123kg标准煤的热能，产生的CO2为0.451kg。目前我国发电1kw.h的标准煤耗量是0.36~0.39kg。则相应的CO2排放量为1.321～1.431kg。

常见的以热水为热媒的采暖末端散热器的形式有1、低温地板盘管散热器辐射供暖2、墙壁金属散热器供暖3、顶棚风机盘管式供暖4、墙壁盘管散热器辐射供暖

3、末端散热器的形式和特点

大致坡工程施工组织设计附平面图4、太阳能辅助采暖的控制原理和流程

控制系统应考虑的内容1、太阳能集热系统的控制2、辅助能源的控制3、室内温度的控制4、安全越冬防护控制5、夏季防止过热控制

太阳能辅助采暖的施工包括如下内容：1、集热系统的施工（集热器和管路安装）2、储热系统的施工（水箱及循环泵安装）3、辅助能源施工4、末端散热器的施工5、控制系统的施工

5、太阳能辅助采暖的施工过程

cjj_t308-2021 湿地公园设计标准太阳能辅助采暖预算应包括的内容1、太阳能集热系统的费用2、热水储热系统的费用3、辅助能源实施的费用4、末端散热器的费用5、控制系统的费用6、人工费用、运输费用、交通费用。7、税金和佣金8、利润

6、太阳能辅助采暖的预算